Може машинне навчання покласти кінець «зрозумілою» науці?

Дата:

2018-08-22 01:00:07

Перегляди:

57

Рейтинг:

1Дизлайк 0Любити

Поділитися:

Може машинне навчання покласти кінець «зрозумілою» науці? Source:

На превеликий жаль відпочиваючих, які планують літній пікнік, погода — неймовірно примхлива і непередбачувана штука. Невеликі зміни в опадах, температурі, вологості, швидкості вітру та його напрямку можуть змінити вуличні умови за якісь години або дні. Тому прогнози погоди зазвичай не робляться більше ніж на сім днів у майбутнє — і тому ж пікніки вимагають запасних планів.

Але що, якщо б ми могли зрозуміти хаотичну систему досить добре, щоб передбачати, як вона буде вести себе в майбутньому?

чи Можна спрогнозувати погоду на рік?

У січні 2018 року вченим вдалося. Вони використовували машинне навчання для точного прогнозування результату хаотичної системи протягом набагато більш тривалого часу, ніж вважалося можливим. І машина зробила це просто спостерігаючи за динамікою системи, не маючи ніякого уявлення про рівняннях, що стоять за нею.

Трепет, страх і хвилювання

Ми вже почали звикати до неймовірних проявів здібностей штучного інтелекту.

У минулому році програма під назвою AlphaZero навчилася правилами гри в шахи з нуля всього за день, а потім здолала кращі в світі програми для гри в шахи. Також вона навчилася гри в го і перевершила колишнього кремнієвого чемпіона, алгоритм AlphaGo Zero, який вправлявся в грі в процесі спроб та помилок після того, як йому згодували правила.

Багато з цих алгоритмів починають з чистого стану блаженного невігластва і швидко набирають знання, спостерігаючи за процесом або граючи проти самих себе, удосконалюючись на кожному кроці тисячі разів в секунду. Їх здібності вселяють почуття страху, благоговіння, хвилювання. Часто ми чуємо про хаос, в який вони можуть примусити людство одного разу.

Але куди цікавіше, що зробить штучний інтелект з наукою у майбутньому, з її «розумінням».

Ідеальне прогнозування означає розуміння?

Більшість вчених, ймовірно, зійдуться на думці, що передбачення і розуміння — не одне і те ж. Причина криється в міфі про походження фізики — і, можна сказати, сучасної науки в цілому.

Справа в тому, що більше тисячі років люди використовували методи, запропоновані греко-римським математиком Птолемеєм, щоб передбачати рух планет по небу.

Птолемей не знав нічого про теорії гравітації або про те, що сонце було центром Сонячної системи. Його методи включали ритуальні розрахунки з використанням кіл всередині кола всередині кола. І хоча вони передбачали планетарне рух досить добре, ніхто не розумів, чому це працює і чому планети підпорядковуються таким, здавалося б, складним правилами.

Потім були Коперник, Галілей, Кеплер, Ньютон.

Ньютон відкрив фундаментальні диференціальні рівняння, які керують рухом кожної планети. З їх допомогою можна було описати кожну планету в Сонячній системі. І це було чудово, тому що ми зрозуміли, чому планети рухаються.

Рішення диференціальних рівняння виявилося більш ефективним способом прогнозування планетарного руху в порівнянні з алгоритмом Птолемея. Що більш важливо, втім, це те, що наша віра в цей метод дозволила нам відкрити нові невидимі планети, благодая закону всесвітнього тяжіння. Він пояснював, чому ракети літають і яблука падають, а також чому існують місяця і галактики.

Цей базовий шаблон — пошук набору рівнянь, що описують об'єднуючий принцип — успішно використовувався у фізиці знову і знову. Так ми визначили Стандартну модель, кульмінацію півстоліття досліджень фізики частинок, яка точно описує структуру кожного атома, ядра або частинки. Так ми намагаємося зрозуміти високотемпературну надпровідність, темну матерію і квантові комп'ютери. (Невиправдана ефективність цього методу навіть викликала запитання про те, чому всесвіт так чудово піддається математичному опису).

У всій науці поняття розуміння чогось означає повернення до початкової схемою: якщо ви можете скоротити складне явище до простого набору принципів, що ви його зрозуміли.

Винятки з правил

Та все ж, існують прикрі винятки, які псують цей красивий розповідь. Турбулентність — одна з причин, за якими передбачати погоду важко — яскравий приклад з фізики. Переважна більшість проблем з біології, з заплутаних структур в інших структурах, також не піддаються поясненню за допомогою простих принципів об'єднання та спрощення.

Хоча немає ніяких сумнівів в тому, що атоми і хімія, а значить і прості принципи, що лежать в основі цих систем, що описуються за допомогою універсально ефективних уравненрий, це досить неефективний спосіб генерації корисних прогнозів.

В той же час стає очевидним, що ці проблеми легко піддаються методів машинного навчання.

Так само, як стародавні греки шукали відповіді у містичного дельфійського оракула, ми будемо шукати відповіді на складні питання науки у всезнаючих оракулів з штучним інтелектом.

Такі оракули вже керують автономними автомобілями і вибирають об'єкти для інвестицій на ринку акцій, а дуже скоро будуть пророкувати, які ліки будуть ефективними проти бактерій — і якою буде погода через два тижні.

Вони будуть робити ці передбачення з найвищою точністю, яка нам і не снилася, не використовуючи ніякі математичні моделі та рівняння.

Не виключено, що, озброївшись даними про мільярди зіткнень на Великому адронному колайдері, вони краще впораються з передбаченнями результату експериментуз частками, ніж навіть улюблена фізиками Стандартна модель.

Подібно нез'ясовним джерел одкровення жриць з Дельфи, наші пророки штучного інтелекту також навряд чи зможуть пояснити, чому вони передбачають саме так, а не інакше. Їх висновки будуть засновані на багатьох мікросекундах того, що можна назвати «досвідом». Вони будуть походити на неосвіченої фермера, який вміє точно визначити, як зміниться погода, «тому що кістки ниють» або за іншим передчуттям.

Наука без розуміння?

Наслідки роботи машинного інтелекту у сфері науки і філософії науки можуть бути приголомшливими.

Наприклад, перед обличчям все більш точних прогнозів, хоч і отриманих методами, незрозумілими людині, чи ми будемо заперечувати, що машини володіють кращим знанням, ніж ми?

Якщо прогнозування насправді є головною метою науки, як ми повинні модифікувати науковий метод, алгоритм, який протягом століть дозволяв нам виявляти помилки і виправляти їх?

Якщо ми відмовимося від розуміння, є сенс займатися наукою, якою ми займалися?

Ніхто не знає. Але якщо ми не можемо сформулювати, чому наука — це більше, ніж здатність робити хороші прогнози, вчені незабаром виявлять, що «навчений штучний інтелект робить їх роботу краще їх самих».

Більше:

Чи можна захиститися від ВІЛ на генному рівні

Чи можна захиститися від ВІЛ на генному рівні

лютує Чума XX століття і в XXI столітті. СНІД вже давно визнається багатьма справжньою проблемою людства, яку треба якось вирішувати. Люди будують теорії, звідки він узявся і чому треба чи не треба переживати за його приводу, але одне ясно точно. З н...

Що не так з тестами на коронавірус?

Що не так з тестами на коронавірус?

Сьогодні багато демонізують Гейтса, звинувачуючи його в навмисному чипировании населення (от тільки як?) і заодно всіх смертних гріхах. Розповідаємо, чому американський мільярдер насправді молодець і зовсім не рептилоид Яким би тривожним це не здавал...

15 кращих цитат Альберта Ейнштейна про науку і життя

15 кращих цитат Альберта Ейнштейна про науку і життя

Альберт Ейнштейн був синонімом слова «Геній». Саме так, з великої літери. Не дарма кажуть, що талановита людина талановита у всьому. Геніальність теж можна назвати талантом, так як це унікальна особливість людини бути розумним, розважливим ...

Примітка (0)

Ця стаття не має коментарів, будьте першим!

Додати коментар

Новини

Примарні антинейтрино зможуть виявити таємні ядерні випробування

Примарні антинейтрино зможуть виявити таємні ядерні випробування

Держави, які хочуть проводити таємні випробування ядерної зброї, одного разу будуть розкриті за допомогою антинейтрино. Ядерні вибухи випромінюють величезну кількість легких субатомних частинок, які можуть подорожувати на великі в...

У світі величезні проблеми з електрикою. Повертаємося до ядерних реакторів?

У світі величезні проблеми з електрикою. Повертаємося до ядерних реакторів?

Ще в 2009 році Саймон Айріш, інвестиційний менеджер з Нью-Йорка, виявив спосіб, за допомогою якого, на його думку, можна було змінити світ. Айріш побачив, що країни всього світу потребують колосальній кількості проектів в області ...

Учені запідозрили фонони у володінні масою і... негативною гравітацією

Учені запідозрили фонони у володінні масою і... негативною гравітацією

Троє фізиків з Колумбійського університету наробили шуму зі своєю новою теорією про фононах — вони припускають, що ці частинки можуть мати від'ємну масу і, внаслідок цього, негативну гравітацію. Ангело Еспосіто, Рафаель Кричевськи...

Новий підхід утримує рідини від замерзання при дуже низьких температурах

Новий підхід утримує рідини від замерзання при дуже низьких температурах

Вчені з Массачусетського центру застосування технологій в медицині (MGH-CEM) розробили простий метод підтримки води і розчинів на основі води в рідкому стані при температурах, значно менших звичайної «точки замерзання» протягом ду...

Вчені знайшли спосіб структурно посилити графен в два рази

Вчені знайшли спосіб структурно посилити графен в два рази

Матеріал графен являє собою двовимірну модифікацію вуглецю товщиною в один атом з кристалічною решіткою гексагонального виду. Вчені дуже зацікавлені в цьому матеріалі, оскільки він володіє поруч властивостей, що роблять його практ...

Швидкість розширення Всесвіту під великим питанням. Чому фізики не справляються?

Швидкість розширення Всесвіту під великим питанням. Чому фізики не справляються?

наступного разу, коли ви будете їсти кексик з ягодами, подумайте про те, що сталося з чорницею в тесті по мірі випікання солодощі. Чорниця лежала в одному місці, але по мірі розширення булочки ягоди почали віддалятися один від одн...

LEGO почала робити блоки з рослин

LEGO почала робити блоки з рослин

Датський виробник іграшок LEGO, як і інші успішні компанії, сьогодні піклується про охорону навколишнього середовища. В рамках цієї ініціативи компанія планує до 2030 року виробляти більшу частину своїх продуктів і упаковки з вико...

CRISPR допоміг створити новий вид з однієї гігантської хромосомою

CRISPR допоміг створити новий вид з однієї гігантської хромосомою

щонайменше останні 10 мільйонів років кожна дріжджова клітка, використовувана для виробництва пива або хліба, мала 16 хромосом. Але сьогодні, завдяки технології CRISPR і майстрам за ДНК з Китаю, у нас з'явилися живі дріжджі…...

Фізики перетворили мікрохвильову піч у генератор плазми

Фізики перетворили мікрохвильову піч у генератор плазми

Ще зі школи відомо, що речовина має 3 основних агрегатних стани – тверде, рідке і газоподібне. Але мало хто пам'ятає про те, що існують і деякі інші. Наприклад, стан плазми. Отримати її не так то просто, проте група фізиків-любите...

Найдавнішої форми життя на Землі більше, ніж зірок у Всесвіті

Найдавнішої форми життя на Землі більше, ніж зірок у Всесвіті

В атмосфері Землі циркулює разюча кількість вірусів — і випадає з неї, до такого висновку прийшли вчені з Канади, Іспанії та США. Бактерії і віруси потрапляють в атмосферу разом з невеликими частками з грунту і морського пара. Впе...

Російські вчені стверджують, що воскресили 40000-літніх черв'яків, похованих під льоду

Російські вчені стверджують, що воскресили 40000-літніх черв'яків, похованих під льоду

Група російських вчених ідеально вписалася у фільм Джона Карпентера. Вони стверджують, що виявили давніх черв'яків-нематод, похованих у сибірській тундрі, які змогли відтворюватися, провівши 32 000 років у вічній мерзлоті. Якщо це...

Теорія множинних всесвітів. Де закінчується наука і починається вигадка?

Теорія множинних всесвітів. Де закінчується наука і починається вигадка?

Всесвіт там, де була завжди і буде завжди. Принаймні, так нам сказали і так випливає з самого слова «Всесвіт». Але якою б не була справжня природа Всесвіту, наша здатність збирати про неї інформацію фундаментально обмежена. З моме...

Вчені створили водорозчинний пластик

Вчені створили водорозчинний пластик

Проблема забруднення планети пластиковими відходами та їх похідними гостро стоїть вже не перший рік і безліч вчених зі всього світу намагаються вирішити її. Однак, цілком можливо, що група чилійських учених знайшла рішення, створи...

Океани стали найбільш кислими за 14 мільйонів років

Океани стали найбільш кислими за 14 мільйонів років

Дослідження, проведене вченими Кардіффського університету, показало, що при збереженні рівня викидів діоксиду вуглецю, рівень окислення океану досягне безпрецедентного рівня. Підкислення океану відбувається, коли CO2 з атмосфери п...

«Піна простору-часу» не уповільнює нейтрино: вони рухаються зі швидкістю світла

«Піна простору-часу» не уповільнює нейтрино: вони рухаються зі швидкістю світла

Міжгалактична гонка між світлом і химерної субатомної частки, званої нейтрино, . Вона припускає, що високоенергетичні нейтрино, які настільки легкі, що ведуть себе так, ніби не мають маси, слідують головному правилу фізики: безмас...

Ресурси Землі підійшли до межі через перенаселеність? Як би не так

Ресурси Землі підійшли до межі через перенаселеність? Як би не так

У нещодавно опублікованій роботі в Nature Sustainability група вчених встановила, що Земля може підтримувати, в кращому випадку, лише 7 мільярдів осіб на рівні прожиткового мінімуму (а в цьому червні нас було вже 7,6 мільярда). До...

Між двома японськими вулканами знайшли підземну зв'язок

Між двома японськими вулканами знайшли підземну зв'язок

Вперше в історії вчені знайшли підтвердження тому, що радикальні зміни одного вулкана на півдні Японії стали прямим наслідком виверження іншого вулкана в 22 кілометрах від нього. Спостереження цих двох вулканів – Айра і Кірісіма –...

Початок нейтринної астрономії належить: антарктична станція точно відстежила місце народження нейтрино

Початок нейтринної астрономії належить: антарктична станція точно відстежила місце народження нейтрино

Вченим вдалося простежити шлях руху невловимою найдрібнішої частинки аж до її космічної батьківщини, яскравої галактики в 4 мільярди світлових років. Це величезні новини: таке зробили вперше в історії дослідження космосу. Вчені да...

Рік назад від Антарктиди відколовся величезний айсберг. Що з ним сталося за цей час?

Рік назад від Антарктиди відколовся величезний айсберг. Що з ним сталося за цей час?

Майже рік тому антарктичний льодовик Ларсена З породив айсберг A-68, одну з найбільш великих брил льоду з усіх, що знає історія. Відео, зроблене за допомогою супутникової зйомки, показує розкол, поділ і наступне подорож айсберга з...

Найбільші загадки: що таке простір-час?

Найбільші загадки: що таке простір-час?

Люди завжди беруть простір як само собою зрозуміле. Зрештою, це просто порожнеча — ємність для всього іншого. Час цокає безперервно. Але фізики такі люди, їм завжди потрібно щось ускладнити. Регулярно намагаючись поєднувати свої т...