بیا یه داستان عجیب و باحال از دانشگاه اموری (تو آتلانتا) برات تعریف کنم! برخلاف خیلی از پروژه‌های هوش مصنوعی که فقط مثلا دیتا رو پاک‌سازی می‌کنن یا چیزی رو پیش‌بینی می‌کنن، این یکی از پروژه‌هایی بود که حسابی همه رو غافلگیر کرد. تیم دانشمندها این بار شبکه عصبی‌شون رو انداختن وسط ماجرای علم فیزیک و بهش گفتن: «داداش، خودت قوانین فیزیکی کشف کن!»
خب اصل کاری اینجاست که این تیم داده‌های آزمایشگاهی رو از یه حالت عجیب ماده به اسم “پلاسما غبارآلود” دادن به هوش مصنوعی تا ببینن چی در میاد. حالا پلاسما غبارآلود خودش کلی تعریف داره – یه گاز داغه که برقی شده و کلی ذرات ریز غبار توشه. مثلاً توی حلقه‌های زحل یا حتی سطح ماه، یا همین دود آتیش‌سوزی‌های روی زمین هم همین پلاسما رو داریم!
تا قبل از این آزمایش، کسی درست و حسابی نمی‌دونست نیروها دقیقاً تو این پدیده چجوری کار می‌کنن. چون نیروهاش غیرمتقارنن – یعنی مثلاً اگه یه ذره یه نیرویی به ذره دوم وارد کنه، الزامی نداره همون نیرو رو پس بگیره! (این تو فیزیک معمولی تقریباً عجیبه.)
پس دانشمندها گفتن بذار یه سیستم تصویربرداری سه‌بعدی باحال بسازیم، غبار پلاستیکی رو تو اتاق پر از پلاسما بریزیم و با لیزر و دوربین سرعت‌بالا، تک‌تک حرکات ذره‌ها رو تو سه‌بعد بگیریم. بعد این همه داده رو دادن به یه شبکه عصبی سفارشی‌شده (شبکه عصبی یعنی یک مدل هوش مصنوعی که سعی می‌کنه رفتار مغز رو تقلید کنه، واسه یادگیری الگوها).
حالا نکته باحال ماجرا این بود که برعکس خیلی از پروژه‌های هوش مصنوعی که کلی داده می‌خوان، اینجا تیم دانشگاه اموری با همون داده‌های محدود، یه مدل ساختن که تو خودش قواعد فیزیکی مثل گرانش، کشش هوا و تعامل بین ذره‌ها رو جا داده بود. یعنی یه مدل هوش مصنوعی که تا حد زیادی شبیه خودشون فیزیک‌دون طراحی شده بود! همون‌طور که ایلیا نمِن‌من (یکی از استادای دانشگاه) گفته بود: «وقتی داری تو مسیر ناشناخته قدم می‌زنی، داده زیاد گیرت نمیاد. پس باید شبکه عصبی بسازی که با داده کم هم بتونه یاد بگیره!»
خب هوش مصنوعی ما اومد حرکت ذره‌ها رو به سه دسته تقسیم کرد: تاثیرات سرعت (مثلا کشش هوا)، نیروهای محیطی (مثل گرانش)، و تعامل ذره با ذره. همین باعث شد AI بتونه کلی رفتار پیچیده رو یاد بگیره ولی همچنان به قوانین پایه فیزیک وفادار بمونه.
نتیجه چی شد؟ هوش مصنوعی با دقت بالای ۹۹٪ تونست نیروهای غیرمتقارن رو توصیف کنه. مثلاً فهمید که اگه یه ذره جلوتر باشه، ذره عقبی رو به سمت خودش می‌کشه ولی هم‌زمان اون عقبی، ذره جلویی رو هُل می‌ده. همچین تعاملی قبلاً حدس زده شده بود ولی هیچ‌کس مدلش نکرده بود.
از اون جالب‌تر اینکه این شبکه عصبی کلی باور غلط و فرضیات قدیمی در مورد پلاسمای غبارآلود رو هم تصحیح کرد! مثلاً قبلاً فکر می‌کردن بار الکتریکی ذره مستقیماً با سایزش بزرگ‌تر می‌شه – ولی AI نشون داد که این ماجرا بستگی به دما و چگالی پلاسمای اطرافش داره. یا فکر می‌کردن هر چی فاصله بین ذره‌ها بیشتر شه، نیرو به طور نمایی کم می‌شه، اما هوش مصنوعی فهمید که این افت نیرو به سایز ذره هم ربط داره.
حالا بهترین بخشش: این کل پروژه رو با یه کامپیوتر دسکتاپ ساده اجرا کردن! مدلی که ساختن حالا می‌تونه روی هر سیستم پیچیده چندذره‌ای اجرا بشه – فرقی نمی‌کنه بحث رنگ‌های داخل یه قوطی رنگ باشه یا سلول‌هایی که تو بدن آدم‌ها مهاجرت می‌کنن.
در نهایت، این مطالعه نشون داد که AI فقط واسه حساب و کتاب و تحلیل داده نیست؛ می‌تونه واقعاً قوانین ناشناخته طبیعت رو کشف کنه و حتی اشتباهات قدیمی دانشمندا رو هم تصحیح کنه. نمِن‌من هم گفت: «درسته همه دارن می‌گن AI داره علم رو متحول می‌کنه، ولی مثال‌هایی که واقعاً یه چیز بنیادی جدید توسط AI کشف شه خیلی کمه. امیدوارم این کار باعث بشه دانشمندها راه‌های بیشتری برای استفاده AI در پیشرفت علم و جامعه پیدا کنن.»
خلاصه، مقاله این تیم تو مجله معتبر PNAS چاپ شده و احتمالاً باید منتظر کلی پروژه عجیب و علمی دیگه با هوش مصنوعی باشیم!
منبع: +
