Un nuovo programma di intelligenza artificiale della Columbia University ha osservato fenomeni fisici e scoperto inaspettate variabili.
I ricercatori della Columbia University affermano che l’intelligenza artificiale potrebbe aver scoperto una nuova fisica. Di cosa stiamo parlando? La nostra fisica si basa sulle variabili come ad esempio, energia, massa, velocità, le tre variabili che compongono l’iconica equazione di Einstein E=MC2. I ricercatori si sono chiesti: come ha fatto Einstein a conoscere questi concetti in primo luogo? Queste variabili possono essere scoperte automaticamente? Le variabili con cui abbiamo familiarità potrebbero non essere le uniche. “Mi sono sempre chiesto, se avessimo mai incontrato una razza aliena intelligente, avrebbero scoperto le nostre stesse leggi fisiche, o avrebbero potuto descrivere l’universo in un modo diverso?” si chiede Hod Lipson, autore dello studio e direttore del Creative Machines Laboratory presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica della Columbia University. Gli scienziati hanno sviluppato un nuovo algoritmo di intelligenza artificiale (AI) e lo hanno quindi addestrato per contare il numero di variabili necessarie per descrivere i sistemi fisici e prevederne l’evoluzione. L’obiettivo del programma era quello di utilizzare una videocamera per osservare e monitorare i fenomeni fisici prima di tentare di identificare la più piccola raccolta possibile di variabili fondamentali che potessero catturare adeguatamente le dinamiche osservate. I ricercatori hanno iniziato alimentando il sistema con video grezzi di fenomeni a cui già conoscevano la risposta. Ad esempio, hanno introdotto un video di un doppio pendolo che è noto per avere esattamente quattro “variabili di stato”: l’angolo e la velocità angolare di ciascuno dei due bracci. Dopo alcune ore di analisi, l’IA ha dato la risposta: 4,7 variabili.
“Pensavamo che questa risposta fosse abbastanza vicina”, ha detto Lipson. “Soprattutto perché l’unica cosa a cui l’IA aveva accesso erano le riprese video grezze, senza alcuna conoscenza della fisica o della geometria. Ma volevamo sapere quali fossero realmente le variabili, non solo il loro numero”, ha aggiunto. Per questo motivo, i ricercatori hanno quindi iniziato a visualizzare le variabili effettive che il programma aveva scoperto. Poiché l’algoritmo non può esprimere le variabili in un linguaggio intuitivo accessibile agli esseri umani, estrarre le variabili stesse è stato impegnativo. Dopo un’indagine approfondita, si è scoperto che due delle variabili selezionate dal computer corrispondevano agli angoli delle braccia, ma le altre due rimangono sconosciute. “Abbiamo cercato di correlare le altre variabili con tutto ciò che potevamo pensare: velocità angolari e lineari, energia cinetica e potenziale e varie combinazioni di quantità note”, ha detto il dottor Boyuan Chen, attualmente professore associato presso la Duke University, che ha supervisionato lo studio. esperimento. “Ma nulla sembrava corrispondere perfettamente”, ha aggiunto. Durante l’esperimento, gli autori hanno continuato a mostrare al computer sistemi dinamici molto più complessi, come un “ballerino d’aria” che ondeggia davanti a un concessionario di auto usate, una lampada di lava e le fiamme di un camino. Hanno riferito che erano necessarie rispettivamente otto, otto e 24 variabili di stato per descrivere questi sistemi, ma cosa siano non è ancora noto. “Non capiamo ancora il linguaggio matematico che sta parlando”, ha spiegato Boyuan Chen. I ricercatori ritengono che questo tipo di intelligenza artificiale possa aiutare gli scienziati a scoprire fenomeni complessi per i quali la comprensione teorica non sta tenendo il passo con il flusso di dati, in aree che vanno dalla biologia alla cosmologia.
