Ένας υπολογιστής μπορεί να αποκαλύψει τους νόμους της Φύσης

Δύο ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Cornell ανακοίνωσαν ότι έχουν αναπτύξει μια νέο έξυπνη υπολογιστική μηχανή, που έχει τη δυνατότητα του προσδιορισμού των θεμελιωδών νόμων της φύσης – όπως η βαρύτητα – και βασίζεται αποκλειστικά στα πρωτογενή δεδομένα που επεξεργάζεται.

Το όργανο αυτό αναπτύχθηκε από τον Hod Lipson, και τον μεταπτυχιακό φοιτητή του Michael Schmidt. Η βαρύτητα είναι ένας από τους βασικούς νόμους της φυσικής, που η μηχανή αυτή μπορεί να επεξεργαστεί, λένε οι ερευνητές.

Αυτό που είναι αξιοσημείωτο για τον υπολογιστή είναι ότι η ομάδα του Cornell κατάφερε να τον "εκπαιδεύσει" για να αποκαλύψει συνηθισμένα μοτίβα του φυσικού κόσμου, μέσα σε λίγα χρόνια. Σε αυτό το σημείο, η μηχανή μπορεί να διαπιστώσει κατά πόσον κάποια φυσικά γεγονότα ανταποκρίνονται σε ένα από τα μοτίβα που έχουν ήδη βρεθεί ή όχι.

Όταν η μελέτη ξεκίνησε για πρώτη φορά, στον υπολογιστή αυτό δεν είχε εγκατασταθεί καμία επιστημονική βάση από δεδομένα, εξηγεί η ομάδα  Οτιδήποτε, αυτή η μηχανή, μπορεί να τα μάθει μόνη της. Πρόκειται για ένα αξιοσημείωτο χαρακτηριστικό , προσθέτει η ερευνητική ομάδα.

Μέχρι στιγμής, οι νέοι αλγόριθμοι που λειτουργούν τον υπολογιστή αυτό έχουν δοκιμαστεί μόνο σε νόμους της φυσικής, που μπορούν να εξαχθούν από αρκετά βασικά μηχανικά συστήματα. Ωστόσο, οι ειδικοί στο Cornell φαίνεται να πιστεύουν ότι τούτη η προσέγγιση μπορεί να μεταφραστεί σε μελέτες πιο πολύπλοκων συστημάτων.

Οι αλγόριθμοι αυτοί, συνεπώς, θα μπορούσαν  να βρουν εφαρμογές σε τομείς που εκτείνονται από τα βιολογικά συστήματα έως την αστρονομία και την αστροφυσική. Επιπλέον, αυτοί θα μπορούσαν να βοηθήσουν και στην επεξεργασία των πληροφοριών, που λαμβάνονται από ηλεκτρονικά συστήματα συλλογής στοιχείων σε τρέχουσες έρευνες..

Όταν ξεκίνησαν οι εργασίες σε αυτό τον υπολογιστή, ο Schmidt χρησιμοποίησε ένα βιντεοκάμερα για να τραβήξει εικόνες από ένα εκκρεμές σε ταλάντωση, με σκοπό να τροφοδοτήσει με εικόνες τον υπολογιστή. Οι αλγόριθμοι στη συνέχεια αφέθηκαν να κάνουν τη δουλειά τους, οι οποίοι έβγαλαν ένα σύνολο εξισώσεων για να εξηγήσουν τις κινήσεις του εκκρεμούς.

"Αρχικά, το έργο φαινόταν απελπιστικά δύσκολο. Όταν ένα διπλό εκκρεμές κινείται χαοτικά, ταλαντώνεται με έναν τρόπο που είναι σχεδόν αδύνατον να προβλεφθεί, ενώ δεν φαίνεται να υπάρχει κανένα απολύτως κανονικό μοτίβο,” τονίζει.

«Για έναν άνθρωπο, η ανακάλυψη για αυτό το χαοτικό σύστημα μιας εξίσωσης που θα το κυβερνάει, θα ήταν σχεδόν αδύνατη. Κι όμως, ο υπολογιστής βρήκε κάτι», προσθέτει ο Schmidt, ένας διδακτορικός φοιτητής στην επιστήμη των υπολογιστών στο Cornell. «Είναι ίσως το πιο συναρπαστικό πράγμα που συνέβη σε μένα στον χώρο της επιστήμης», λέει..

Αυτό που είναι ενδιαφέρον για το νέο υπολογιστικό πρόγραμμα είναι ότι δεν παράγει το ίδιο εξισώσεις, αλλά εντοπίζει αναλλοίωτα. Τα τελευταία είναι ένα πολύ συγκεκριμένο είδος μαθηματικών εκφράσεων, που είναι πάντα αληθινά ανεξάρτητα από τις ειδικές συνθήκες που επικρατούν στο σύστημα που περιγράφουν την αλλαγή.

Οι ειδικοί μπορεί να αναλύσουν στη συνέχεια αυτές τις σταθερές, και ακολούθως να βγάλουν τις εξισώσεις από τα δεδομένα. "Ακόμα κι αν το σύστημα μοιάζει να αλλάζει με αστάθεια, πάντα υπάρχει κάτι βαθύτερο εκεί μέσα που είναι πάντα σταθερό," εξηγεί ο Lipson.

"Αυτή είναι μια νύξη της υποκείμενης φυσικής που βρίσκεται πίσω από το φαινόμενο. Εσείς θέλετε κάτι που δεν αλλάζει, αλλά η σχέση μεταξύ των μεταβλητών σε αυτό, αλλάζουν με έναν τρόπο που είναι παρόμοιο με αυτό που βλέπουμε στο πραγματικό σύστημα, " καταλήγει.

Πηγή: New Scientist