下一个牛顿会是AI物理学家吗?

作者: 二宗主

来源: https://motherboard.vice.com/en_us/article/evwj9p/researchers-created-an-ai-physicist-that-can-derive-the-laws-of-physics-in-imaginary-universes

发布日期: 2018-11-03

麻省理工学院的Tailin Wu和Max Tegmark创造了一个AI物理学家,能够在模拟的神秘世界中梳理出物理定律。这标志着AI在科学发现方面的重大进步,可能对未来的科学研究方式产生深远影响。

上周,来自麻省理工学院(MIT)的两位物理学家Tailin Wu和Max Tegmark创造出了一个能够在一些为了模拟我们宇宙的复杂性而创造出的神秘世界中梳理出物理定律的人工智能物理学家。这标志着我们朝着创造出不仅能发现模式、还能从这些模式中对未来进行预测的机器学习算法迈出了重要一步,为完全由AI来完成科学发现奠定了基础。

在这个神秘世界中,视场被分为四个象限,每个象限都受不同的物理效应的支配,比如引力(左下)或电磁场(右下)。点和线代表球在环境中的轨迹。基于球如何在环境中运动,AI必须使用它被给予的策略来描述支配球运动的物理定律。

当给AI一个数据集时,它能对这个数据集进行分析从而创建一个模型。模型的功能取决于具体的任务。例如,假如你想要训练AI对猫进行识别,那么可以给它展示数千张猫的图片,这样算法就可以从每张照片中找出相似特征,从而归纳出一个猫的模型。AI创建模型的方式,有点像科学家通过理论,从一个现象的特定事例,类推到这一现象在类似情况下的所有事例的方法。但是,这二者之间也存在一个关键区别。

为了实现这一目标,Tegmark和Wu的机器学习算法具有四种策略,这四种策略也同样可被人类科学家所采用,以对复杂的观测推导理论。这几个策略分别是:分治法、奥卡姆剃刀、统一和“终身学习”。

在将这些策略编码到机器学习算法中之后,Tegmark和Wu向AI展示了一系列复杂程度越来越甚的虚拟环境,这些虚拟环境由奇怪的物理定律所支配,并让AI去理解它。它的目标是尽可能准确地预测物体在二维空间的运动。这需要AI为每个“神秘环境”推导独特的物理理论,才能理解物体在该环境下的运动方式。

正如Tegmark和Wu所发现的那样,随着环境变得越来越复杂,这位AI物理学家越来越难理解物理定律。

最后,这位AI物理学家总共接触了40种不同的神秘环境,并能在超过90%的情况下,推导出支配这些环境的正确物理定律。此外,Tegmark和Wu的AI物理学家能够比传统的机器学习算法减少“十亿倍”的预测误差。这一工作或许对人类在未来从事科学研究的方式产生重大影响。特别是它或许能极其有效的应用于理解大量复杂的数据集上,比如那些用于气候或经济建模的数据集上。

或许,下一位即将到来的牛顿或爱因斯坦,将只是一些计算机代码而已?

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