Ученые сами не понимают как работает созданный ими же искусственный интеллект
Оказалось, что первое в мире моделирование Вселенной с помощью искусственного интеллекта работает практически также точно, как часы, и поэтому абсолютно непонятно ученым. Исследователи сообщили о новой симуляции 24 июня в журнале «Известия Национальной академии наук». Цель состояла в том, чтобы создать виртуальную версию космоса с целью моделировать различные условия для начала формирования Вселенной, но на данный момент ученые несколько обескуражены, так как сами не понимают каким образом работает их модель.
«Это похоже на обучение программе распознавания изображений с большим количеством изображений кошек и собак, но вдруг выясняется, что программа способна распознавать слонов», — отметила соавтор исследования Ширли Хо, теоретический астрофизик из Центра вычислительной астрофизики в Нью-Йорке. «Никто не знает, как это происходит, и это большая загадка, которую еще нужно разгадать».
Учитывая огромный возраст и масштабы Вселенной, понимание ее формирования является сложной задачей. Одним из инструментов в наборе инструментов астрофизика является компьютерное моделирование. Однако традиционные модели требуют больших вычислительных ресурсов и времени, поскольку астрофизикам может потребоваться выполнить тысячи симуляций, настраивание различных параметров с целью определить наиболее вероятный сценарий реального мира.
Хо и ее коллеги создали глубокую нейронную сеть, чтобы ускорить процесс. Названная моделью смещения глубокой плотности, или D ^ 3M, эта нейронная сеть предназначена для распознавания общих характеристик в данных и «обучением» со временем, как манипулировать этими данными. В случае D^3M, исследователи внесли 8000 симуляций из высокоточной традиционной компьютерной модели Вселенной. После того, как D^3M узнал, как эти симуляции работали, исследователи применили совершенно новую, никогда ранее не встречавшуюся симуляцию виртуальной кубовидной вселенной шириной 600 миллионов световых лет. (Реальная наблюдаемая вселенная имеет ширину около 93 миллиардов световых лет.)
Нейронная сеть была способна запускать симуляции в этой новой Вселенной так же, как и в наборе данных из 8000 симуляций, который использовался для обучения. Моделирование было сосредоточено на роли гравитации в формировании Вселенной. Что было удивительно, сказал Хо, так это то, что когда исследователи применяли совершенно новые параметры, такие как количество темной материи в виртуальной вселенной, D^3M по-прежнему мог справляться с симуляциями — несмотря на то, что никогда не обучался тому, как обращаться с вариацией темной материи.
Модель также может сэкономить время исследователей, заинтересованных в универсальном происхождении. Новая нейронная сеть может завершить моделирование за 30 миллисекунд, по сравнению с несколькими минутами для самого быстрого метода моделирования без искусственного интеллекта. В сети также был коэффициент ошибок 2,8% по сравнению с 9,3% для существующей самой быстрой модели. (Эти коэффициенты ошибок сравниваются с золотым стандартом точности, моделью, которая занимает сотни часов на каждую симуляцию.)
Теперь исследователи планируют изменить другие параметры в новой нейронной сети, изучая, каким образом такие факторы, как гидродинамика или движение жидкостей и газов, могли сформировать Вселенную. Однако, сама Хо при этом отмечает, что эта особенность D ^ 3M является загадкой и делает моделирование интригующим как для вычислительной науки, так и для космологии.
Источник
Топ-25: эти явления ученые все еще не могут объяснить
Вопреки тому, что думают многие люди, наука не в состоянии доказать все на свете. На самом деле работа современных ученых зачастую состоит в том, чтобы развеять старые мифы и опровергнуть труды исследователей прошлых лет. Наука – это целый процесс доказательств, проверок, сомнений и опровержений.
Узнавая причину, почему что-либо не работает, мы понимаем, как оно вообще устроено и за счет чего функционирует. Но до сих пор существуют некоторые явления, которые человечество не в состоянии объяснить. В некоторых случаях мы можем только догадываться. Перед вами 25 научных фактов, которые все еще не изучены до конца.
Фото: pixabay
Мы примерно понимаем, что вредно, а что полезно, но ученые все еще не пришли к общему мнению по многим пунктам. Стоит просто проследить, как со временем меняется знаменитая модель пищевой пирамиды…
24. Из чего состоит ядро Земли?
Фото: Kelvinsong / wikimedia
Мы знаем, что внутренне ядро твердое, а внешнее – жидкое, и мы почти уверены, что они состоят в основном из никеля и железа. Но ученые никогда не имели возможность взять образцы земного ядра на точную проверку…
23. Числа е и πи
Хотя известно, что оба этих числа иррациональные, математически пока не было доказано, дает ли их сумма рациональное число. Что еще интереснее для любителей математики, ученые до сих пор не знают, будет ли произведение е и πи иррациональным.
22. Почему мы зеваем?
Фото: pixabay
Никто точно не уверен, почему мы зеваем. Ученые пытались разобраться в этом вопросе. Но так и не было выяснено, почему причина этого явления приводит именно к зеванию, и чем оно так важно для нас. Исследователи до сих пор работают над решением этой загадки, выдвигая все новые теории.
21. Что является причиной магнитного поля Земли?
Фото: TStein / wikimedia
Мы до сих пор не в курсе, как внешнее ядро нашей планеты производит магнитное поле. И ученые до сих пор не знают, почему это поле менялось и продолжает меняться. По большому счету мы знаем больше о том, что происходит внутри Солнца, чем внутри собственной планеты.
20. Уникальны ли отпечатки пальцев?
Фото: Frettie / wikimedia
Любители детективов могут удивиться, но на самом деле наши отпечатки не такие уж и уникальные. На Земле уже находились идентичные пары, которые не смогли различить даже профессиональные сканеры. Так ли уникален рисунок на коже наших пальцев? Это до сих пор остается открытым вопросом.
19. Менструальная синхронность
Фото: pixabay
Так называется феномен, согласно которому менструальный цикл женщин, живущих под одной крышей, синхронизируется. Кроме опровергнутого исследования 70-х годов, никаких других научных доказательств или объяснений по этому поводу выдвинуто не было.
18. Сахар вызывает гиперактивность
Фото: pixabay
Мы давно считали, что глюкоза и сахароза дают энергию. Но на сегодняшний день появилось достаточно много доказательств того, что сахар не имеет никакого отношения к гиперактивности. Так что, когда кажется, что от сладкого у нас появляются новые силы, в основном речь идет о предвзятых ожиданиях, основанных на стереотипах.
17. Почему мы спим?
Фото: publicdomainpictures.net
Ученые до сих пор не уверены, почему человек спит. Это, конечно, не причина отказывать себе в 8 часах приятного отдыха, но факт остается фактом. Феномен сна до сих пор остается не до конца изученным явлением.
16. Детекторы лжи
Фото: wikipedia
В сфере научного сообщества достаточно велико сопротивление проверкам на детекторе лжи. А все потому, что не существует никакого полноценного научного доказательства того, что эти устройства на самом деле могут выявлять вранье, или же они просто фиксируют волнение.
Фото: freestockphotos.biz
Существует множество теорий, но ученые пока не могут принять однозначное решение о том, почему единственный спутник Земли такой большой. Если бы у нас не было нашей привычной Луны, осевые колебания родной планеты были бы намного более значительными вплоть до несовместимости с жизнью. На самом деле подобная стабилизация сил притяжения и осевых колебаний, происходящая за счет естественного спутника, – крайне редкое и практически уникальное явление во Вселенной.
Наиболее популярное в научной среде объяснение размеров Луны состоит в гипотезе о столкновении с гигантским астероидом. Теоретически что-то огромное влетело в Землю, в итоге образовалось множество осколков, которые в свою очередь и сформировали нашу Луну.
Фото: wikimedia
Мы знаем, что они должны существовать, но пока это не было доказано наверняка. Для подтверждения существования черных дыр необходимо продемонстрировать наличие тела определенной массы в пределах гравитационного радиуса Шварцшильда (Schwarzchild). Если вам это удастся, считайте, что Нобелевский приз у вас в кармане!
13. Эффект душевой занавески
Фото: wicker paradise / flickr
Вы заметили, что ваши занавески из ванной постоянно задираются нижними концами вверх? И хотя речь о довольно будничном явлении, существует несколько теорий на этот счет, и ни одного точного объяснения.
12. Вызывает ли заменитель сахара аспартам рак?
Фото: flickr
Недавно исследование, доказавшее, что сахарозаменители – канцерогены, было опровергнуто. Дальше больше – оказывается, развенчанный миф был спонсирован представителями индустрии по производству сахара.
11. Польза витамина С во время простуды и гриппа
Фото: Max Pixel
Существует доказательство того, что витамин С вообще-то не так уж и эффективен. Конечно, принимать его полезно в качестве профилактики для улучшения иммунитета и защиты от простуды, но когда вы уже заболели, он не поможет.
Фото: Scott Robinson / flickr
Представьте себе, ученые так и не научились ее измерять. Никто не сможет узнать, больно ли вам и насколько. Только вы сами можете почувствовать свою боль и ее глубину.
9. Проблемы с перемещением дивана
Фото: Claudio Rocchini / wikimedia
Магнитное поле, черные дыры, отпечатки пальцев. Давайте немного расслабимся и потаскаем диваны. Шутка. Однако почему-то до сих пор никому толком не удается математически вычислить точный размер фигурно изогнутого дивана, который мог бы идеально поместиться в углу комнаты. Звучит глупо, но это довольно частая проблема во время переездов. Сколько бы вы не готовились, а в итоге диван все равно не помещается, куда надо.
Фото: Ian Mackenzie / flickr
Мы до сих пор не знаем, почему он скользкий. Ну, почти. Мы понимаем, что скольжение вызывает тонкий слой жидкости на поверхности льда. Но мы до сих пор не уверены, почему только лед образует такой слой, а другие твердые поверхности не в состоянии. Существует несколько гипотез, основывающихся на влажности, давлении и низких точках таяния, но общего согласия на этот счет все еще нет.
7. Как работают анестетики?
Фото: wikimedia
Механизм действия некоторых из них вполне понятен, как в случае с оксидом азота. Но вопрос состоит в том, на самом ли деле они обезболивают во время операции. Или же они просто не позволяют нам запомнить болевые ощущения?
6. Как работает велосипед?
Фото: Mariordo (Mario Roberto Durán Ortiz) / wikimedia
Вот еще кое-что, что может прозвучать очень глупо и неожиданно, но для физиков принцип работы велосипеда до сих пор остается дилеммой. Да, есть определенные математические расчёты, но ученые все еще не понимают конкретные механические принципы, которые вызывают ускорение стабилизации этого двухколесного транспорта.
Фото: Davidboyashi / wikimedia
Оно есть у каждого, но ученые до сих пор не в состоянии понять, что же это такое или как-то доказать его наличие.
4. Сила притяжения
Фото: wikimedia
Конечно, мы знаем, что она существует и влияет на нас ежесекундно. Но мы все еще не понимаем ее до конца. Особенно интересно, что исследователи пока не могут до конца объяснить принцип действия силы притяжения. Например, существует целая гипотеза о существовании особенных безмассовых частиц — гравитонов. Но это пока только предположение.
Фото: Geek3 via wikimedia
Точный принцип действия магнитов до сих пор до конца не изучен, хотя мы постоянно пользуемся ими в нашей будничной жизни.
2. Как действуют антидепрессанты?
Фото: pixabay
Точно так же, как в случае с гравитонами, мы до сих пор не понимаем, как работают антидепрессанты. Мозг – чрезвычайно сложный орган, и в работе над его изучением еще очень много пробелов.
1. Как электричество распространяется по проводам?
Фото: M.O. Stevens / wikimedia
Да, речь о потоке электронов. И существует несколько теорий о том, как именно он происходит, но ученые еще не пришли к единому согласию по этой теме. Хорошо, что это не мешает нам продолжать пользоваться этим приятным благом цивилизации и дальше.
Источник