人工智能“发现”地球绕太阳公转

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  本报讯 如今,根据在地球上观测到的太阳和火星的运行轨迹,一种受大脑启发的机器学习算法计算出了太阳所处太阳系的中心。而天文学家花了几个世纪才弄明白这人道理。

  这人壮举是对一项技术的首次测试,研究人员希望不需要 利用它发现新的物理定律,或许还不需要 通过在大数据集中发现新的模式来重新构建量子力学。

  相关研究成果将发表在即将出版的《物理评论快报》上。

  苏黎世瑞士联邦理工学院的物理学家Renato Renner和他的企业企业合作者可是 设计一种算法,将多量数据集提炼成几个基本公式,这模仿了物理学家提出简洁方程式(类似于于E=mc2)的思路。

  为了做到这人点,研究人员还要设计一种新型的神经网络,一种受人类大脑底部形态启发的机器学习系统。

  传统的神经网络通过多量数据集的训练学习识别物体,类似于于图像或声音。研究人员发现一般底部形态——类似于于“四条腿”和“尖尖的耳朵”不需要 用来识别猫。可是,亲戚亲戚朋友将什么底部形态编码到数学“节点”中,后者是神经元的人工等效物。

  然而,神经网络并没法像物理学家那样,将什么信息提炼成几个易于解释的规则,可是很重像5个 黑匣子,将它们获得的知识以不可预测且难以解释的法子传播到数千个甚至数百万个节点上。

  可是,Renner的研究团队设计了一种“脑叶切除”式的神经网络——5个 仅通过多量链接相互连接的子网络。第5个 子网将从数据中学习,就像在5个 典型的神经网络中一样;而第5个子网将使用这人“经验”做出新的预测并加以测试。

  可是连接5个 子网络的链路很少,第5个 子网络被迫以压缩格式向可是子网络传递信息。Renner把这比作5个 导师如可把他学到的知识传授给学生。

  最初的一项测试是向该神经网络提供从地球上看一遍的火星和太阳在天空中运行的模拟数据。从这人深度1看,火星环绕太阳的轨道似乎是不稳定的,比如它会周期性地“逆行”,改变个人的轨道。

  几个世纪以来,天文学家曾总爱认为地球是宇宙的中心——亲戚亲戚朋友认为行星在天球上绕着小圈运行,即所谓的本轮,并以此来解释火星的运行轨迹。但在16世纪,尼古拉·哥白尼发现,可是地球和很多行星都围绕太阳运行,没法用5个 简单得多的公式系统就都还要预测它们的运行轨迹。

  致力于将人工智能应用于科学发现的加拿大多伦多大学物理学家Mario Krenn表示,该研究团队的神经网络得出了哥白尼式的火星轨道公式,重新发现了“科学史上最重要的5个 范式转变”。

  Renner强调,人太好该算法推导出了什么公式,但还要人的眼睛来解释什么方程,并理解它们与行星围绕太阳运行之间的关系。

  这项研究工作很重要,可是它不需要 找出描述5个 物理系统的关键参数,美国纽约市哥伦比亚大学机器人专家Hod Lipson说。他表示:“我认为什么技术是亲戚亲戚朋友理解和跟上物理和很多领域日益错综复杂的问提的唯一希望。”

  Renner和他的团队希望不需要 开发出帮助物理学家处里量子力学中的什么明显矛盾的机器学习技术。这人理论似乎对一项实验的结果和受其规律支配的观察者的观察法子产生了相互矛盾的预测。

  “在一种程度上,现在量子力学的表述法子可是可是历史的产物。”Renner说。他强调,一台计算机都还要得出5个 没法什么矛盾的公式,但该团队最新的技术还匮乏心智心智性开花结果期期图片 图片 ,尚无法做到这人点。

  为了实现这人目标,Renner和他的企业企业合作者正在尝试开发一种神经网络,后者不仅都还要从实验数据中学习,可是还都还要提出全新的实验来验证其假设