ИИ ответит на сложные вопросы физики
Когда вода замерзает, она переходит из жидкой фазы в твердую, что приводит к резкому изменению таких свойств, как плотность и объем. Фазовые переходы в воде настолько распространены, что большинство из нас, вероятно, даже не задумываются о них, но фазовые переходы в новых материалах или сложных физических системах являются важной областью исследований. Чтобы полностью понять эти системы, ученые должны уметь распознавать фазы и обнаруживать переходы между ними. Но как количественно оценить фазовые изменения в неизвестной системе, часто неясно, особенно когда данных недостаточно. Исследователи из Массачусетского технологического института и Базельского университета в Швейцарии применили модели генеративного искусственного интеллекта для решения этой проблемы, разработав новую систему машинного обучения, которая может автоматически отображать фазовые диаграммы для новых физических систем.
Их подход к машинному обучению, основанный на физике, более эффективен, чем трудоемкие ручные методы, которые основаны на теоретических знаниях. Важно отметить, что, поскольку их подход использует генеративные модели, для него не требуются огромные наборы данных с маркировкой, используемые в других методах машинного обучения. Такая структура могла бы помочь ученым исследовать термодинамические свойства новых материалов или, например, обнаруживать запутанность в квантовых системах. В конечном счете, этот метод позволил бы ученым самостоятельно обнаруживать неизвестные фазы вещества. "Если у вас новая система с совершенно неизвестными свойствами, как бы вы выбрали, какую наблюдаемую величину изучать? Есть надежда, что, по крайней мере, с помощью инструментов, управляемых данными, вы сможете сканировать новые большие системы автоматизированным способом, и это укажет вам на важные изменения в системе.
"Это может стать инструментом в процессе автоматизированного научного обнаружения новых, экзотических свойств фаз", - говорит Франк Шефер, постдок Лаборатории Julia в Лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта (CSAIL) и соавтор статьи, посвященной этому подходу. К Шеферу в работе присоединились первый автор Джулиан Арнольд, аспирант Базельского университета; Алан Эдельман, профессор прикладной математики математического факультета и руководитель лаборатории Julia; и старший автор Кристоф Брудер, профессор физического факультета Базельского университета. Исследование опубликовано в Physical Review Letters. В то время как превращение воды в лед может быть одним из наиболее очевидных примеров фазового перехода, более экзотические фазовые переходы, например, когда материал превращается из обычного проводника в сверхпроводник, представляют большой интерес для ученых.
Эти переходы можно обнаружить, определив "параметр порядка" - величину, которая важна и которая, как ожидается, изменится. Например, вода замерзает и переходит в твердую фазу (лед), когда ее температура падает ниже 0°C. В этом случае соответствующий параметр упорядоченности можно было бы определить с точки зрения соотношения молекул воды, которые являются частью кристаллической решетки, по сравнению с теми, которые остаются в неупорядоченном состоянии. В прошлом исследователи полагались на опыт физиков при построении фазовых диаграмм вручную, опираясь на теоретические знания, чтобы знать, какие параметры порядка важны. Это не только утомительно для сложных систем и, возможно, невозможно для неизвестных систем с новым поведением, но и привносит в решение человеческий фактор. Совсем недавно исследователи начали использовать машинное обучение для создания дискриминантных классификаторов, которые могут решить эту задачу, научившись классифицировать статистику измерений как относящуюся к определенной фазе физической системы, точно так же, как такие модели классифицируют изображение как кошку или собаку.
Исследователи Массачусетского технологического института продемонстрировали, как можно использовать генеративные модели для гораздо более эффективного решения этой задачи классификации с учетом физических данных. Язык программирования Julia, популярный язык научных вычислений, который также используется на вводных занятиях по линейной алгебре в Массачусетском технологическом институте, предлагает множество инструментов, которые делают его незаменимым для построения таких генерирующих моделей, добавляет Шефер. Генерирующие модели, подобные тем, что лежат в основе ChatGPT и Dall-E, обычно работают путем оценки распределения вероятностей некоторых данных, которые они используют для создания новых точек данных, соответствующих распределению (например, новых изображений кошек, которые похожи на существующие изображения кошек).
Однако, когда доступно моделирование физической системы с использованием проверенных научных методов, исследователи получают модель распределения вероятности бесплатно. Это распределение описывает статистику измерений физической системы. Команда Массачусетского технологического института пришла к выводу, что это распределение вероятностей также определяет генеративную модель, на основе которой может быть построен классификатор. Они подключают генеративную модель к стандартным статистическим формулам для непосредственного построения классификатора, а не изучают его по выборкам, как это было сделано при использовании дискриминантных подходов. "Это действительно отличный способ интегрировать то, что вы знаете о своей физической системе, в схему машинного обучения. Это выходит далеко за рамки простого проектирования функций на основе выборок данных или простых индуктивных искажений", - говорит Шефер.
Этот обобщающий классификатор может определить, в какой фазе находится система, учитывая некоторые параметры, такие как температура или давление. А поскольку исследователи непосредственно аппроксимируют распределения вероятностей, лежащие в основе измерений физической системы, классификатор обладает системными знаниями. Это позволяет их методу работать лучше, чем другим методам машинного обучения. А поскольку он может работать автоматически, без необходимости в длительном обучении, их подход значительно повышает вычислительную эффективность идентификации фазовых переходов. В конце концов, подобно тому, как можно попросить ChatGPT решить математическую задачу, исследователи могут задать генеративному классификатору вопросы типа "относится ли этот образец к фазе I или фазе II?" или "был ли этот образец получен при высокой или низкой температуре?".
Ученые могли бы также использовать этот подход для решения различных задач бинарной классификации в физических системах, возможно, для обнаружения запутанности в квантовых системах (является ли состояние запутанным или нет?) или определения того, какая теория A или B лучше всего подходит для решения конкретной проблемы. Они также могли бы использовать этот подход для лучшего понимания и совершенствования крупных языковых моделей, таких как ChatGPT, определяя, как следует настроить определенные параметры, чтобы чат-бот выдавал наилучшие результаты. В будущем исследователи также хотят изучить теоретические гарантии относительно того, сколько измерений им потребуется для эффективного обнаружения фазовых переходов, и оценить объем необходимых вычислений.
Источник
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Последние аномальные новости

Близкие встречи третьего рода в Пайн-Буше

Деревня, которая видела пришельцев

Добыча карбонатов на Марсе

Доказательства ядерной войны в древности

ИИ может помочь в обучении этике

Наблюдения НЛО чаще происходят в одной части США

НАСА планирует построить телескоп для поиска обитаемых миров

НЛО поднял в воздух автомобиль

Новый инструмент для поиска признаков жизни на экзопланетах

Первичные черные дыры могут объяснить часть темной материи

Планеты формируются в газовых и пылевых дисках

Правительство США и инопланетяне находятся в сговоре с Google

Пять загадочных древних артефактов

Расследование НЛО началось в Японии

Редактирование генов выведет биотехнологии на новый уровень

Следы бигфута нашли недалеко от Лексингтона в Кентукки

Телескоп Джеймса Уэбба переписывает учебники астрономии

Удалось ли НЛО обезвредить американские ракеты

Что мы знаем о первых галактиках

Экзотические черные дыры - побочный продукт темной материи

В некоторых районах штата Нью-Йорк был замечен огненный шар

Врата в ад в Сибири быстро расширяются

Высокопоставленный политик столкнулась с людьми в черном

Документальный фильм об НЛО 'Они здесь'

Есть ли жизнь на планетезимали Аррокот

Игрок Макс Кросби утверждает, что видел НЛО

Компьютер из человеческого мозга решит много проблем

Космический лифт скоро будет построен

НЛО наведались на базу ВВС после взрыва ядерного оружия

НЛО пролетел над улицами Ирана

Новый материал показывает повреждения люминесценцией

Новый подход для обнаружения гравитационных волн

Обнаружен самый медленный пульсар

Охотник за паранормальными явлениями

Потепление на Земле происходит рекордными темпами

Сообщение о наблюдении НЛО поступило из Тегерана

Странная экзопланета не хочет терять свою атмосферу

У астрономов появился новый способ обойти атмосферу

Уфолог обнаружил еще мумии инопланетян

Что такое Зона 51 и что там на самом деле происходит

База данных для прогнозирования метеоритной опасности

В тот день в Олни были замечены НЛО

Игроки НФЛ видели НЛО на обратном пути из Майами

Истории о демонических псах и Адских гончих

Когда правительству США придется раскрыть секреты НЛО

Мужчина строит гигантский замок со шпилем в виде дракона

На пути к проверке квантового поведения гравитации

НЛО - гигантские муравьи, летающие в муравейниках

Открыли новый способ левитации воды

Очевидцы НЛО тайнственно исчезают

Парламентарии призывают не сбрасывать со счетов НЛО

Рационалистическое отрицание НЛО не позволяет уловить суть

Рецензия министерства обороны на сценарий уфолога

Создали плёнку для очков, позволяющую видеть в темноте

Спилберг готовит оригинальный фильм о НЛО

Странный прерывистый радиосигнал из космоса

Элемент, необходимый для самообновления стволовых клеток

Ядерные технологии Гейтса могут быть превращены в оружие

Японская компания планирует построить космолифт

Японские законодатели изучают угрозу, связанную с НЛО

Антивселенная объясняет ускоренное расширение нашей

Антимонопольное расследование в отношении ИИ-гигантов

Гора Рейнир хранит множество загадок

Как найти другие Земли

Какое влияние оказывает озон на экзопланеты

Квантово-акустический сдвиг в странных металлах

Когда мы узнаем все секреты инопланетян

Крайний срок раскрытия информации о НЛО установлен

Несколько игроков НФЛ видели НЛО

НЛО представляют угрозу безопасности

Новое представление о формировании лунного базальта

От AATIP к NPSMS. Тайны продолжают раскрываться

Охотники за полярным сиянием обнаружили Стива

Очевидцы исчезли после визита зловещих людей в черном

Планы на проведение уфо-фестиваля в Розуэлле

Разведка потенциально обитаемых миров

Системы охлаждения электроники для космозондов

Угрозы безопасности, связанные с НЛО

Флаг Китая развернут на обратной стороне Луны

Япония является горячей точкой для НЛО

В небе над Крымом увидели яркое знамение

Ведущие разработчики ИИ всеми силами уклоняются от надзора

Вера людей в науку оказалась результатом чужих слов

Внутренняя жизнь кротовых нор

Гоблины выгнали полицейских из участка

Загадка ребенка у мемориала жертвам теракта

Загадки Патомского кратера

Звезда несколько раз пережила встречу с черной дырой

ИИ легко может уничтожить человечество

Найден способ ускорить работу ИИ на 10-15%

Не надо сбрасывать со счетов наблюдения НЛО

Небоскребы высотой в километр станут мощными батареями

Облака замечены на экзопланете у Беты Живописца

Обнародованы предсказания на 2025 год

Опасность ИИ для человечества преувеличена

Угрозу безопасности от НЛО проанализируют

Ученым запретили расследовать случаи неизвестного заболевания

Что за НЛО заметили в небе над Екатеринбургом

Экзопланета медленно, но верно приближается к звезде

Экзотические черные дыры побочный продукт темной материи

Где почитать качественные истории про призраков и привидений

Аварийная посадка инопланетян в Лас-Вегасе

В Коннектикуте состоится конференция по криптидам и НЛО

Горячая и скалистая экзопланета, похожая на сверхземлю

Гравитационные волны и геометрия пространства-времени

Игрок НФЛ рассказал о встрече с НЛО возле Зоны 51

Коллекция 'Фамильные драгоценности' ЦРУ

Корпорация Майкрософт нарушает конфиденциальность детей

Люди видят не НЛО, а мусор и китайские фонарики

НЛО на самом деле являются гигантскими муравейниками

Обнаружили объект, которого не должно быть

Основа для построения квантовых сферических кодов

Переосмысление механизма Хиггса

Правительство США готовится раскрыть секреты инопланетян

Празднование Всемирного дня НЛО

Рентгеновское зрение, позволяющее заглянуть внутрь кристалла

Сила пугающего паранормального хищника

Состояние глобальной навигационной спутниковой системы

Такер Карлсон делится страхами перед НЛО

Уфологическая ярмарка прошла в Пайн-Буше

Японские законодатели изучают угрозу от НЛО

Астроном не исключает существования внеземной жизни

Вундеркинд с Марса вызывает много вопросов

Двоечники чаще используют ИИ для выполнения заданий

ИИ AlphaFold3 может стать революционным для медицины

Инопланетяне совершили аварийную посадку

Китай вывел на орбиту еще один загадочный объект

Компания OpenAI не до конца понимает, как работает ИИ

Крупнейшие взрывы привели к образованию жизни

Летающие тарелки и похищения инопланетянами

Мировую элиту обвинили в каннибализме

Молекулы довели до нового предела ультрахолодности

НЛО замечен на авиашоу Голубые ангелы

Охотники на Несси сделают все возможное в поисках

Положения, регулирующие освоение космоса

Самая удаленная галактика из когда-либо наблюдавшихся

Сдвиг в эволюции реки Нил во времена Древнего Египта

Труп неизвестного существа нашли в лесу у Визимьяр

Туристы съезжаются в Шотландию на поиски Несси

Устройства для сбора акустической энергии

Уфологические книги стали подделывать

Экономия на съемке брит-мила. Временная радость или пожизненное разочарование

ГЛОНАСС отслеживание. Преимущества использования системы

Разработка проектов рекультивации нарушенных земель. Законодательные аспекты и этапы реализации

Септик без откачки для дома. Преимущества автономной канализации, принцип работы, выбор и установка

Астрономы обнаружили самую удаленную галактику

Внутри дома ужасов как из фильма Техасская резня бензопилой

Внутри Урана и Нептуна скрывается необычная молекула

Воронежцев поразили НЛО-облака

ИИ помогает понять суть космических взрывов

Инопланетяне совершили аварийную посадку в Лас-Вегасе

Инцидент в Розуэлле разгадан

Криовулканизм. Поиски жизни за пределами Земли

Марсианские метеориты дают массу информации

Масштабные поиски Несси могут стоить миллионы

Над Кейптауном образовалось необычное красное облако

Новый алгоритм глубокого обучения может найти Землю 2.0

Огни Феникса. Все, что нужно знать

Открытие инопланетян может усилить религиозный раскол

Планы НАСА по исследованию Луны и Марса

Подтверждение существования мира духов

Снимки усеянного вулканами Ио с Земли

Темная материя может взаимодействовать

Темная материя может сделать звезды бессмертными

Хакер заставил GPT-4o работать в режиме бога

В США зарегистрировано более 200 000 наблюдений НЛО

Изучение черных дыр с высокой энергией

ИИ-лидеры прибыли на заседание Бильдербергского клуба

Инопланетяне действительно могут существовать

Красное облачное образование над Кейптауном

Метеорит с Марса раскрывает древнюю вулканическую тайну

Молекулы серы стали причиной зарождения жизни на Земле

Наблюдения НЛО Рона Гудхью

Охотница за привидениями рассказала о призраках

Пилот ВВС был убит инопланетянами

Пролёт над марсианской долиной Нили Фоссе

Рецензия на книгу 'Мистические видения'

Самая большая кошка в мире

Сколько воды потребуется автономной лунной базе

Странное красное облако над Кейптауном

Странный замаскированный дом выставлен на продажу

Стремление людей построить лунные базы

Черные дыры, зачем их изучать

Южная Корея планирует осуществить полет на Марс

Япония займется изучением опасностей, связанных с НЛО

Виртуальные уроки пилотирования для полета на астероид

Подписка на новости
Наверх