Άρθρα

Η αρχή διατήρησης της ενέργειας είναι μια βασική αρχή της φυσικής, η παραβίαση της οποίας συνήθως συνεπάγεται νέα φυσική. Στην πρόσφατα δημοσιευμένη εργασία με τίτλο «Machine-Learning Non-Conservative Dynamics for New-Physics Detection» παρουσιάζεται μια μέθοδος μηχανικής μάθησης που χρησιμοποιείται για την ανακάλυψη «νέας φυσικής» εξετάζοντας πειραματικά δεδομένα.

Συγκεκριμένα, δεδομένης της τροχιάς που καθορίζεται από άγνωστες δυνάμεις, ο μέθοδος που ονομάστηκε NNPhD (Neural New-Physics Detector=Νευρωνικός Ανιχνευτής Νέας Φυσικής) στοχεύει στην ανίχνευση νέας φυσικής αναλύοντας το πεδίο της δύναμης σε δύο τμήματα: αυτό που διατηρεί την ενέργεια και αυτό που δεν την διατηρεί (το συντηρητικό και μη συντηρητικό). Στην εργασία αποδεικνύεται ότι η μέθοδος NNPhD ανακαλύπτει ξανά με επιτυχία την νέα φυσική σε διάφορα παλαιότερα παραδείγματα: όπως την τριβή στο διπλό εκκρεμές (1493), τον πλανήτη Ποσειδώνα από τα δεδομένα της τροχιάς του Ουρανού (1846) και τα βαρυτικά κύματα (2017) από μια σπειροειδή τροχιά.

Η διατήρηση της ενέργειας είναι ένας θεμελιώδης φυσικός νόμος, και όταν παρατηρείται η μη διατήρησή της σε ένα σύστημα σωμάτων, οι φυσικοί το θεωρούν ως απόδειξη της ύπαρξης ενός αόρατου σώματος ή νέων εξωτερικών δυνάμεων, χωρίς να αμφισβητούν τον ίδιο τον νόμο διατήρησης. Στην εν λόγω εργασία η μη διατήρηση της ενέργειας αναφέρεται ως νέα φυσική και επιχειρείται η αυτόματη ανίχνευσή της. Πολλές νέες ανακαλύψεις της φυσικής πραγματοποιήθηκαν μετά από παρατηρήσεις που έδειχναν ότι παραβιάζεται η αρχή διατήρησης της ενέργειας, για παράδειγμα η τριβή, ο πλανήτης Ποσειδώνας, τα νετρίνα, η σκοτεινή ύλη, οι εξωπλανήτες και τα βαρυτικά κύματα.

Σε αυτές τις περιπτώσεις, η νέα φυσική ταυτοποιήθηκε από την αποκάλυψη μιας ελλείπουσας αλληλεπίδρασης, μέσα από την προσαρμογή των δεδομένων σε γνωστές συντηρητικές δυνάμεις. Η προτεινόμενη μέθοδος μηχανικής μάθησης NNPhD, μπορεί να ανακαλύψει τη νέα φυσική ακόμα και όταν η μορφή της διατηρητικής «παλιάς φυσικής» δεν είναι γνωστή.

Οι νέες ανακαλύψεις μέσα από την ανάλυση πειραματικών δεδομένων πολλές φορές είναι επίπονες και χρονοβόρες. Για παράδειγμα, ο Κέπλερ πέρασε 25 χρόνια αναλύοντας αστρονομικά δεδομένα πριν διατυπώσει τους τρεις νόμους του. Τα εργαλεία της μεθόδου NNPhD στοχεύουν στην αυτοματοποίηση και την «επιτάχυνση» της ανακάλυψης νέας φυσικής μέσα από τα διαθέσιμα πειραματικά δεδομένα. Πιο συγκεκριμένα, δεδομένης της τροχιάς ενός ή περισσότερων σωμάτων που καθορίζεται από κάποια δύναμη, η μέθοδος επιχειρεί την διάσπαση της δύναμης σε δυο τμήματα, ένα συντηρητικό και ένα μη συντηρητικό. Τετριμμένο παράδειγμα είναι η δύναμη της στην φθίνουσα ταλάντωση F=−kq−γq’, στο συντηρητικό κομμάτι F_c = −kx και στο μη συντηρητικό F_n = −γq˙.

Μπορεί όποιος επιθυμεί να διαβάσει περισσότερες τις λεπτομέρειες σχετικά με την μέθοδο NNPhD ΕΔΩ: https://arxiv.org/pdf/2106.00026.pdf. Είναι φανερό από την εργασία αυτή ότι η τεχνητή νοημοσύνη υπεισέρχεται αθόρυβα στην ζωή μας, σε τομείς που δεν φανταστήκαμε ποτέ – ακόμα και στην βασική έρευνα που στοχεύει την ανακάλυψη νέας φυσικής.

Γι’ αυτό αξίζει να συνεχίσουμε με ένα χαρακτηριστικό απόσπασμα από το βιβλίο του Max Tegmark (ενός από τους συγγραφείς της παραπάνω εργασίας) : «LIFE 3.0, Τι θα σημαίνει να είσαι άνθρωπος στην εποχή της τεχνητής νοημοσύνης«, (μετάφραση Νίκος Αποστολόπουλος), εκδόσεις Τραυλός.

«(Βλέπουμε) λοιπόν ότι η Τεχνητή Νοημοσύνη (ΤΝ) θα γεννήσει πιθανότατα σπουδαίες ευκαιρίες, αλλά θα φέρει και δύσκολες προκλήσεις. Μια στρατηγική που μάλλον θα βοηθήσει σε κάθε περίπτωση είναι η συνεργασία μας, η κοινή δράση για να βελτιωθεί η κοινωνία μας πριν προλάβει η ΤΝ να απογειωθεί για τα καλά. Το καλύτερο που έχουμε να κάνουμε είναι να εκπαιδεύσουμε τους νέους ώστε να καταστήσουμε την τεχνολογία εύρωστη και ωφέλιμη, πριν της παραδώσουμε τον απόλυτο έλεγχο των πραγμάτων και της ζωής μας. Να ενημερώσουμε και να επικαιροποιήσουμε τους νόμους μας, πριν η τεχνολογία τους στείλει στο περιθώριο. Να επιλύσουμε τις διεθνείς διενέξεις πριν κλιμακωθούν και οδηγήσουν σε μια κούρσα εξοπλισμών με αυτόνομα όπλα. Να δημιουργήσουμε μια οικονομία η οποία θα διασφαλίζει την ευημερία για όλους, πριν καταπλεύσει η ΤΝ και μεγεθύνει τις ανισότητες. Είναι πολύ προτιμότερη μια κοινωνία όπου τα αποτελέσματα των ερευνών σχετικά με την ασφάλεια της ΤΝ θα εφαρμόζονται και δεν θα αγνοούνται. Κι αν κοιτάξουμε ακόμα πιο πέρα, στις προκλήσεις που σχετίζονται με την υπερανθρώπινη τεχνητή γενική νοημοσύνη (ΤΓΝ), το καλύτερο που έχουμε να κάνουμε πριν αρχίσουμε να τα διδάσκουμε σε πανίσχυρες μηχανές, είναι να συμφωνήσουμε τουλάχιστον σε ορισμένα βασικά ηθικά πρότυπα. Σε έναν πολωμένο και χαοτικό κόσμο, όσοι θα έχουν τη δύναμη να χρησιμοποιήσουν κακόβουλα την ΤΝ θα έχουν και περισσότερα κίνητρα και ικανότητες να το κάνουν, ενώ ομάδες που θα συναγωνίζονται για να δημιουργήσουν ΤΓΝ θα αισθάνονται περισσότερη πίεση, με αποτέλεσμα να υποχωρούν σε ζητήματα ασφάλειας, αλλά και συνεργασίας. Κοντολογίς, αν μπορούμε να δημιουργήσουμε μια πιο αρμονική ανθρώπινη κοινωνία η οποία θα χαρακτηρίζεται από τη συνεργασία με σκοπό την επίτευξη των κοινών μας στόχων, τότε θα αυξηθούν και οι πιθανότητες για ευτυχή κατάληξη στην επανάσταση της ΤΝ.

Με άλλα λόγια, αν θέλουμε να βελτιώσουμε το μέλλον της ζωής, πρέπει να βελτιώσουμε το αύριο. Έχουμε τη δύναμη να το κάνουμε με πολλούς τρόπους. Μπορούμε φυσικά να ψηφίζουμε στις εκλογές και να λέμε στους πολιτικούς τις απόψεις μας για την εκπαίδευση, τα ατομικά δικαιώματα, τα θανατηφόρα αυτόνομα όπλα, την ανεργία που επιφέρει η τεχνολογία και άλλα θέματα. Ψηφίζουμε όμως και κάθε μέρα μέσα από αυτά που επιλέγουμε να αγοράζουμε, μέσα από τις ειδήσεις που επιλέγουμε να καταναλώνουμε, από αυτά που επιλέγουμε να μοιραζόμαστε και από τα πρότυπα που επιλέγουμε ν’ ακολουθήσουμε. Θέλετε να γίνετε κάποιος ή κάποια που διακόπτει κάθε συζήτηση για να ελέγξει το κινητό του/της, ή κάποιος που αισθάνεται ενισχυμένος όταν χρησιμοποιεί την τεχνολογία συνειδητά και προγραμματισμένα; Θέλετε να εξουσιάζετε εσείς την τεχνολογία σας, ή να εξουσιάζει εσάς η τεχνολογία; Τι θέλετε να σημαίνει άνθρωπος στην εποχή της ΤΝ; Σας προκαλώ να κουβεντιάσετε όλα αυτά τα ερωτήματα με τους φίλους σας, με τους δικούς σας ανθρώπους – δεν είναι απλώς μια σημαντική συζήτηση, είναι μια συναρπαστική συζήτηση.

Εμείς είμαστε σήμερα οι φύλακες του μέλλοντος της ζωής, εμείς διαμορφώνουμε την εποχή της ΤΝ.. Αισθάνομαι σήμερα ότι τούτο το μέλλον δεν κρύβει τίποτε το αναπόφευκτο, και ότι τελικά είναι πολύ πιο εύκολο απ’ όσο αρχικά πίστευα, εντέλει να κάνεις τη διαφορά. Το μέλλον μας δεν έχει χαραχτεί στην πέτρα ούτε περιμένει να μας συμβεί – είναι δικό μας^. εμείς το δημιουργούμε.

Ας δημιουργήσουμε όλοι μαζί ένα όμορφο μέλλον^. ένα μέλλον που θα μας εμπνεύσει!»