La IA acaba de descubrir por sí sola la física alternativa

Tome cualquier libro de texto de física y encontrará fórmula tras fórmula que describen cómo las cosas oscilan, vuelan, se desvían y se detienen. Las fórmulas describen acciones que podemos observar, pero detrás de cada una puede haber una serie de factores que no son inmediatamente obvios.

Ahora, un nuevo programa de inteligencia artificial desarrollado por investigadores de la Universidad de Columbia parece haber descubierto su propia física alternativa.

Después de mostrarle videos de fenómenos físicos en la Tierra, la inteligencia artificial no redescubrió las variables actuales que usamos; en cambio, en realidad se le ocurrieron nuevas variables para explicar lo que vio.

Para ser claros, esto no significa que nuestra física actual sea defectuosa o que haya un mejor modelo para explicar el mundo que nos rodea. (Las leyes de Einstein han demostrado ser increíblemente sólidas). Pero estas leyes pueden existir solo porque fueron construidas sobre el «lenguaje» preexistente de teoría y principios, establecido por siglos de tradición.

Dada una línea de tiempo alternativa donde otras mentes abordaron los mismos problemas desde un ángulo ligeramente diferente, ¿seguiríamos construyendo los mecanismos que explican nuestro Universo de la misma manera?

Incluso con la nueva tecnología de imágenes de agujeros negros y el descubrimiento de mundos extraños y distantes, estas leyes se han mantenido una y otra vez (nota al margen: la mecánica cuántica es otra historia, pero centrémonos en el mundo visible aquí).

Esta nueva IA solo ha visto videos de algunos fenómenos físicos, por lo que no tiene forma de encontrar nueva física para explicar el Universo o el mejor Einstein. Este no era el punto aquí.

«Siempre me he preguntado si alguna vez conoceríamos extraterrestres inteligentes, ¿descubrirían las mismas leyes de la física que nosotros, o serían capaces de describir el Universo de manera diferente?» dice el robótico Hod Lipson del Creative Machines Lab de Columbia.

“En los experimentos, la cantidad de variables era la misma cada vez que se reiniciaba la IA, pero las variables específicas eran diferentes cada vez. Entonces, sí, hay formas alternativas de describir el universo, y es muy posible que nuestras elecciones no sean perfectas. «.

Más allá de eso, el equipo quería saber si la IA podría realmente encontrar nuevas variables y, por lo tanto, ayudarnos a explicar los nuevos fenómenos complejos que surgen en nuestra avalancha actual de datos de los que actualmente carecemos de una comprensión teórica.

Por ejemplo, los nuevos datos que surgen de experimentos gigantes como el Gran Colisionador de Hadrones sugieren una nueva física.

«¿Qué otras leyes nos faltan simplemente porque no tenemos variables?» dice el matemático Qian Du de la Universidad de Columbia.

Entonces, ¿cómo encuentra la IA nueva física? Primero, el equipo alimentó al sistema con imágenes de video sin procesar de fenómenos que ya entendían y le hizo una pregunta simple al programa.

El primer video mostraba un péndulo doble oscilante, que se sabe que tiene cuatro variables de estado: el ángulo y la velocidad angular de cada uno de los dos péndulos.

La inteligencia artificial discutió las imágenes y la pregunta durante varias horas y luego escupió la respuesta:

Eso está lo suficientemente cerca de los cuatro que conocemos… pero aún no explica lo que la IA pensó que eran variables.

Entonces, el equipo trató de hacer coincidir las variables conocidas con las variables elegidas por la IA. Dos de estos coincidían vagamente con los ángulos de los brazos, pero las otras dos variables seguían siendo un misterio. Aún así, la IA podía hacer predicciones precisas sobre lo que haría el sistema a continuación, por lo que el equipo se dio cuenta de que la IA tenía que estar en algo que no podían entender completamente.

«Tratamos de correlacionar las otras variables con todo lo que se nos ocurrió: velocidades angulares y lineales, energía cinética y potencial, y varias combinaciones de cantidades conocidas». dice el investigador de software Boyuan Chenahora profesor asistente en la Universidad de Duke, quien dirigió el trabajo.

«Pero nada parecía estar bien… todavía no entendemos el lenguaje matemático del que está hablando».

Luego, el equipo pasó a mostrar otros videos de IA. El primero presentaba un «bailarín de aire» de una mano ondulante que soplaba en el viento (la IA dijo que esto tenía ocho variables). El metraje de la lámpara de lava también produjo ocho variables. El video de las llamas regresó con 24 variables.

Cada vez las variables fueron únicas.

«Sin ningún conocimiento previo de la física subyacente, nuestro algoritmo descubre la dimensión interna de la dinámica observada e identifica conjuntos candidatos de variables de estado». los investigadores escriben en su artículo.

Esto sugiere que en el futuro la IA podría potencialmente ayudarnos a identificar variables basadas en nuevos conceptos que actualmente desconocemos. Mira este espacio.

El estudio ha sido publicado Ciencias Computacionales de la Naturaleza.