توسط : هوش مصنوعی چگونه قوانین جدید فیزیک را کشف کرد؟
پژوهشگران دانشگاه اِموری در آتلانتا، جورجیا، در یک دستاورد علمی شگفت انگیز، موفق شدند از هوش مصنوعی برای کشف قوانین ناشناخته فیزیک استفاده کنند. این تیم تحقیقاتی با تمرکز بر پلاسمای غباری، حالتی مرموز از ماده که در کیهان و حتی روی زمین یافت میشود، توانست با کمک یک شبکه عصبی پیشرفته، توضیحاتی دقیق و نوین درباره نیروهایی ارائه دهد که پیش‌تر به‌طور کامل درک نشده بودند. این کشف نه‌تنها درک ما از فیزیک پلاسما را دگرگون می‌کند، بلکه راه را برای مطالعه سیستم‌های پیچیده چندذره‌ای به شیوه‌ای کاملاً جدید باز می‌کند.
به گزارش Phys، این تیم تحقیقاتی با استفاده از داده‌های تجربی مربوط به پلاسمای غباری، که در مکان‌هایی مانند حلقه‌های زحل، سطح ماه یا حتی دود ناشی از آتش‌سوزی‌های جنگلی دیده میشود، کار خود را آغاز کرد. پلاسمای غباری به دلیل رفتار غیرمتقابل ذراتش، سیستمی پیچیده است که در آن نیروی واردشده از یک ذره به ذره دیگر، لزوماً با نیروی متقابل برابر پاسخ داده نمی‌شود. این ویژگی باعث شده که درک دقیق نیروهای حاکم بر این سیستم، برای سال‌ها چالش‌برانگیز باشد.
برای غلبه بر این چالش، پژوهشگران دانشگاه اموری یک سامانه تصویربرداری سه‌بعدی پیشرفته طراحی کردند تا حرکت ذرات ریزپلاستیکی را در محفظه‌ای پر از پلاسما رصد کنند. داده‌های به‌دست‌آمده از این آزمایش‌ها به شبکه عصبی سفارشی‌شده‌ای منتقل شد که با دقت برای این پژوهش طراحی شده بود. برخلاف بسیاری از مدل‌های هوش مصنوعی که به حجم عظیمی از داده نیاز دارند، این شبکه با مجموعه‌ای کوچک اما دقیق از داده‌های تجربی آموزش دید. نکته برجسته این بود که شبکه عصبی به‌گونه‌ای طراحی شده بود که قوانین بنیادین فیزیک، مانند گرانش، مقاومت هوا و تعاملات بین‌ذره‌ای را در نظر بگیرد.
جاستین برتون، استاد دانشگاه اموری و یکی از نویسندگان اصلی این مطالعه، توضیح داد که این دستاورد نشان‌دهنده پتانسیل عظیم هوش مصنوعی در کشف ناشناخته‌های علم است. او تأکید کرد که برخلاف برخی مدل‌های هوش مصنوعی که به‌صورت جعبه سیاه عمل می‌کنند، روش آن‌ها کاملاً شفاف است. برتون افزود که این چارچوب نه‌تنها برای پلاسمای غباری کاربرد دارد، بلکه می‌تواند در سایر سیستم‌های چندذره‌ای نیز استفاده شود و افق‌های جدیدی را برای اکتشافات علمی باز کند.
این پژوهش همچنین توانست برخی فرضیات نادرست در نظریه‌های قدیمی پلاسما را اصلاح کند. هوش مصنوعی با تحلیل دقیق داده‌ها، توضیحاتی ارائه داد که درک ما از تعاملات ذرات در این حالت از ماده را بهبود بخشید. این دستاورد نشان می‌دهد که هوش مصنوعی می‌تواند به‌عنوان ابزاری قدرتمند برای کشف قوانین ناشناخته فیزیک و حتی بازنگری در مفروضات قدیمی عمل کند.
این موفقیت علمی، دریچه‌ای نو به‌سوی استفاده از هوش مصنوعی در تحقیقات بنیادی گشوده است. پژوهشگران معتقدند که این رویکرد می‌تواند در حوزه‌های مختلفی از فیزیک، از مطالعه مواد پیچیده گرفته تا بررسی پدیده‌های کیهانی، کاربرد داشته باشد. با این حال، آن‌ها تأکید دارند که ترکیب هوش مصنوعی با آزمایش‌های واقعی و داده‌های دقیق، کلید اصلی این موفقیت بوده است.
