هوش مصنوعی قوانین جدید فیزیک را در پلاسمای غباری کشف کرد

هوش مصنوعی قوانین جدید فیزیک را در پلاسمای غباری کشف کرد, پژوهشگران دانشگاه اموری در آتلانتا با توسعه یک شبکه عصبی پیشرفته، موفق شدند قوانین فیزیکی ناشناختهای را که بر رفتار پلاسمای غباری حاکم هستند، استخراج کنند. این دستاورد علمی نشان میدهد که هوش مصنوعی میتواند فراتر از تحلیل دادهها عمل کرده و به عنوان ابزاری برای کشف دانش جدید در فیزیک عمل نماید.

روششناسی تحقیق ترکیب آزمایشگاه و یادگیری ماشین تیم علمی بقیاده جاستین برتون، استاد فیزیک در دانشگاه اموری، با طراحی یک سیستم تصویربرداری سهبعدی دقیق، حرکت ذرات ریزپلاستیکی را در محیط پلاسمای غباری رصد کرد.

این مدل برخلاف سیستمهای رایج نیازی به دادههای عظیم نداشت و از ابتدا با در نظر گرفتن قوانین فیزیکی پایهای همچون گرانش، مقاومت سیال و نیروهای بینذرهای برنامهریزی شده بود. چالش فیزیک پلاسمای غباری و راهکار هوش مصنوعی پلاسمای غباری حالت رایجی از ماده در جهان است که از حلقههای سیاره زحل و سطح ماه تا دود آتشسوزیهای جنگلی در زمین مشاهده میشود.

خالف پاسخ داده نمیشود که مدلسازی ریاضی کلاسیک را با چالش مواجه میسازد.

شبکه عصبی طراحی شده توانست با یادگیری از دادههای تجربی، توصیفهای دقیق و جدیدی از این نیروهای عجیب ارائه دهد که پیش از این ناشناخته بودند. شفافیت مدل فراتر از جعبه سیاه برونتی بر روی اهمیت این روش تأکید کرد ما ثابت کردیم هوش مصنوعی میتواند در کشف حقایق فیزیکی جدید نقش ایفا کند. مدل ما یک جعبه سیاه مبهم نیست؛ ما درک میکنیم این سیستم چگونه و چرا کار میکند.

چارچوب پیشنهادی قابل تعمیم است و پتانسیل کاربرد در سیستمهای پیچیده چندذرهای دیگر را دارد. این شفافیت، مانع بزرگ رو به رشد کاربرد هوش مصنوعی در علوم پایه را برطرف میسازد. افاق آینده و کاربردهای بالقوه نتایج این پژوهش که در نشریه معتبر PNAS منتشر شده، گامی بلند در جهت اتوماسیون کشف قوانین فیزیکی محسوب میشود.

توانایی مدل در کارایی با دادههای محدود و ارائه تفسیرهای فیزیکی قابل فهم، راه را برای مطالعه پدیدههای پیچیده دیگر در فیزیک پلاسما، علم مواد و بیوفیزیک باز میکند. این رویکرد نوین میتواند سرعت پیشرفت علمی را در حوزههایی که دادههای تجربی گران یا دشوار به دست میآیند، به شدت افزایش دهد.