Перейти к содержимому
Технологии и ИИ

Ограничить ИИ физикой до 1925 года: сможет ли нейросеть переизобрести квантовую механику?

современный компьютерный чип лежит на связках пожелтевших столетних бумаг, перевязанных бечёвкой, а над ним поднимается светящаяся орбита атома

У физика Алексея Семихатова есть на примете конкретная дата: 1 мая 1925 года. Семихатов — доктор физико-математических наук и главный научный сотрудник Физического института имени П. Н. Лебедева РАН. В тот день квантовой механики еще попросту не существовало — до ее появления оставалось буквально несколько недель.

Идея в том, чтобы создать искусственный интеллект, знающий исключительно то, что было известно физикам к той дате, и ни крупицей больше. Скормить модели статьи и научные результаты, опубликованные строго к началу мая 1925 года, полностью исключив любые более поздние воспоминания, учебники и страницы из интернета. А затем поставить перед ней задачу: вывести квантовую механику с нуля.

Зачем это нужно, если сама теория у нас уже есть? Дело в том, что в фундаментальной физике почти исчерпались практические способы проверки теоретических догадок. Перспективных и изящных расширений Стандартной модели, по словам Семихатова, наберется «три, может быть, пять», однако ни один построенный прибор не позволяет понять, какое из них верно. Гипотетические частицы слишком массивны для современных ускорителей: даже коллайдер длиной с земной экватор ничего не гарантирует. С гравитацией все еще сложнее: чтобы напрямую наблюдать эффекты квантовой гравитации, пришлось бы сталкивать между собой черные дыры массой в несколько солнц на половине скорости света.

Вид из космоса на фоне темного неба: тонкое кольцо коллайдера частиц огибает весь земной шар вдоль экватора

Поэтому главный вопрос сейчас — откуда брать свежие теоретические идеи, когда экспериментальных данных катастрофически не хватает. Семихатов рассчитывает, что подсказку может дать машина, заново проживающая 1925 год. Если алгоритм сумеет нащупать квантовую механику на основе старых представлений, точно такой же подход можно будет применить и к современному массиву знаний.

Что именно считать успехом? Подобная система, объясняет ученый, занята поиском скрытых корреляций. На выходе она может воспроизвести матричную механику Гейзенберга, волновое уравнение Шрёдингера или формулировку через интегралы по траекториям Фейнмана. А возможно, с первой же попытки наткнется на нечто куда более фундаментальное, лежащее глубже всех трех подходов.

Самая трудоемкая часть проекта — очистка обучающей выборки. Семихатов полагает, что подготовка данных влетит в копеечку, ведь граница 1925 года должна соблюдаться безупречно. Сеть заполнена информацией из более поздних эпох: если в модель случайно попадут мемуары какого-нибудь физика 1950-х годов о том, как закладывались основы квантовой теории, чистота эксперимента будет безнадежно испорчена. При этом многие подлинные документы вековой давности до сих пор даже не оцифрованы. Придется буквально по крупицам восстановить точную картину мира на тот весенний день — и ни днем позже.

Ученый вовсе не утверждает, что замысел непременно увенчается успехом. Возможно, когда-нибудь кто-то и реализует эту идею, и тогда мы получим инструмент для создания физических теорий, о которых сейчас даже не подозреваем. Но тут же добавляет обратное: вполне вероятно, что такую модель обучить вообще не удастся.

Может быть, когда-нибудь кто-нибудь такое сделает, и, может быть, это будет способ создания физических теорий, до которых мы сейчас не можем догадаться.

— Алексей Семихатов, «Подкаст Глеба Соломина», 46:30

За этим мысленным экспериментом скрывается куда более глубокий вопрос, который, как отмечает Семихатов, выходит за рамки конкретного разговора: что вообще представляет собой физическая теория? По его мнению, это удачная догадка, обладающая предсказательной силой. Ньютон попросту угадал закон всемирного тяготения: строгой логикой он ни из чего не выводился, но яблоко исправно падает на землю, а Луна продолжает кружить по орбите. Лишь Меркурий вел себя чуть иначе, и чтобы объяснить эту странность, понадобился уже Эйнштейн.

Нейросети уже успели примерить на себя эту роль. В апреле 2025 года Юлэ Фан с коллегами опубликовали на arXiv препринт о системе AI-Newton. Обработав внушительный и зашумленный массив данных механических опытов, алгоритм самостоятельно заново открыл второй закон Ньютона, закон сохранения энергии и закон всемирного тяготения. Правда, отправной точкой там служили показания датчиков и измерений. В тесте же Семихатова исходным рубежом становится само состояние теоретической мысли в конкретный весенний день — останется лишь наблюдать, сможет ли искусственный интеллект совершить тот же интеллектуальный скачок, что удался ученым в 1925 году.

И если сможет, какую именно квантовую механику он сформулирует? Привычную нам из университетских учебников — или совершенно неизвестную науке?

Источник

Алексей Семихатов

доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник отделения теоретической физики Физического института им. П. Н. Лебедева РАН, лектор и автор научно-популярных фильмов и книг

«Подкаст Глеба Соломина»: «Время ускоряется? Ученый РАН о тайнах вселенной и черных дырах» ↗

Как сделана эта статья: Эта версия — перевод ИИ. Оригинал написан ИИ по этому разговору, цитата сверена с записью, перед публикацией его одобрил редактор.

Как устроен Ideonika Правообладателям

Ещё из этого разговора

Алексей Семихатов • Подкаст Глеба Соломина

Читайте также

Поделиться статьей