👩🏻‍🤝‍👨🏽 🔊 🆓 كيف يمكن أن تعمل سفينة الفضاء الغريبة؟ 🛢️ 👩🏿‍💼 🌃

قصة فيلم "وصول" (بدون مفسدين) ، رواه المستشار العلمي للفيلم ، ستيفن ولفرام

الاتصال بـ Hollywood

قال أحد أعضاء قسم العلاقات العامة لدينا في Wolfram: "سيناريو مثير للاهتمام". لقد اعتدنا بالفعل على تلقي الطلبات من شركات الأفلام لعرض رسوماتنا أو ملصقاتنا أو كتبنا في الأفلام. لكن هذه المرة كان الأمر مختلفًا: سئلنا عما إذا كان بإمكاننا إنشاء أشياء واقعية بسرعة لمشروع فيلم خيال علمي كبير في هوليوود ، والذي نحن على وشك البدء في تصويره؟

في شركتنا ، عادة ما تنتهي المهام غير العادية في صندوق البريد الخاص بي. حدث ذلك أنه بفضل مزيج من الاسترخاء والاهتمام المهني ، رأيت تقريبًا جميع أفلام NF السائدة خلال العقود القليلة الماضية. ولكن بناءً على عنوان العمل "قصة حياتك" ، لم أتمكن حتى من فهم ما إذا كان فيلم NF وماذا سيكون.

ثم ، عندما علمت أن الفيلم كان عن أول اتصال بالأجانب ، قلت "بالطبع سأقرأ النص". ونعم ، كان النص مثيرًا للاهتمام. متطورة ولكنها مثيرة للاهتمام. لم يكن من الواضح لي ما إذا كان الفيلم سيكون أكثر عن NF أو عن الحب. ولكن كانت هناك بالفعل إشارات مثيرة للاهتمام إلى العلم فيها - على الرغم من أنها كانت مختلطة مع هراء لا معنى له ، وأحيانًا كانت هناك أخطاء علمية.

أثناء مشاهدة أفلام NF ، غالبًا ما أشعر بالضيق ، أفكر ، "أنفق شخص ما 100 مليون دولار على فيلم وارتكب مثل هذه الأخطاء العلمية الرهيبة التي سيكون من السهل إصلاحها إذا سأل الشخص المناسب". لذلك قررت أنه على الرغم من انشغالي للغاية ، إلا أنني بحاجة إلى المشاركة فيما يسمى الآن "الوصول" والمساهمة في المنهج العلمي قدر الإمكان.

أعتقد أن هناك العديد من الأسباب التي تجعل أفلام هوليود ليس لديها نهج علمي مناسب. أولاً ، لا يشعر صانعو الأفلام بالخلفية العلمية للوحاتهم. على مستوى الأسرة ، يمكنهم معرفة أن هناك خطأ ما - ولكن في حالة النهج العلمي ، فإن معرفتهم ليست كافية. أحيانًا يتصلون بالجامعة المحلية ويطلبون المساعدة ، ولكن غالبًا ما يتم إرسالهم إلى أكاديمي متخصص للغاية ، كلهم يكمن في إخبارهم أن قصتهم بأكملها خاطئة. بالطبع ، لا يؤثر تتبع العلم في أغلب الأحيان بشكل كبير على نجاح الفيلم. ولكن يبدو لي أن مثل هذه المتابعة يمكن أن تساعد في تحويل فيلم جيد إلى فيلم رائع.

شركتنا لديها خبرة في العمل مع هوليوود ، على سبيل المثال ، كتبنا جميع الرياضيات لمدة ستة مواسم من المسلسل التلفزيوني Numb3rs. أنا شخصياً لم أشارك في الأفلام من قبل ، لكن العديد من أصدقائي عملوا في الأفلام. عمل جاك هورنر في حديقة جوراسيك ، مما أدى إلى وقوفه وراء جميع نظريات الحفريات تقريبًا ، بما في ذلك تلك التي تبين أنها خاطئة. كان كيب ثورن (المعروف بالنصر الأخير للكشف عن موجات الجاذبية ) القوة الرئيسية وراء النجوم . قام بعمل التأثيرات الأصلية للثقب الأسود باستخدام الرياضيات. قبله كان مارفن مينسكي ، مستشار سابق في فيلم " Space Odyssey 2001 " ، وإد فريدكين ، الذي أصبح نموذجًا غريب الأطوار للدكتور فالكن في "ألعاب الحرب . "هناك أيضًا مانجول بهارجافا ، الذي كان يفقس فكرة فيلم" الرجل الذي عرف اللانهاية "منذ عشر سنوات ، والذي تابع الرياضيات أثناء التصوير. كل هؤلاء الأشخاص شاركوا في صنع الأفلام في مرحلة مبكرة جدًا. لكنني قررت أنه إذا انضممت إلى الفيلم في بداية التصوير ، فسوف أحظى بميزة - سأعرف ما الذي من المحتمل أن يفعله الفيلم. وفي الوقت نفسه ، كان دوري مفهوما - كان علي فقط مساواة العلم في الفيلم. لم يكن علي حتى التفكير من الصعب تغيير شيء خطير في المؤامرة. تنفس قصة 1998 كانت تيد تشيانغ

]. لكن مفهوم التاريخ كان معقدًا ، نشأ من فكرة تقنية إلى حد ما من الفيزياء الرياضية - ولم أكن مندهشًا من الطريقة التي يمكن بها صناعة الفيلم في هذا الصدد. ولكن هنا هو أمامي ، نص برمجي من 120 صفحة يحتوي على القليل من العلم من القصة الأصلية ، وإضافة الكثير من الأشياء الأخرى. وحصلت على العمل ، والتعليق ، وإسداء المشورة ، واقتراح التصحيحات ، وما إلى ذلك.

بعد بضعة أسابيع

وصلنا أنا وابني كريستوفر إلى الفيلم الذي عُرض في مونتريال. في الجناح المجاور الكبير ، يتم تصوير الفيلم التالي من سلسلة X-Men . في "الوصول" ، يكون الجناح أكثر تواضعا. نصل إلى هناك في الوقت الذي تقوم فيه المجموعة بتصوير مشهد في طائرة هليكوبتر. لا نرى الممثلين ، لكننا نشاهد ما يحدث على الشاشة مع اثنين من المنتجين وغيرهم من الأشخاص.

أول ما أسمعه هو "لقد أعددت قائمة بالأسئلة [للأجانب] ، بدءًا من بضع سلاسل ثنائية ...". وأعتقد ، "واو ، هذا ما اقترحته! رائع! " ولكن بعد ذلك يأتي اتخاذ جديد. وتغيير النص. والمزيد من التكرارات. ونعم ، يبدو الحوار أفضل بالفعل. لكن المعنى ليس هو نفسه. وأنا أفهم أنه سيكون أصعب مما ظننت. الكثير من التنازلات. الكثير من الصعوبات. لحسن الحظ ، في النهاية ، تبين أن الفيلم كان حوارًا جيدًا ، والمعنى الصحيح.

بعد فترة ، يتم الإعلان عن انقطاع في التصوير. نحن نتحدث مع ايمي ادامز ونلعب لغوية تتواصل مع الأجانب. لفترة من الوقت ذهبت إلى أستاذ محلي في علم اللغة ، وتتحدث بحماس عن مدى قوة اللغة المستخدمة في تعريف التفكير - وهذا الموضوع بصفتي مطور لغة كمبيوتر ، كنت مهتمًا منذ فترة طويلة. لكن المنتجين يريدون مني أن أتحدث مع الفيزيائي جيريمي رينر . لا يشعر بالراحة ، ونذهب معه إلى "الخيمة العلمية" ، المصممة للتصوير ، والتفكير في التفاصيل المرئية الجيدة.

كتابة رمز

يقدم البرنامج النصي العديد من الاحتمالات لإنشاء مشاهد مثيرة للاهتمام. ولكن ، على الرغم من أنني سأكون مهتمًا بإنشائها ، لم يكن لدي الوقت لذلك. لحسن الحظ ، أصبح ابني كريستوفر ، مبرمج سريع ومبدع ، مهتمًا بذلك. في البداية اعتقدنا أن نرسله للعمل على الفور ، ولكن نظرًا لأنه كان لا يزال صغيرًا جدًا ، بدأ في العمل عن بُعد.

كانت استراتيجيته بسيطة: "إذا فعلنا ذلك حقًا ، فما هو التحليل والحساب الذي سنفعله؟" كان لدينا قائمة بمواقع الهبوط الغريبة - ما هو نمط اختيارهم؟ لدينا الشكل الهندسي لسفينة فضائية - ماذا يعني ذلك؟ لدينا نص "مكتوب" للأجانب - ماذا يعني؟

أعطى صانعو الأفلام كريستوفر بيانات أولية ، كما في الحياة الحقيقية ، وحاول تحليلها. وحول كل سؤال إلى إصدارات مختلفة من التعليمات البرمجية والمرئيات للغة Wolfram .

عرف كريستوفر أنه غالبًا ما يكون رمز البرنامج من الأفلام غير منطقي (الأهم من ذلك كله ، بغض النظر عن السياق ، صانعي الأفلام مثل مصادر nmap.c في Linux). لكنه أراد أن يصنع كودًا ذا معنى يحلل حقًا ما يحدث في الفيلم.

اشتملت النسخة النهائية من الفيلم على مزيج من الكود الذي ابتكره كريستوفر ، وبعض مشتقاته ونصوص مضافة بشكل منفصل. في بعض الأحيان يمكنك رؤية الرمز. على سبيل المثال ، هناك لقطة مثيرة مع تحليل لكتابة الأجانب ، حيث يمكنك رؤية رمز Wolfram Language الأنيق إلى حد ما في دفتر ملاحظات Wolfram. والرمز المحدد يفعل بالضبط ما هو مذكور في دفتر الملاحظات. هذا رمز حقيقي مع حسابات حقيقية.

نظرية السفر بين النجوم

عندما رأيت النص لأول مرة ، أدركت بسرعة أنه من أجل الحصول على نصيحة متماسكة ، كنت بحاجة إلى تطوير نظرية علمية متماسكة لما كان يحدث. لسوء الحظ ، كان هناك القليل من الوقت - في النهاية ، كان لدي في الأساس أمسية واحدة من أجل ابتكار طريقة معقولة للسفر بين النجوم. هنا بداية تعليق كتبته لصانعي الأفلام في ذلك المساء (لا أحمله بالكامل حتى لا يكون هناك مفسدون):

كل هذه التفاصيل المادية في الفيلم لم تكن متورطة بشكل مباشر. ولكن من أجل تقديم نصيحة متماسكة حول النص ، كان من المفيد التفكير فيها جميعًا. وأدت أيضًا إلى حوارات مختلفة ، تبدو خيالية خيالية. فيما يلي بعض العبارات التي لم يتم تضمينها (ربما للأفضل) في الإصدار النهائي. "السفينة بأكملها تتحرك في الفضاء مثل جسيم كمي عملاق واحد." "يجب على الأجانب التلاعب بشبكة الزمكان بأكملها على مقياس بلانك". "يتم إنشاء الاضطراب الزماني المكاني حول غطاء السفينة". "كما لو كان غطاء السفينة يتكون من ذرات عدد لا نهائي من الأنواع ، وليس فقط من 115 المعروفة لنا" (يجب أن تشير هذه العبارة إلى شعاع ليزر ينعكس من غطاء السفينة في شكل قوس قزح). بالنسبة لمثل هذا "العالم الحقيقي" مثلي ، كان من المثير للاهتمام أن نتوصل إليه. شعرت بإفراج معين. خاصة بسبب حقيقة أن أحد حوارات NF هذه يمكن أن يقودنا إلى مناقشة مادية طويلة وجادة.

تتطلب السينما نظرية معينة محددة للسفر بين النجوم. ومن يدري ، ربما في المستقبل البعيد سوف يتبين أنه حقيقي. لكن حتى الآن لا نعرف هذا. بشكل عام ، قد تظهر بعض "الاختراق" للفيزياء الموجودةمما سيتيح لنا على الفور جعل هذا السفر ممكنًا. على سبيل المثال ، في عام 1982 عملت على نظرية سمحت لنا باستخراج "طاقة نقطة الصفر" باستمرار من فراغ. على مر السنين ، أصبحت هذه الآلية البسيطة واحدة من أكثر مصادر الطاقة المذكورة للسفر بين النجوم ، على الرغم من أنني نفسي لا أؤمن بها حقًا.

ربما تكون هناك طريقة أكثر واقعية لإرسال سفينة فضائية صغيرة على الأقل إلى أقرب النجوم ، مما يوفر حركتها بمساعدة ضغط ضوء الليزر. أو يمكنك ترويض الثقوب السوداء ، وإنشاء تقوسات الزمكان ، حتى وفقًا لنظرية أينشتاين عن الجاذبية. من المهم أن نفهم أنه حتى إذا عرفنا النظرية الأساسية للفيزياء، قد لا يكون واضحًا لنا على الفور ما إذا كان من الممكن ضمان الحركة بشكل أسرع من الضوء في الكون. هل هناك طريقة لبناء الحقول الكمومية والثقوب السوداء وأي شيء آخر؟ يدعي عدم القابلية للاختزال الحسابي أنه لا يوجد حد أعلى لتعقيد مثل هذا النظام. نتيجة لذلك ، من الممكن استخدام جميع القدرات الحسابية المتاحة خلال حياة الكون ، وليس لاختراع الهيكل الضروري ، وعدم معرفة ما إذا كان ذلك ممكنًا من حيث المبدأ.

الفيزيائيون - ما هم؟

عند القدوم إلى المجموعة ، نلتقي عاجلاً أم آجلاً جيرمي رينر. يجلس على خطوات مقطوره ، يدخن ، ويبدو تمامًا مثل الأبطال الشجعان للعديد من أفلام مغامراته. أنا أتأمل في أفضل وصف لوصف الفيزيائيين. توصلت إلى استنتاج مفاده أنك تحتاج فقط إلى البدء في الحديث عن الفيزياء. لذلك بدأت في شرح النظريات المتعلقة بالفيلم. نتحدث عن المكان والزمان وميكانيكا الكم والسفر أسرع من الضوء ، إلخ. أضفت القليل من القصص التي سمعها ريتشارد فاينمان عن عمل الفيزيائي "في الميدان" في مشروع مانهاتن . اتضح أن المناقشة نشطة ، وأتساءل عما إذا كانت أخلاقي وميزاتي مماثلة لتلك التي يتميز بها الفيزيائيون. لا يسعني إلا أن أتذكر كيف أوليفر ساكسأخبرني كم هو مخيف أن يلاحظ عدد الأخلاق التي أخذها روبن ويليامز منه لفيلم الصحوة بعد محادثة قصيرة للغاية ، وأتساءل ما الذي يمكن أن يأخذه جيريمي مني في هذه الساعات القليلة.

يسعى جيريمي إلى فهم كيفية ارتباط العلم بمؤامرة الفيلم ، وما يمكن أن يشعر به الأجانب والناس. أحاول التحدث عن كيفية فهم طبيعة الأشياء في العلوم. ثم أفهم أنه من الأفضل إظهارها من خلال عرض رمز مباشر للغة Wolfram. اتضح أنه في الفيلم يحتاج جيريمي نفسه إلى استخدام لغة Wolfram (مثل - أنا سعيد جدًا لقول هذا - للعديد من الفيزيائيين الحقيقيين في الحياة).

يظهر كريستوفر الرمز الذي كتبه للفيلم وكيفعناصر التحكم لعمل الديناميكيات. ثم نتحدث عن كيفية اختراع الكود. نقوم ببعض الاختبارات. ثم نكتب الشفرة مباشرة. وإليك مثالنا الأول - استنادًا إلى أرقام pi ، التي ناقشناها فيما يتعلق بمشروع SETI

ماذا تقول للأجانب

جزء من الفيلم يدور حول الرحلات بين النجوم. لكن موضوع التواصل مع الأجانب أكثر تطوراً فيه ، عندما وصلوا بالفعل. فكرت كثيرا في العقل الغريب . ولكن في الغالب ، ليس كما هو معروض في الفيلم - ولكن في الحالة الأكثر تعقيدًا عندما لا يكون لدينا أجانب أو سفن فضائية ، ولكن لا يوجد سوى تدفق معين من البيانات ، على سبيل المثال ، بث إذاعي ، يصعب حتى فهم ما إذا كان يمكن اعتباره دليلاً المخابرات . تذكر أنه غالبًا ما يبدو لنا حتى سلوك ظاهرة مثل الطقس معقدة بما يكفي لإعطاء الانطباع بوجود الوعي.

ولكن الغرباء موجودون بالفعل في "الوصول". وكيف تبدأ التواصل معهم؟ نحن بحاجة إلى شيء عالمي ، مستقل عن تفاصيل اللغة البشرية أو التاريخ. حسنًا ، إذا قابلت غرباء ، يمكنك توجيه إصبعك إلى أشياء مادية. بالطبع ، يشير هذا إلى أن الغرباء لديهم مفاهيم الأشياء الفردية بدلاً من سلسلة متصلة معينة ، ولكن يمكنك وضع هذا عليها ، حيث تمكنوا من إنشاء سفن الفضاء. ولكن ماذا لو كنت بحاجة إلى أن تكون أكثر تجريدية؟

يمكنك دائمًا اللجوء إلى الرياضيات. ولكن هل هو عالمي حقا؟ هل يحتاج بناة السفن أن يعرفوا عن الأعداد الأولية والتكامل وسلسلة فورييه؟ بالطبع ، في تطوير التكنولوجيا البشرية ، هذه الأشياء مطلوبة. ولكن هل هناك مسارات تكنولوجية أخرى ربما تكون أفضل؟ أعتقد ذلك.

من وجهة نظري ، فإن التجريد العام المتعلق بكيفية عمل الكون هو ما نحصل عليه من خلال النظر إلى الكون الحسابي للبرامج الممكنة. هناك أيضا الرياضيات . ومجموعة لا نهائية من مجموعات القواعد المجردة الأخرى. وقد أدركت منذ فترة أن العديد منهم منطقي - ومناسب تمامًا - لإنشاء التكنولوجيا .

لذلك ، بالنظر إلى عالم الحوسبة للبرامج الممكنة ، ما الذي يمكن اختياره كأشياء عالمية معقولة لبدء مناقشة مجردة مع الأجانب؟

نظرًا لأنه يمكننا الإشارة إلى كائنات فردية ، يمكننا أن نبدأ محادثة حول الأرقام ، أولاً أحادي ، ثم ربما ثنائي. هنا بداية التسجيلات التي قمت بها للفيلم. الكلمات والرموز مخصصة للناس ، ولكن للغرباء - مجرد بطاقات برسومات.

ماذا يأتي بعد الأعداد والحساب؟ ومن المثير للاهتمام ، حتى ما ناقشناه بالفعل لا يعكس تاريخ الرياضيات البشرية. على الرغم من الطبيعة الأساسية للأرقام الثنائية (التي تظهر حتى في المواد القديمة مثل I Ching ) ، فقد اكتسبت شعبية مؤخرًا - بعد ظهور أفكار رياضية أكثر تعقيدًا.

لذلك لا نحتاج إلى متابعة تاريخ الرياضيات أو العلوم ، أو حتى الترتيب الذي يتم تدريسهم به. نحن بحاجة إلى العثور على شيء يمكن فهمه مباشرة ، دون استخدام الكلمات. ما سنتعلمه ، على سبيل المثال ، النظر إلى قطعة أثرية مستخرجة من الأرض في مواقع أثرية.

اتضح أن هناك فئة من أنظمة الحوسبة التي كنت أدرسها لعدة عقود ، ممتازة ، في رأيي ، مناسبة لهذا الدور - الأتمتة الخلوية . وهي تستند إلى قواعد بسيطة يمكن شرحها بصريًا. إنها تعمل عن طريق تكرار تطبيق القواعد ، وغالبًا ما تؤدي إلى ظهور الهياكل المعقدة - وهذا ، كما نعلم ، يمكن أن يكون أساس جميع أنواع التقنيات المثيرة للاهتمام.

بمشاهدة الأوتار الخلوية ، يمكنك البدء في بناء فكرة عن العالم كله ، أو " نوع جديد من العلم " - هذا ما أسميه كتابًا عن هذه الأشياء. ولكن ماذا لو كنا بحاجة إلى نقل المزيد من الأفكار التقليدية حول العلوم والرياضيات؟ ماذا نفعل؟

ربما تبدأ بأشكال هندسية ثنائية الأبعاد. في عام 1820 ، اقترح غاوس الرسم في غابة سيبيريا [ بتعبير أدق ، زراعة الأشجار في التندرا بطريقة خاصة - تقريبًا. ترجم.] رسم تخطيطي يمثل نظرية فيثاغورس بحيث يمكن للأجانب رؤيتها.

ولكن من السهل الوقوع في مشكلة. يمكنك إظهار المواد الصلبة الأفلاطونية. تعتبر مطبوعات الطابعة ثلاثية الأبعاد مناسبة. لكن الرسومات ثنائية الأبعاد من منظور تعتمد على كيفية ترتيب النظام البصري. الشبكات أكثر تعقيدًا - كيف نعرف أن هذه الخطوط التي تربط النقاط تمثل اتصالات مجردة؟

ربما يمكننا أن نظهر نظريات المنطق . لكن كيف تقدمهم؟ تحتاج إلى تمثيل رمزي - نصي ، بمساعدة الأشجار ، أو بطريقة أخرى. من الأمثلة الحسابية ، نعلم أن المنطق ليس نقطة بداية مثالية لعرض المفاهيم العامة. ولكن في الخمسينات من القرن الماضي ، لم يكن هذا معروفًا ، وهناك كتاب ساحر حاول بناء لغة للتواصل مع الأجانب على أساس المنطق.

ماذا عن المفاهيم بالأرقام؟ في فيلم " Contact"أصبحت الأرقام الأولية أساسية. على الرغم من أهميتها في تاريخ الرياضيات ، إلا أنها ليست مطلوبة بشكل خاص في التكنولوجيا الحديثة ، وحيث يتم استخدامها (الحماية من التشفير) يبدو مظهرها عشوائيًا.

في إشارة الراديو ، يمكن أن تكون الأرقام الأولية بمثابة دليل جيد على الذكاء. ولكن بالطبع ، قد تتولد عن البرنامج - وبسيطة للغاية، بما في ذلك نفسه الآلي الخلوي سلسلة من الأعداد الأولية لا يعني تلقائيا أنه قد خلق حضارة ذكية أنها يمكن أن تكون من بعض "ه .. من الطبيعي أن "البرنامج.

يعبي بصريا من السهل أن تظهر، ولكن المزيد من العمل معهم يتطلب المفاهيم التي ليست من السهل جدا أن تظهر مباشرة.

من السهل جدًا الوقوع في فخ الأشياء الواضحة للبشر. أحد الأمثلة المفضلة لدي هو Pioneer 10 ، وهي قطعة أثرية بشرية تقدمت إلى أبعد مسافة في الفضاء (اليوم تبلغ مساحتها 18 مليار كيلومتر تقريبًا ، أو 0.05٪ من المسافة إلى Alpha Centauri). يوجد صفيحة عليها تُظهر الخط الطيفي للهيدروجين بطول 21 سم. اليوم ، ربما تكون الطريقة الأكثر وضوحًا لمثل هذا التمثيل هي خط طوله 21 سم ، ولكن في عام 1972 ، قرر كارل ساجان وآخرون القيام بشيء "أكثر علمية" ووضعوا رسمًا تخطيطيًا لعملية ميكانيكا كمية تؤدي إلى خط طيفي. تكمن المشكلة في أن الرسم البياني يعتمد على الاتفاقيات البشرية - على سبيل المثال ، استخدام الأسهم للإشارة إلى الدوران الكمي - التي لا تتعلق بالمفاهيم التي يتم وصفها وهي محددة جدًا لتطوير العلوم البشرية.

دعنا نعود إلى الوصول. لطرح سؤال مثل "ما هو هدفك على الأرض؟" ، يحتاج المرء للذهاب أبعد بكثير من التسلسلات الثنائية أو الأتمتة الخلوية. هذه مشكلة مثيرة للاهتمام للغاية ، والتي تشبه بطريقة غريبة المهمة المهمة للغاية للتواصل مع الذكاء الاصطناعي اليوم وتحديد الأهداف والمهام التي يجب أن تكون لديهم.

بمعنى ما ، الذكاء الاصطناعي الآن يشبه إلى حد ما الذكاء الفضائي. حتى الآن ، نحن نفهم فقط الذكاء البشري. يحتوي كل مثال على تطبيقه تفاصيل عن الظروف البشرية والتاريخ البشري. ولكن كيف يبدو الفكر الذي لا يشارك هذه التفاصيل؟

أحد استنتاجات العلم الذي كنت أفعله هو أنه لا يوجد خط واضح بشكل خاص بين الذكاء والنتائج الحسابية. تعمل الأوتوماتا الخلوية نفسها أو الطقس بأشياء مماثلة في التعقيد للدماغ. بمعنى ما ، هم أيضا "يفكرون". ولكن ليس مثل الناس. ليس لديهم سياقنا وتفاصيلنا.

ولكن للتواصل حول مواضيع مثل الأهداف والغايات ، نحتاج إلى إيجاد نقاط مشتركة. في حالة الذكاء الاصطناعي ، أعمل على ما أسميه بنفسي " لغة الاتصال الرمزي " ، على سبيل للتعبير عن المفاهيم التي تهم الأشخاص ، ونقلها إلى الذكاء الاصطناعي. هناك تطبيق عملي فوري لهذا ، مثل العقود الذكية. ولكن هناك أهداف بعيدة المدى ، مثل إنشاء نظير للدستور لسلوك الذكاء الاصطناعي.

عند التواصل مع الغرباء ، نحتاج إلى تطوير لغة عالمية مشتركة تسمح لنا بالتعبير عن المفاهيم التي تهمنا. هذا ليس سهلا. تعتمد اللغات الطبيعية على تفاصيل الظروف البشرية والتاريخ. إن لغتي للتواصل الرمزي تحاول نقل أشياء مهمة للناس - وليس شيئًا يمكن أن يكون مهمًا للغرباء.

في "الوصول" من المعروف أن الغرباء لديهم شيء مشترك معنا. بصفتنا متراصة من Space Odyssey 2001 ، استنادًا إلى الشكل ، فإننا نثبت أن سفن الفضاء الفضائية عبارة عن قطع أثرية. إنهم لا يشبهون النيازك الغريبة. إنهم يبدون كشيء مصنوع بقصد.

لكن مع ماذا؟ لا يمكن تعريف النية بشكل مجرد. لا يمكن تحديد ذلك إلا فيما يتعلق بالمنصة التاريخية والثقافية. ولسؤال الغرباء عن أهدافهم وغاياتهم ، نحتاج أولاً إلى فهم المنصة الثقافية والتاريخية التي نحن عليها.

أحيانًا أفكر في اليوم الذي يمكننا فيه تطوير الذكاء الاصطناعي كثيرًا بحيث يمكننا أن نسأله سؤالًا عن أهدافهم. يبدو لي أن خيبة الأمل تنتظرنا. لأنه ، في رأيي ، لا يوجد تعريف مجرد للهدف. ولن يخبرنا الذكاء الاصطناعي بأي شيء غير متوقع. سيعكس تعريفه للغرض تاريخه وسياقه. وفوق هذا ، بصفتنا مبدعي الذكاء الاصطناعي ، لدينا سيطرة جادة.

لكن الأمر ليس كذلك مع الأجانب. لكن الفيلم يتعلق بذلك أيضًا.

تصوير

لقد شاركت طوال حياتي في المشاريع الكبيرة. وكنت مهتمًا دائمًا بكيفية تنظيم المشاريع الكبيرة المختلفة. أنا واحد من هؤلاء الأشخاص الذين يشاهدون أرصدة الأفلام حتى النهاية. لذلك كان من المثير للاهتمام أن أنظر إلى مشروع إنشاء فيلم من مسافة قريبة.

في النطاق ، يعد تصوير فيلم مثل الوصول مشروعًا مشابهًا لإصدار نسخة جديدة كاملة من لغة Wolfram. هناك أوجه تشابه واختلاف.

كلا المشروعين لديهم أفكار وإبداع. يتضمن كلاهما مشاركة العديد من المهارات المختلفة. يجب تجميع كليهما معًا لإنتاج منتج متماسك.

بمعنى ما ، فإن صانعي الأفلام أسهل من المبرمجين. ما عليهم سوى القيام بشيء واحد يمكنك فقط النظر إليه. في حالة البرمجيات ، وخاصة مع تطوير اللغات ، نحتاج إلى القيام بشيء يمكن لأشخاص مختلفين استخدامه في عدد لا نهائي من الطرق المختلفة ، بما في ذلك الطرق التي لا نقدمها. بالطبع ، يمكنك دائمًا إنشاء إصدارات جديدة من البرامج ، وتحسينها تدريجيًا. لا يمكن صنع فيلم سوى مرة واحدة.

فيما يتعلق بمسألة إدارة شؤون الموظفين ، من الأسهل العمل مع البرامج بدلاً من الأفلام مثل "الوصول". يتمتع تطوير البرامج المُدارة جيدًا بإيقاع ثابت ، ولدى الأشخاص عمل مستمر وفرق مستمرة لفترة طويلة. عادة ما ينجذب عدد كبير من الأشخاص لتصوير فيلم ، ربما لم يلتق الكثير منهم من قبل لفترة قصيرة. والمثير للدهشة أن هذا يعمل بشكل عام. أعتقد أنه على مر السنين تم توحيد العديد من المهام في صناعة الأفلام ، بحيث يمكن للشخص العمل على شيء لمدة أسبوع أو أسبوعين ، ثم نقله بنجاح إلى آخر.

قادت عدة إصدارات من برامج كاملة. وقد يعتقد المرء أن أي قضية من هذا القبيل ستكون الآن عملية بسيطة وهادئة. لكنه لم يكن كذلك أبداً. ربما لأننا نحاول دائمًا القيام بأشياء جديدة ومبتكرة. أو لأن هذه هي طبيعة المشاريع. لكنني وجدت أنه من أجل تحقيق جودة المشروع ، أحتاج دائمًا إلى العمل بجد. في حالة شركتنا على الأقل ، يعمل الأشخاص الموهوبون دائمًا في المشروع. ولكن هناك دائمًا مهام غير متوقعة تتطلب الكثير من الطاقة والتركيز والجهد.

في بعض الأحيان بدا لي أن عمليتنا تشبه إلى حد ما تصوير فيلم. في السنوات الأولى من الرياضيات ، كان لدينا حتى التسميات التوضيحية التي تبدو وكأنها ائتمانات الفيلم. غالبًا ما توصلت إلى فئات الأشخاص المساهمين بنفسي ("كبار مطوري الوحدات" ، "تنسيق التعبير" ، "مطور الخطوط الرائد" ، ..). ولكن بعد عشر سنوات ، بسبب العديد من التصحيحات ، أصبح من الصعب جدًا فهم ذلك ، واختفت الاعتمادات. وما زلت أحاول لبعض الوقت تنظيم حفلات تكريما لنهاية العمل ، تماما مثل صانعي الأفلام. ولكن كانت هناك دائمًا بعض المشاكل أو التحسينات الحرجة ، ولم يتمكن المطورون الرئيسيون من الحضور إلى الحفل لأنهم قاموا بتصحيحها.

تطوير البرامج - أو على الأقل ، تطوير اللغة - لديه بعض أوجه التشابه الهيكلية لتصوير فيلم. يبدأ كل شيء بنص برمجي - مواصفات عامة للمنتج النهائي. ثم نحاول إنشاء هذا. حتمًا ، في النهاية ، بالنظر إلى النتيجة ، نتفهم أنه سيتعين علينا تغيير المواصفات. في أفلام مثل "الوصول" ، يحدث هذا في المرحلة النهائية (بعد الإنتاج). في تطوير البرمجيات ، هذه خطوة تطوير أخرى.

كان من المثير للاهتمام بالنسبة لي أن ألاحظ كيف مر السيناريو والمقترحات خلال دورة حياة "الوصول". ذكرني بكيفية إجراء تطوير البرمجيات: يتم تبسيط كل شيء تدريجيًا. إنني أدلي بتعليق مفصل حول إصلاح الحوار. "يجب ألا تتحدث عن تجنب الحساب الميت ؛ شخصيتك مضبوطة بشكل تحليلي للغاية." "لا يجب أن تقول إن سفينة الفضاء مرت مليون سنة ضوئية. سيكون خارج المجرة. قل أفضل تريليون ميل ". التغييرات جارية. ولكن بعد ذلك يتم تبسيط كل شيء ، ويتم نقل الفكرة الرئيسية بطريقة أضيق الحدود. لم أكن أرى كل الخطوات ، لكن النتائج ذكّرتني بقوة بتطوير البرمجيات - لتقليص جميع الصعوبات وجعل كل شيء أكثر وضوحًا وبساطة.

هل يمكنك ملء اللوحة؟

كانت مساهمتي في الوصول بشكل رئيسي أثناء تصوير الفيلم في أوائل صيف 2015. بعد عام تقريبًا ، سمعت أن الفيلم في مراحله النهائية. ولكن فجأة في مايو تلقيت بريدًا إلكترونيًا: هل يمكنني ملء لوحة معقولة للفيزياء لفيلم؟

هناك مشهد في الفيلم مع إيمي آدامز أمام اللوحة ، وتبين أن ما كتب عليه كان متعلقًا بفيزياء المدرسة الثانوية - وليس بما يمكن توقعه من قبل الفيزيائيين من مستوى الشخصية جيريمي رينر.

لقد تفاجأت لأنني أدركت أنه لم يكن علي أن أعمل بجد بشكل خاص على السبورة البيضاء للعلامات. لجميع الأعمال والعروض التقديمية لمدة 30 عامًا ، استخدمت أجهزة الكمبيوتر ، وقبل ذلك ، تم استخدام السبورات وأجهزة عرض الأفلام. لكنني بصراحة قمت بتثبيت لوحة علامة في مكتبي وبدأت الكتابة عليها (ونادرًا ما أكتب بالفعل نادرًا جدًا) ما ، في رأيي ، كان يجب أن يكتبه فيزيائي جيد يحاول فهم الحدوث المفاجئ للسفر بين النجوم.

إليكم ما توصلت إليه. تم تصميم المساحات الفارغة لتسهيل دمج Amy Adams تتحرك أمام اللوحة. بالنسبة للنسخة النهائية للفيلم ، تمت إعادة كتابة اللوحة مرة أخرى ، لذلك تختلف في الفيلم عن الصورة أدناه.

تخيلت نفسي في مكان شخصية جيريمي رينر أو زملائه ، الذين يكتبون الأفكار حول سفينة الفضاء والصيغ المقابلة. بعد مرور بعض الوقت ، حصلت على قصة جيدة من الحقائق المادية والفرضيات.

ها هي ذا.

1. ربما يكون للسفينة شكل غريب ، لأنها تدور أثناء الحركة وتخلق موجات جاذبية .
2. ربما هو الأمثل لتعظيم شدة نمط معين من إشعاع الجاذبية.
3. صيغة آينشتاين لقوة إشعاع الجاذبية المنبعثة من كتلة ذات توزيع متغير. Q _ij هي لحظة التوزيع رباعي الأقطاب المحسوبة من التكامل المشار إليه.
4. عناصر ذات ترتيب أعلى ، اعتمادًا على لحظات متعددة الأقطاب من رتبة أعلى ، محسوبة بواسطة التكاملات المحددة لكثافة الكتلة للسفينة ρ (Ω) المرجحة بالتوافقيات الكروية .
5. ستؤدي موجات الجاذبية إلى تغييرات في بنية الزمكان ممثلة في الموتر رباعي الأبعاد h _μν
6. ربما "تطفو" السفينة بطريقة أو بأخرى عبر الزمكان ، تغذيها تأثيرات هذه الموجات الجاذبية.
7. من الممكن أن يحدث اضطراب الجاذبية مع ارتباطات القوة ، على غرار تلك التي تنشأ حول الأجسام المتحركة في سائل ، حول غلاف بدن السفينة (أو تغلي السفينة في الزمكان حول نفسها).
8. معادلة تطور papapetraموتر الدوران في GR كدالة للوقت τ.
9. معادلة الحركة الجيوديسية ، التي تصف حركة الأجسام في الزمكان المنحني. Γ هو رمز كريستوفيل الذي يحدده هيكل الزمكان. ونعم ، يمكن حل هذه المعادلات باستخدام NDSolve في لغة Wolfram.
10. معادلة آينشتاين لحقل الجاذبية الناتج عن كتلة متحركة (يحدد المجال حركة الكتلة ، والتي تؤثر على المجال).
11. فكرة أخرى هي الكتلة السالبة للمركبة الفضائية ، أو على الأقل الضغط السلبي. ضغط غاز الفوتون هو 1/3 ρ ؛ النسخة الأكثر شيوعًا من الطاقة المظلمة لها ضغط -ρ.
12. تم العثور على معادلة موتر عزم الطاقة ، الذي يحدد مجموعة الكتلة والضغط والسرعة ، في الحسابات النسبية للسوائل المثالية.
13- ربما تكون السفينة فقاعة ذات هيكل الزمكان. يشير السهم إلى شكل السفينة المرسومة في وقت سابق على اللوحة.
14. هل قيمة الرموز كريستوفل ( "اقتران معاملات بنحو الفضاء انسحاب") لشكل السفينة وفقا لحسابات تستند المكاني لها الممتد المتري ؟
15- يمكن وصف الموجة التثاقلية بأنها اضطراب في مقياس الزمكان فيما يتعلق بالخلفية المسطحة لفضاء مينكوفسكي التي تعمل عليها SRT.
16. معادلة انتشار موجة الجاذبية ، مع الأخذ في الاعتبار التأثيرات القليلة غير الخطية الأولى ، التي تؤثر على الموجة نفسها.
17. معادلة بولتزمان النسبية تصف حركة وتصادم الجسيمات مثل الجرافيتون في غاز بوز-آينشتاين .
18. فكرة مجردة: من الممكن إنشاء "ليزر" من الجاذبية بدلاً من الفوتونات ، وتعمل السفينة على هذا المبدأ.
19- الليزر ظاهرة كمومية. هذا رسم تخطيطي لـ Feynman لتفاعل الجرافيتون في تجويف (الفوتونات ليس لها مثل هذه التفاعلات غير الخطية المباشرة مع بعضها البعض).
20. كيف تصنع مرآة للجرافيتونات؟ ربما تكون هذه مادة ميتية ذات بنية مجهرية خاصة تصل إلى موازين بلانك.
21. في الليزر ، يتم استخدام حالات متماسكة من التراكبات لعدد لا حصر له من الفوتونات ، والتي يتم تشكيلها من قبل عوامل الولادة المدمجة بشكل لا نهائي تطبق على الفراغ النظري للمجال الكم.
22. هناك رسم تخطيطي لـ Feynman لهذا: هذه هي معادلة Bethe - Salpeter المتسقة ذاتيًا للجاذبية المقيدة ، والتي يمكن ربطها بليزر الجاذبية.
23. التفاعلات غير الخطية الرئيسية للجرافيتون في التقريب المضطرب للجاذبية الكمية.
24- مصطلح مؤهل محتمل لتصرف آينشتاين-جيلبرتمن GR للتأثيرات الكمومية.

أفهم أن هذه التفسيرات نفسها قد تبدو كلغة غريبة! لكنهم متواضعون بما فيه الكفاية بالمقارنة مع لغة "الفيزياء الكاملة". دعني أشرح قصة فيزيائية أبسط من اللوحة.

يبدأ بالخاصية الواضحة للسفينة: لها شكل غير متماثل غير عادي. يبدو وكأنه حجر سلتيكوالتي يمكن أن تبدأ بالتدوير في اتجاه واحد ، ثم تغيير الاتجاه. وفكرت: ربما السفينة تدور. وأي جسم دائري غير كروي ضخم سيخلق موجات جاذبية. عادة ما تكون أضعف من أن تكتشفها ، ولكن إذا كان الجسم ضخمًا بما يكفي أو كانت سرعة الدوران كبيرة بما يكفي ، فقد تكون الموجات قوية أيضًا. في الواقع ، في العام الماضي ، بعد 30 عامًا من البحث ، تم اكتشاف موجات جاذبية من ثقبين أسود يدوران حول بعضهما البعض ومتحدان - وتبين أنهما تم اكتشافهما على مسافة ثلث الكون المرصود. تخلق الكتل المتسارعة موجات جاذبية بنفس الطريقة التي تخلق بها الشحنات الكهربائية المتسارعة موجات كهرومغناطيسية.

تخيل أن السفينة تدور بسرعة بحيث تخلق العديد من موجات الجاذبية. ولكن ماذا لو تمكنا من قفل هذه الموجات في مكان ضيق باستخدام حركة السفينة نفسها؟ ثم نحصل على تدخل. ولكن ماذا لو تم تضخيمها بشكل مترابط ، كما هو الحال في الليزر؟ ثم سيصبحون أقوى ويبدأون في التأثير على حركة السفينة - ربما دفعها عبر الزمكان.

ولكن لماذا تتضخم الأمواج؟ في الليزر التقليدي باستخدام الفوتونات (جزيئات الضوء) ، من الضروري إنشاء فوتونات جديدة باستمرار عن طريق ضخ الطاقة في المادة. الفوتونات هي جزيئات بوز-آينشتاين (بوزونات) ، وبالتالي فإنها تميل إلى "التصرف بنفس الطريقة" - وبالتالي ، فإن ضوء الليزر هو موجة متماسكة. الإلكترونات هي الفرميونات ، مما يعني أنها تحاول ألا تفعل الشيء نفسه ، مما يؤدي إلى مبدأ الحظرحاسمة لاستقرار المادة.

يمكن للمرء أن يتصور أن موجات الضوء تتكون من الفوتونات. ويمكن أن تتكون موجات الجاذبية من الجاذبية (على الرغم من أنه ليس لدينا حتى الآن نظرية كاملة لهم). لا تتفاعل الفوتونات مع نفسها - ببساطة ، لأن الفوتونات تتفاعل مع جسيمات مثل الإلكترونات التي تحتوي على شحنة كهربائية ، لكن الفوتونات ليس لديها شحنة. تتفاعل Gravitons مع بعضها البعض - بسبب حقيقة أنها تتفاعل مع كل ما لديه طاقة ، ولديها الطاقة نفسها.

يمكن أن تؤدي مثل هذه التفاعلات غير الخطية إلى تأثيرات غير عادية. على سبيل المثال ، تتفاعل الغلونات في الديناميكا الصبغية الكمومية بشكل غير خطي بطريقة تظل محصورة داخل جسيمات مثل البروتونات ، كما لو كانت "ملتصقة" معًا. ليس من الواضح ما الذي ستؤدي إليه التفاعلات غير الخطية للجرافيتون. ربما إلى "ليزر الجرافيت".

تصف الصيغ أعلاه إنشاء وتأثير موجات الجاذبية. تتعلق الأجزاء السفلية بالجرافيتونات وتفاعلاتها. تتعلق الأجزاء العليا بال GR. الأجزاء السفلية هي مزيج من الأساليب الكلاسيكية والكمية للجرافيتون وتفاعلاتها. الرسوم البيانية هي مخططات Feynman التي توضح بشكل تخطيطي انتشار الجاذبية عبر الزمكان.

لا أعرف ما إذا كان الليزر بالجاذبية ممكنًا بالفعل ، وكيف سيعمل. ولكن في ليزر الفوتون العادي ، تقفز الفوتونات ، في الواقع ، داخل تجويف معين ، تعمل جدرانه مثل المرايا. لسوء الحظ ، لا نعرف كيف نصنع مرآة للجاذبية - تمامًا كما لا نعرف كيف نغلق أنفسنا من مجال الجاذبية (ستكون المادة المظلمة مثل هذا الدرع إذا كانت موجودة بالفعل). على متن لدي تكهنات حول إمكانية تصنيع نطاق بلانك المادة الخارقة من 10 ^-34 متر (حيث تصبح الآثار الكم هامة للالجاذبية)، والتي يمكن أن تعمل المرآة لgravitons. الاحتمال الآخر هو تشغيل ليزر الجاذبية بناءً على مبدأ ليزر الإلكترون الحر بدون تجاويف.

تذكر ، أردت أن أكتب على السبورة ما قد يعتقده الفيزيائي الجيد ، الذي تم سحبه من مختبر الدولة ، عندما يواجه موقفًا من فيلم. هذه أشياء "مقبولة بشكل عام" أكثر مقارنة بما توصلت إليه شخصيًا للسفر بين النجوم. ولكن هذا لأن نظريتي تعتمد على أفكاري الأخرى حول عمل الفيزياء الأساسية ، والتي لم تصبح مقبولة بعد بشكل عام في المجتمع المادي.

ما هي النظرية الصحيحة للسفر بين النجوم؟ لا اعرف. سأكون مندهشا للغاية إذا كانت النظرية الرئيسية التي اخترعتها للفيلم ، أو النظرية على اللوحة صحيحة. لكن من يعلم؟ بالطبع ، سيكون من المفيد جدًا إذا طار إلينا الأجانب في سفن الفضاء ليبينوا لنا أن الرحلات بين النجوم ممكنة.

ما هو هدفك على وجه الأرض؟

إذا ظهر الأجانب على الأرض ، فسيكون أحد الأسئلة الواضحة هو: لماذا أنت هنا؟ ما هو هدفك؟ الشخصيات في الفيلم تتحدث كثيرا عن هذا. وعندما كنا أنا وكريستوفر في المجموعة ، طُلب منا إعداد قائمة بالإجابات المحتملة ، والتي يمكن وضعها على لوحة أو على جهاز لوحي. إليك ما توصلنا إليه:

• الاستعمار.
• التعدين.
• التجارة.
• العمل الخيري.
• الكرازة.
• السياحة.
• الفتح والتوسع.
• علم الحيوان والإثنولوجيا والجيولوجيا.
• توسيع شبكة الرسائل بين النجوم.
• رسم خرائط الكون.
• الفضول.
• التدريب.
• اختبار التكنولوجيا.
• البحث عن اللجوء.
• حادث.
• تقاليد طقسية.
• شيء غير مفهوم للناس.
• بهذه الطريقة.

لقد أشرت بالفعل إلى أن مبدأ الغرض نفسه يرتبط ارتباطًا وثيقًا بالسياقات الثقافية وغيرها. من المثير للاهتمام ، عند تجميع مثل هذه القائمة في لحظات تاريخية مختلفة ، سيضع الناس نقاطًا مختلفة فيها. من المثير للاهتمام أيضًا الأهداف التي يمكن أن يسعى إليها الذكاء الاصطناعي والبشر في المستقبل. قد أكون متشائمًا للغاية ، ولكن يبدو لي أنه بالنسبة إلى الأشخاص المستقبليين ، والذكاء الاصطناعي والأجانب ، فإن الإجابة على هذا السؤال ستكمن في عالم الاحتمالات الحسابي - الذي لا توجد لدينا اليوم كلمات ومفاهيم.

والآن أصبح فيلمًا.

اتضح أن السينما جيدة ، والمراجعات المبكرة مشجعة. من المثير للاهتمام أن نرى مثل هذه الأشياء فيه (وكود كريستوفر):

Are we studying them, or are they studying us? #Arrival opens on Friday! Get tickets and showtimes: https://t.co/gTowHgbXdv #WhyAreTheyHere pic.twitter.com/m4j2vkC1U4
— Regal Cinemas (@RegalMovies) November 8, 2016

حفزته كان من المثير للاهتمام المشاركة في إنشائه. بدأت أفهم بشكل أفضل ما يتضمنه إنشاء كل تلك الأفلام التي أشاهدها وما يستحق الجمع بين العلم والخيال المثير. كما بدأت بطرح أسئلة علمية لم أتوصل بها من قبل - تتعلق بكل الأشياء التي تهمني.

لا يسعني إلا التفكير في ما سيحدث إذا وصل الأجانب بالفعل إلى الأرض. أود أن أعتقد أنه من خلال المشاركة في إنشاء "الوصول" فأنا أكثر استعدادًا لذلك. وبالطبع ، إذا كانت سفنهم تشبه أحجار سلتيك عملاقة ، فلدينا بالفعل رمز لغة Wolfram جيد لهذا.

كيف يمكن أن تعمل سفينة الفضاء الغريبة؟