Setelah mengajarkan trik AI yang digunakan fisikawan untuk memahami dunia nyata, mesin yang sangat kuat
Ada sebuah kisah terkenal tentang bagaimana Galileo mengamati ayunan lampu di Katedral Miring Pisa, dan mengukurnya sehubungan dengan denyut nadinya. Dia sampai pada kesimpulan bahwa periode adalah konstan dan tidak tergantung pada amplitudo.
Galileo menyarankan bahwa pendulum dapat mengontrol jam, dan kemudian mengembangkan perangkat yang serupa, meskipun
Huygens membangun jam pertama dari jenis ini 15 tahun setelah kematian Galileo.
Membuat penemuan, jenius Galileo mengabaikan semua detail tidak menyenangkan yang dapat diperhitungkan - hambatan udara, suhu, cahaya yang berkedip, kebisingan, orang lain, dll. Dia mempertimbangkan model paling sederhana dari lampu ayun, hanya menggunakan periodenya, berkonsentrasi pada fitur yang paling terlihat.
Banyak sejarawan percaya bahwa pendekatan Galileo mewakili tahap paling awal dalam evolusi metode ilmiah - proses yang memberi kita penerbangan, teori kuantum, komputer elektronik, Relativitas Umum, dan kecerdasan buatan.
Dalam beberapa tahun terakhir, sistem AI telah mulai menemukan pola yang menarik dalam data dan bahkan secara independen mendapatkan hukum fisika tertentu. Tetapi dalam kasus-kasus ini, AI selalu mempelajari serangkaian data tertentu yang diisolasi dari gangguan dunia nyata. Kemampuan sistem AI ini jauh dari jangkauan kemampuan orang-orang seperti Galileo.
Ini menimbulkan pertanyaan yang menarik: apakah mungkin untuk mengembangkan sistem AI yang mengembangkan teori, seperti halnya Galileo, berkonsentrasi pada informasi yang diperlukan untuk menjelaskan berbagai aspek dunia yang dia amati?
Hari ini, berkat
karya Tylin Wu dan Max Tegmark dari MIT, kami tahu jawabannya. Mereka mengembangkan AI, meniru pendekatan Galileo dan beberapa trik lain yang telah dipelajari oleh fisikawan selama berabad-abad. Sistem Fisikawan AI mereka mampu menurunkan beberapa hukum fisika di dunia misterius, yang khusus diciptakan untuk mensimulasikan kompleksitas alam semesta kita.
Wu dan Tegmark mulai dengan mengidentifikasi kelemahan signifikan pada AI modern. Pada set data besar, mereka biasanya mencari teori terpadu yang mengatur seluruh set. Tetapi semakin besar dan semakin terfragmentasi set data menjadi, semakin sulit untuk dilakukan. Untuk AI saat ini, mustahil untuk mencari hukum fisika di katedral.
Untuk mengatasi masalah ini, fisikawan menggunakan berbagai metode berpikir yang menyederhanakan tugas. Yang pertama adalah mengembangkan teori yang menggambarkan sebagian kecil dari data. Hasilnya adalah beberapa teori yang menggambarkan berbagai aspek data - misalnya, mekanika kuantum, atau teori relativitas. Wu dan Tegmark mendesain AI Physicist agar menyerupai set data besar dengan metode yang sama.
Lain aturan dasar fisikawan adalah pisau cukur Occam, atau gagasan tentang keunggulan ide-ide sederhana. Oleh karena itu, fisikawan membuang teori yang membutuhkan pencipta yang menciptakan Alam Semesta atau Bumi: keberadaan pencipta menimbulkan serangkaian pertanyaan sendiri tentang sifat atau asal usulnya.
AI diketahui cenderung menghasilkan model yang terlalu rumit yang menggambarkan data di mana mereka dilatih. Oleh karena itu, Wu dan Tegmark juga melatih sistem untuk memilih teori yang lebih sederhana daripada yang kompleks. Mereka menggunakan ukuran kompleksitas yang sederhana berdasarkan pada jumlah informasi yang dicakup teori tersebut.
Trik fisikawan terkenal lainnya adalah mencari cara untuk menyatukan teori. Jika satu teori mampu mengatasi tugas dua, kemungkinan besar lebih baik. Ini mendorong fisikawan untuk mencari satu hukum yang mengatur segalanya (walaupun praktis tidak ada bukti nyata untuk keberadaan teori semacam itu).
Prinsip terakhir yang membantu fisikawan dalam penelitian mereka: jika sesuatu bekerja lebih awal, ia dapat bekerja dengan tugas di masa depan. Oleh karena itu, Fisikawan AI dari Wu dan Tegmark mengingat solusi yang diperoleh untuk masalah dan mencoba menerapkannya untuk tugas di masa depan.
Berbekal teknik ini, Wu dan Tegmark mengirim Fisikawan AI untuk bekerja. Mereka mengembangkan 40 dunia misterius yang diatur oleh hukum fisika, berubah dari satu tempat ke tempat lain. Di salah satu dunia ini, bola yang ditinggalkan dapat jatuh di bawah pengaruh gravitasi ke wilayah yang dikendalikan oleh potensi elektromagnetik, dan kemudian jatuh ke wilayah yang dikendalikan oleh potensi harmonik, dan sebagainya.
Wu dan Tegmark bertanya-tanya apakah Fisikawan AI mereka akan dapat memperoleh hukum fisika yang sesuai dengan hanya mempelajari gerakan bola. Mereka membandingkan perilaku Fisikawan AI dengan perilaku "fisikawan yang baru lahir" menggunakan pendekatan yang sama, tetapi tanpa peluang belajar, serta dengan karya jaringan saraf klasik.
Ternyata baik Fisikawan AI dan "fisikawan yang baru lahir" dapat memperoleh hukum yang benar. "Kedua entitas mampu memahami lebih dari 90% dari 40 dunia misterius," kata mereka.
Keuntungan utama dari Fisikawan AI atas "bayi baru lahir" adalah proses pembelajaran yang dipercepat dan kebutuhan akan kumpulan data yang lebih kecil. "Sepertinya seorang ilmuwan yang berpengalaman dapat memecahkan masalah baru lebih cepat dari seorang pemula, mengandalkan pengetahuan yang ada tentang masalah yang sama," kata Wu dan Tegmark.
Sistem mereka bekerja jauh lebih baik daripada jaringan saraf normal. "Fisikawan AI kami biasanya belajar lebih cepat dan menghasilkan kesalahan standar prediksi yang milyaran kali lebih kecil daripada jaringan saraf kerja langsung standar dengan kompleksitas yang sama," kata mereka.
Ini adalah karya mengesankan yang menunjukkan bahwa AI secara signifikan dapat mempengaruhi kemajuan ilmiah. Tentu saja, ujian nyata adalah membiarkan AI Fisikawan menjadi kenyataan, misalnya, memasukkannya ke Katedral Pisa, dan melihat apakah itu menampilkan prinsip aksi jam mekanis. Atau melemparkannya ke data kompleks lainnya, seperti data yang membingungkan para ekonom, ahli biologi, dan ahli iklim. Ini jelas tugas yang mudah untuk sistem seperti itu.
Dan jika karya Fisika AI berhasil, ahli sejarah sains akan dapat menganggapnya sebagai langkah pertama dalam era baru evolusi metode ilmiah dari zaman Galileo dan sesama manusia. Tidak ada yang tahu di mana dia bisa memimpin kita.