【翻譯】AI哥白尼“發(fā)現(xiàn)”地球在圍繞太陽轉(zhuǎn)動(dòng)

在家學(xué)習(xí)效率低下羽杰,而且懶得學(xué)習(xí)的時(shí)候就總想找借口做點(diǎn)別的……之前是よゐこ的翻譯逾滥,現(xiàn)在時(shí)間不多了所以做點(diǎn)"省事兒"的……

正好最近看到了這篇文章,覺得挺有意思继效,所以就翻譯過來好了熟丸。(其實(shí)沒什么翻譯的必要训措,因?yàn)楝F(xiàn)在谷歌翻譯真的翻譯得挺好的……)

不是相關(guān)人士,翻譯質(zhì)量無法保證虑啤,有誤歡迎指正隙弛。斜體是我自己加進(jìn)去方便理解的架馋。

原文:doi: 10.1038/d41586-019-03332-7

AI哥白尼“發(fā)現(xiàn)”地球在圍繞太陽轉(zhuǎn)動(dòng)

自學(xué)物理定律的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以幫忙解決量子力學(xué)問題狞山。


物理學(xué)家設(shè)計(jì)了一款人工智能,其宛如天文學(xué)家哥白尼一般叉寂,意識到太陽一定位于太陽系中心這一事實(shí)萍启。圖片來源:NASA/JPL/SPL

天文學(xué)家們用了幾個(gè)世紀(jì)的時(shí)間才發(fā)現(xiàn)太陽是太陽系的中心。然而現(xiàn)在類腦機(jī)器學(xué)習(xí)算法(a machine-learning algorithm inspired by the brain)通過分析地球上觀測到的太陽與火星的運(yùn)動(dòng)就可以得出這一結(jié)論屏鳍。且這一壯舉只是測試的第一步勘纯,研究員希望可以利用這項(xiàng)技術(shù)分析大數(shù)據(jù)集并找出相應(yīng)模式,進(jìn)而發(fā)現(xiàn)物理學(xué)新定律钓瞭,或許還可以重新制定量子力學(xué)驳遵。結(jié)果將發(fā)表在《物理評論快報(bào)》1(Physical Review Letters)中。

蘇黎世(Zurich)瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院(ETH)的物理學(xué)家雷納托·雷納(Renato Renner)及其合作者想設(shè)計(jì)的是:模仿物理學(xué)家總結(jié)簡潔公式(如E = mc^2)的方法山涡,將大數(shù)據(jù)集精簡為幾個(gè)基本公式的算法堤结。為此,研究員們需要設(shè)計(jì)一種新型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)鸭丛,借鑒腦神經(jīng)結(jié)構(gòu)的機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)(就是深度學(xué)習(xí)的系統(tǒng)吧)竞穷。

常規(guī)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過大量數(shù)據(jù)集的訓(xùn)練來學(xué)習(xí)認(rèn)識物體(比如圖像或聲音)。它們可以發(fā)現(xiàn)一些普遍的特征鳞溉,例如說瘾带,可能會(huì)通過"四條腿"和"尖耳朵"來識別貓貓;然后在數(shù)學(xué)"節(jié)點(diǎn)"(類似神經(jīng)元的人造物)中對這些特征進(jìn)行編碼熟菲。但是這些神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不會(huì)像物理學(xué)家那樣將信息簡化成一些簡單易懂的定律看政,而是像黑匣子一樣,以一種難以預(yù)測和解釋的方式在成千上萬甚至上百萬的節(jié)點(diǎn)中傳播獲取到的信息抄罕。

因此雷納的團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種"切除了腦白質(zhì)"的神經(jīng)系統(tǒng):兩個(gè)子網(wǎng)絡(luò)僅通過少數(shù)鏈接進(jìn)行連接允蚣。第一條子網(wǎng)是常規(guī)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),通過數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)贞绵,第二條子網(wǎng)利用其"經(jīng)驗(yàn)"來做出新的預(yù)測并測試厉萝。因?yàn)閮蓷l網(wǎng)絡(luò)中的鏈接非常少,第一條子網(wǎng)不得不壓縮其信息進(jìn)行傳播。雷納將這種形式類比為授課谴垫。

(腦白質(zhì)切除術(shù)(lobotomy)是一種神經(jīng)外科手術(shù)章母,包括切除前額葉皮質(zhì)的連接組織。主要于1930年代到1950年代用來醫(yī)治一些精神病翩剪,手術(shù)對象在經(jīng)過手術(shù)后往往喪失精神沖動(dòng)乳怎,表現(xiàn)出類似癡呆、弱智的跡象前弯。隨著后來藥物治療的發(fā)展和其他更精確腦外科手術(shù)的發(fā)展蚪缀,腦白質(zhì)切除術(shù)在20世紀(jì)70年代以后逐漸被拋棄。
總結(jié)自腦白質(zhì)切除術(shù)中文維基

行星的位置

最初測試的一個(gè)內(nèi)容就是為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提供在地球上觀測時(shí)恕出,火星和太陽在天空中的模擬運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)询枚。以地球?yàn)橐朁c(diǎn)時(shí),火星的太陽軌道是很古怪的浙巫,比如它會(huì)周期性地反轉(zhuǎn)方向后退金蜀。幾個(gè)世紀(jì)以來,天文學(xué)家們都認(rèn)為地球是宇宙的中心的畴,認(rèn)為火星是在本輪上做小半徑的運(yùn)動(dòng)渊抄,并以此來解釋火星的這一運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象。但在16世紀(jì)丧裁,尼古拉·哥白尼(Nicolaus Copernicus)發(fā)現(xiàn)假如地球和其他行星都圍繞太陽運(yùn)動(dòng)护桦,就可以用一套更為簡單的公式來預(yù)測火星的這種運(yùn)動(dòng)。

(本輪是地心說的一個(gè)概念煎娇,行星在本輪小圓上運(yùn)動(dòng)二庵,本輪本身也在繞著均輪大圓運(yùn)動(dòng)⊙疯耄可以參考下圖眨猎。)


感覺這個(gè)圖表現(xiàn)得挺清楚的。圖片來源:均輪和本輪維基頁面

加拿大多倫多大學(xué)一位致力于將人工智能應(yīng)用于科學(xué)發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域的物理學(xué)家馬里奧·克倫(Mario Krenn)表示:該團(tuán)隊(duì)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)針對火星軌道提出了哥白尼式的公式强经,重新發(fā)現(xiàn)了"科學(xué)史上最重要的范式轉(zhuǎn)變之一"睡陪。

(范式:paradigm,/?p?r?da?m/匿情。在科學(xué)和哲學(xué)中兰迫,范式是一組不同的概念或思維模式,包括構(gòu)成一個(gè)領(lǐng)域合理貢獻(xiàn)的理論炬称,研究方法汁果,假設(shè)和標(biāo)準(zhǔn)(a distinct set of concepts or thought patterns, including theories, research methods, postulates, and standards for what constitutes legitimate contributions to a field.)。英文部分來自paradigm英文維基百科玲躯。)

雷納強(qiáng)調(diào)据德,盡管算法推導(dǎo)出了公式鳄乏,但是仍需要人類來解釋這些方程以及理解他們?nèi)绾魏托行堑睦@日運(yùn)動(dòng)相聯(lián)系。

紐約市哥倫比亞大學(xué)的機(jī)器人學(xué)家霍德·利普森(Hod Lipson)指出:由人來做的這項(xiàng)工作能夠挑選出描述物理系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)棘利,因此是非常重要的橱野。他還提到"我認(rèn)為,如今物理學(xué)和其他領(lǐng)域的現(xiàn)象日益復(fù)雜善玫,這種技術(shù)是我們理解和跟上其步伐的唯一希望水援。"

雷納和他的團(tuán)隊(duì)希望開發(fā)機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù),以幫助物理學(xué)家們解決量子力學(xué)中的明顯矛盾茅郎。該理論似乎會(huì)對實(shí)驗(yàn)的結(jié)果以及遵守定律的觀測者的觀測方式產(chǎn)生矛盾的預(yù)測2蜗元。

(不過文章還沒看,所以這句話譯得很詭異系冗。)

雷納提到奕扣,"量子力學(xué)目前的形式可能只是歷史進(jìn)程中的一個(gè)人工產(chǎn)品"。他補(bǔ)充道毕谴,如果是電腦得出的結(jié)論就不會(huì)出現(xiàn)這種矛盾成畦,但是團(tuán)隊(duì)最新的技術(shù)仍不夠完善。為了向這個(gè)目標(biāo)邁進(jìn)涝开,他和合作者們正在努力開發(fā)一版不僅可以從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí),也可以設(shè)計(jì)新實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)其假設(shè)的神經(jīng)系統(tǒng)框仔。

參考文獻(xiàn):

1.Iten, R., Metger, T., Wilming, H., del Rio, L. & Renner, R. Phys. Rev. Lett. (in the press).

2.Frauchiger, D. & Renner, R. Nature Commun. 9, 3711 (2018).(https://doi.org/10.1038%2Fs41467-018-05739-8)

覺得這篇文章比較有趣有很多方面的原因舀武,物理學(xué)的前進(jìn)方法,人工智能的發(fā)展离斩,等等银舱。

而且感覺也沒多"省事兒"2333333,和視頻翻譯一樣費(fèi)時(shí)間( ̄? ̄)當(dāng)然了跛梗,主要是個(gè)人能力比較低的問題……

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