AI-Descartes от IBM переоткрыл третий закон Кеплера и уравнение адсорбции Ленгмюра

Согласно статье, опубликованной в Nature Communication, ИИ AI-Descartes заново «открыл» третий закон Кеплера, вывел уравнение адсорбции газов твердыми поверхностями Ленгмюра, и предложил хорошее приближение формулы замедления времени при высоких скоростях в рамках специальной теории относительности (СТО) Эйнштейна.

Основным методом, используемым AI-Descartes, является символьная регрессия, заключающаяся в поиске математических выражений, которые наилучшим образом соответствуют наблюдаемым данным, путем случайного комбинирования операторов (+, -, ×, ÷, квадратный корень, логарифм, экспонента), констант и других «блоков», при этом выражение не должно быть слишком сложным. Однако символьная регрессия имеет ограничения, поскольку не все математические выражения, соответствующие данным, имеют научный смысл.

Для решения этой проблемы разработчики объединили символьную регрессию с автоматизированными инструментами аргументации. Символьная регрессия проводилась методом смешанно-целочисленного нелинейного программирования (MINLP), а в качестве инструмента аргументации была выбрана система KeYmaera X, способная к дедукции, алгебраическим или компьютерно-алгебраическим рассуждениям.

KeYmaera X предоставляла формальное доказательство выводимости полученных математических формул из набора известных аксиом или доказывала, что они противоречат друг другу. Если математическое выражение не было выводимо, система оценивала, насколько оно близко к выводимой формуле.

Для каждой символьной модели система определяла «расстояние» между сгенерированным выражением и наблюдаемыми данными, а также между выражением и теоретическими предпосылками. Если модель не могла быть выведена из набора аксиом, то система аргументации делала вывод, что необходимо получить дополнительные данные либо добавить ограничения. Мера ошибки позволяла очертить круг моделей, которые могли представлять наибольший интерес для дальнейшей проверки.

Таким образом, подход, реализуемый в AI-Descartes, отличается от традиционного научного подхода. ИИ строит из эмпирических данных гипотезы и сверяет их с теорией, вместо того чтобы из общей теории выводить гипотезы и проверять их на эмпирических данных.

Ранее LIVE24 сообщало, что Киев не хочет соперничать с Москвой и Минском.