全球首个AI宇宙模拟器掌握了它本不应知道的事情

A newly discovered planet-like object, dubbed "Sedna" is seen in this artist's concept released by NASA March 26, 2014. Astronomers have found a small icy body far beyond Pluto and the Kuiper Belt, a discovery that calls into question exactly what was going on during the early days of the solar system. REUTERS/NASA/JPL-Caltech/Handout via Reuters (OUTER SPACE - Tags: SCIENCE TECHNOLOGY) ATTENTION EDITORS - THIS PICTURE WAS PROVIDED BY A THIRD PARTY. REUTERS IS UNABLE TO INDEPENDENTLY VERIFY THE AUTHENTICITY, CONTENT, LOCATION OR DATE OF THIS IMAGE. THIS PICTURE IS DISTRIBUTED EXACTLY AS RECEIVED BY REUTERS, AS A SERVICE TO CLIENTS. FOR EDITORIAL USE ONLY. NOT FOR SALE FOR MARKETING OR ADVERTISING CAMPAIGNS - GM1EA3R08RF01
"It’s like teaching image recognition software with lots of pictures of cats and dogs, but then it’s able to recognize elephants."Image: REUTERS/NASA/JPL
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伟大的谜团

既然我们无法穿越回数十亿年前的时光——至少目前还不行——了解宇宙演化过程的最佳方式之一,就是利用我们已知的信息,创建计算机模拟该过程的模拟。

大多数此类模拟可分为两类:速度慢但更精确,或速度快但精确度较低。如今,一支国际研究团队已构建了一种AI,能够快速生成高精度的宇宙三维模拟,即使研究人员调整了该系统训练时未涉及的参数。

“这就像用大量猫和狗的图片训练图像识别软件,但它随后却能识别出大象,”研究人员Shirley Ho在一份新闻稿中表示。“没人知道它是如何做到的,这是一个有待解开的伟大谜团。”

高速系统

科学家们在一项研究中详细介绍了他们如何创建这一宇宙模拟器,并将其命名为深度密度位移模型(D3M),该研究发表于期刊《美国国家科学院院刊》。

研究目标是教会D3M如何模拟引力塑造宇宙的方式。为此,研究人员首先向该系统输入了8,000个不同的、以引力为核心的模拟数据,这些数据由一个高精度的现有宇宙模拟器生成。

该现有系统创建一个模拟需要300个计算小时,但在对这些数据进行训练后,D3M仅用30毫秒便能生成其自身的模拟,模拟对象为一个边长6亿光年的立方体宇宙。这些模拟比现有“快速”系统的模拟更为精确,而后者创建一个模拟需要几分钟时间。

知识空白

但速度并非D3M最引人注目之处。

更引人注目的是,即使研究人员更改了训练数据中未包含的参数,它仍能准确模拟宇宙可能呈现的样貌。例如,研究人员可以调整其模拟宇宙中暗物质的比例,而D3M能够准确模拟该宇宙的演化。暗物质。

这一奇特现象不仅有助于Ho等物理学家更好地理解宇宙演化,还有可能帮助计算机科学家更好地理解AI。

Ho在该新闻稿中表示:“我们可以成为机器学习者的一个有趣实验场,用来探究该模型为何推断得如此出色,以及为何它能推断出大象,而不只是识别猫和狗。”“这是科学与深度学习之间的双向通道。”

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