Мыльная пена, взбитые сливки, майонез — мы привыкли считать эти субстанции чем-то вроде застывшего хаоса. Ученые полагали, что пузырьки внутри пены ведут себя подобно частицам в стекле: занимают случайные, но по сути неподвижные позиции. Однако оказалось, что это совсем не так.
Используя компьютерное моделирование, специалисты Пенсильванского университета проследили за движением пузырьков во влажной пене. Выяснилось, что вместо того чтобы со временем замереть, пузырьки продолжают постоянно перемещаться, перебирая множество возможных конфигураций. При этом пена в целом сохраняет свою форму — парадокс, который традиционная физика объяснить не могла.
«Пена постоянно реорганизует себя, — говорит соавтор исследования, профессор химической и биомолекулярной инженерии Джон Крокер. — Поразительно, что пена и современные системы искусственного интеллекта, похоже, следуют одним и тем же математическим принципам».
Классическая теория представляла пузырьки как камни, которые скатываются в долину энергетического ландшафта: они движутся туда, где требуется меньше энергии, а затем остаются на месте. Однако реальные данные с этой картиной не совпадали. По словам Крокера, первые признаки расхождения появились еще двадцать лет назад, но подходящего математического языка для их описания тогда не существовало.
Решение пришло из неожиданной области — машинного обучения. Современные нейросети обучаются, постоянно корректируя свои параметры, не останавливаясь на единственном «идеальном» решении. Более того, разработчики ИИ обнаружили, что слишком точная подгонка под обучающие данные делает систему хрупкой. Гораздо лучше работают модели, которые остаются в «плоских» областях пространства решений, где одинаково хороши разные конфигурации.
Источник: hi-tech.mail.ru