Млечный Путь, 2016 № 02 (17)

Фантасты не любят указывать время действия (разве что туманно: «В XXI веке»), что, однако, не делает их прогнозы менее точными. Прогностическая фантастика правильно предсказывает будущие открытия и изобретения, и каждый год сбывается то или иное предсказание, сделанное много лет назад. Жизнь сама устанавливает сроки. В нынешнем году список сбывшихся фантастических прогнозов существенно пополнился.

«Машина открытий» Альтова приходит в реальность

На сайте «Компьютерры» опубликована заметка Михаила Ваннаха — о предсказании писателя-фантаста, которое становится реальностью в наши дни. http://www.computerra.ru/150203/mashina-otkrytiy-altova-prikhodit-v/.

В 1964 году, более чем полвека назад, отечественный автор Генрих Альтов (он же теоретик изобретательства Генрих Альтшуллер) опубликовал в сборнике «Формула невозможного» маленький рассказ «Машина открытий». В нем описывалась вычислительная машина, непосредственно занимающаяся научной деятельностью. В духе эпохи космической романтики машина эта размещалась на поверхности Ганимеда, политкорректного спутника Юпитера. Но дальше все было очень серьезно.

Цитата из научно-фантастического очерка Генриха Альтова «Машина открытий»:

«Эта машина, в сущности, представляет собой кибернетический аналог целой отрасли науки, скажем, физики. Надо добавить: физики будущего. Оснащенная мощнейшим исследовательским оборудованием, не разделенная ведомственными и иными барьерами, способная к молниеносному обмену информации, лишенная присущей человеку инерции мышления и работающая круглосуточно, машина эта приобретает новое качество — динамичность. Путь, которой физика проходит за десятилетия, Машина Открытий пройдет в течение нескольких часов или дней.

Работать Машина Открытий будет так.

Главный электронный центр (назовем его “Мозг” — так проще) получит задание с указанием направления и желаемых результатов (например: исследовать явления при температурах, близких к абсолютному нулю, собрать новые данные о строении вещества и найти практически пригодные способы хранения энергии без потерь). “Мозг” выработает программу первого цикла исследований. Характерная особенность Машины Открытий состоит в том, что она работает по единой программе. Поэтому Машина Открытий сможет одновременно ставить большое число разных вариантов одного опыта. При таких условиях цикл исследования — от имеющегося уровня знаний до первого следующего открытия — будет весьма непродолжительным. Машина сделает новое открытие и на этой основе (тут очень важный момент в цепи наших рассуждений!) сама скорректирует программу исследований: повернет исследования в наиболее интересном, неожиданном направлении. Второй цикл пойдет по программе, которую человек, не зная сделанного в первом цикле открытия, мог бы и не предусмотреть».

А сейчас самообучающийся искусственный интеллект пришел в физический эксперимент. Обэтомрассказываетжурнал «Nature» встатье «Fast machine-learning online optimization of ultra-cold-atom experiments» (http://www.nature.com/articles/srep25890).

Использованы возможности самообучающегося искусственного интеллекта были в одной из популярных задач квантовой физики — получении больших объемов конденсата Бозе-Эйнштейна. Это не антигравитация, как в рассказе Альтова, но, пожалуй, вещь еще более фантастичная и не укладывающаяся в обыденное сознание.

Конденсат Бозе-Эйнштейна — макроскопический объект, ведущий себя по законам квантовой механики. Его приличные дозы в высшей степени полезны для решения некоторых сугубо инженерных задач, например, создания высокоточных инерциальных систем, прежде всего военного назначения (популярные в настоящее время GPS/ГЛОНАСС уязвимы средствами РЭБ, и полностью потеряют работоспособность в случае уничтожения спутниковой группировки). Ну и для научных работ конденсат Бозе-Эйнштейна крайне необходим.

Получают конденсат Бозе-Эйнштейна низкотемпературным испарением, снижающим температуру ансамбля атомов. Бойкий и шустрый, вносящий беспокойство в коллектив атом улетает, делая остальные частички менее подвижными и всю их совокупность — более холодной. Звучит просто — еще древние египтяне производили лед для охлаждения фараонова пива путем испарения воды из каменных корыт — только вот реализовать такое производство на квантовом уровне и с высоким выходом крайне сложно. Традиционные классические модели тут к оптимизации не применишь.

И поэтому задачу поручили самообучающейся машине, использующей некий гибрид из генетических и градиентных методов. Именно она управляла процессами лазерного и радиочастотного охлаждения ансамбля атомов рубидия. Управляла, выбирая оптимальные параметры для крайне сложного процесса.

И результаты, которые были получены, рассматриваются проводившими исследование учеными как в высшей степени перспективными. Мы наблюдали первый детский крик кремниевого ученого, планирующего эксперименты.

К звездам!