Як ШІ ўсё зменіць. Меркаванне фізіка з 2% самых цытаваных навукоўцаў свету

ШІ ўжо здольны рабіць навуковыя адкрыцці?

Да тэмпу, з якім ШІ асвойвае новыя напрамкі разумовай дзейнасці, складана прызвычаіцца. Некаторыя з гэтых напрамкаў пакуль здаюцца, хутчэй, кур’ёзамі — напрыклад, здольнасць гуляць у «Мафію», паспяхова падманваючы і пераконваючы ў сваёй праўдзе іншых гульцоў.

Куды эфектней выглядаюць навіны пра поспехі ШІ ў навуковай галіне. 22 верасня на сайце Карнельскага ўніверсітэта з’явіўся прэпрынт з апісаннем новага спосабу ацэнкі матэматычных здольнасцяў LLM. Стваральнікі, прафесар Моран Фельдман з універсітэта Хайфы (Ізраіль) і кіраўнік даследаванняў у Cisco Foundation AI Амін Карбасі, назвалі яго «тэстам Гёдэля» — у гонар аўстрыйскага логіка і матэматыка Курта Гёдэля. Сутнасць тэсту Гёдэля заключаецца ў тым, што ШІ прапануюць вырашаць не вядомыя задачы, вырашаныя матэматыкамі, а новыя, хай і досыць простыя. Фактычна LLM прапанавана самастойна фармуляваць новыя ідэі і пацвярджаць іх — то бок здзяйсняць тое, што ў штодзённым жыцці называюць «адкрыццямі».

Для эксперыменту з GPT-5 аўтары выбралі пяць свежых задач у галіне камбінатарнай аптымізацыі. Для трох з іх LLM прапанавала рашэнні, якія навукоўцы ацанілі як «амаль правільныя»: ключавая ідэя ў іх супала з патрэбнай для рашэння, але давесці абгрунтаванне да ўзроўню поўнага, правяральнага доказу ШІ не змог. З дзвюма астатнімі задачамі GPT-5 не справіўся.

Думка пра тое, што ШІ пачне займацца навукай як сапраўдны суб’ект-навуковец, здольны да здзяйснення адкрыццяў, зусім не здаецца фантастычнай і стваральнікам LLM. Праз пару дзён пасля публікацыі прэпрынта Фельдмана і Карбасі генеральны дырэктар OpenAI Сэм Альтман у інтэрв’ю для Axel Springer Global Reporters прапанаваў новы крытэрый для AGI (Artifical General Intelligence — ШІ, магчымасці якога будуць адпавядаць чалавечым практычна ва ўсіх кагнітыўных задачах або перавысяць іх). На думку Альтмана, ШІ (напрыклад, GPT-8) можна будзе лічыць AGI, калі ён вырашыць праблему квантавай гравітацыі і зможа расказаць чалавеку, як ён гэта зрабіў. Дарэчы, з’яўлення паўнавартаснага AGI Альтман чакае ўжо да 2030 года.

Як лічыць Альтман, рашэнне праблемы квантавай гравітацыі будзе супастаўна са стварэннем агульнай тэорыяй адноснасці Альберта Эйнштэйна — «адной з самых прыгожых рэчаў, якія калі-небудзь прыдумала чалавецтва». З ідэяй Альтмана, што рашэнне праблемы квантавай гравітацыі можа стаць «канчатковым тэстам на AGI», пагадзіўся і яго суразмоўца, брытанска-ізраільскі фізік-тэарэтык, піянер квантавых вылічэнняў Дэвід Дойч.

Месца ШІ ў сучаснай навуцы

Як ШІ ўжо выкарыстоўваюць у сваёй працы сучасныя даследчыкі? Ці зможа ён у агляднай будучыні займацца навукай нараўне з людзьмі-навукоўцамі ці нават пераўзысці іх? Ці зводзіцца роля навукоўцаў да складання промптаў для ШІ? Спыталі пра гэта ў беларускага навукоўца-фізіка з фінскага ўніверсітэта Аалто, які па выніках 2024 года ў рэйтынгу Стэнфардскага ўніверсітэта і выдавецтва Elseiver трапіў у два працэнты самых цытаваных навукоўцаў свету.

— Давайце меркаваць, што ШІ сапраўды навучыцца даказваць хай не складаныя, але нявырашаныя матэматычныя гіпотэзы. Ці азначае гэта, што ён здольны самастойна займацца навукай? Ці гэта занадта вузкі крытэрый?

• назіранне;
• пастаноўку праблемы;
• фармуляванне гіпотэзы;
• эксперыментальныя даследаванні;
• аналіз дадзеных і пабудову тэорыі на іх аснове.

Напрыклад, людзі спрадвеку бачылі і назіралі вясёлку на небе. Відавочна, што ў нейкі момант людзі захацелі даведацца, чаму вясёлкі з’яўляюцца на небе і чаму заўсёды насупраць сонца (пастаноўка праблемы). Больш за тысячу гадоў таму на Блізкім Усходзе з’явілася гіпотэза, паводле якой вясёлка з’яўляецца ў выніку пераламлення святла ад сонца ў кропельках вады ў атмасферы. У сярэднявеччы Дэкарт і Ньютан правялі эксперыментальныя даследаванні, якія даказвалі прыроду вясёлкі, і пабудавалі адпаведную тэорыю.

Тэст Гёдэля ўключае ў сябе толькі ацэнку двух з пяці навыкаў (фармуляванне гіпотэзы і аналіз дадзеных з наступнай тэорыяй).

Якія наогул этапы навуковага метаду цяпер ШІ можа вырашаць? Давайце па парадку. Возьмем для прыкладу ўсё яшчэ недаследаваную галіну: шаравыя маланкі.

Фізікі прапануюць мноства розных тэарэтычных мадэляў аб прыродзе шаравых маланак, але пакуль няма эксперыментальных дадзеных, якія пацвярджаюць тую ці іншую мадэль. ШІ пакуль не здольны займацца назіраннямі або тым больш доследамі па стварэнні шаравых маланак. Для гэтага яго трэба падключыць да «жалеза», напрыклад, аб’яднаць з высокатэхналагічным робатам. Такое рашэнне дазволіла б замяніць навукоўцаў, але робататэхніка яшчэ досыць далёкая ад такіх складаных маніпуляцый.

А вось пастаноўка праблемы, прапанова гіпотэзы і пабудова тэорыі для ШІ — не такая ўжо і непасільная задача. Ужо зараз ШІ у той ці іншай ступені можа спраўляцца з такімі задачамі. І я зусім не здзіўлюся, калі ў наступныя гадоў пяць ён дагоніць навукоўцаў на гэтых напрамках.

Прыклад з майго асабістага досведу выкладання: ШІ зараз выдатна спраўляецца з пастаноўкай задач для студэнтаў бакалаўраў. Ён ужо можа складаць і правільна вырашаць нескладаныя задачы, якіх раней ніхто не складаў і якіх няма ў адкрытым доступе.

— ШІ можа паскорыць развіццё навукі? З яго дапамогай можа адбыцца нейкі рывок накшталт навукова-тэхнічнай рэвалюцыі сярэдзіны XX стагоддзя? Можа быць, менавіта ШІ завядзе нас у тую самую тэхналагічную сінгулярнасць, прадказаную фон Нейманам?

— Я лічу, што моцна паскорыць. Прычым хутчэй будуць з’яўляцца не толькі навуковыя адкрыцці, але (асабліва) новыя спосабы іх прымянення, якія будуць з’яўляцца яшчэ хутчэй. Тэхналогіі будуць нас здзіўляць усё больш і больш.

Я б цалкам дапусціў магчымасць тэхналагічнай сінгулярнасці.

Паміж двух агнёў

— Як вы думаеце, ШІ-асістэнты на аснове LLM у агляднай будучыні змогуць займацца навукай нараўне з людзьмі-навукоўцамі? Ці, можа быць, нават пераўзыдуць іх?

— Думаю, так. У прыкладной фізіцы, нешта падобнае ўжо здарылася раней. Цяперашняе камп’ютарнае мадэляванне можа лёгка вырашаць тыя задачы, якія навукоўцы без дапамогі камп’ютэраў тэарэтычна вырашыць не могуць. Як вынік, зараз камп’ютарнае мадэляванне актыўна выкарыстоўваецца навукоўцамі, у тым ліку для стварэння гіпотэз і збору дадзеных.

— А развіццё ШІ-тэхналогій можа паменшыць у бліжэйшай будучыні попыт, напрыклад, на спецыялістаў у галіне фундаментальнай фізікі? Вы не бачыце ў ШІ пагрозы для навукоўцаў, якіх пачнуць падмяняць больш згаворлівымі і бюджэтнымі «штучнымі навуковымі супрацоўнікамі»?

— Хутчэй, не. Як я раней ужо адзначаў, навуковыя даследаванні звычайна ўключаюць пяць асобных кампанентаў. І поўнае іх пакрыццё сіламі ШІ будзе магчыма не хутка. Прынамсі, да гэтага моманту можа знікнуць мноства іншых прафесій.

На цяперашнім этапе развіцця ШІ тэхналогій поўнага выцяснення людзей-навукоўцаў з навукі я не прадбачу. Хутчэй за ўсё, навукоўцы будуць актыўна выкарыстоўваць ШІ для стварэння тэорый і правядзення навуковых даследаванняў. Але калі і як толькі з’явіцца першы сапраўдны штучны звышінтэлект (superintelligence), усё можа хутка змяніцца.

— Ці можа ў рэшце рэшт роля навукоўцаў звесціся да карэктнай пастаноўкі задач-промптаў для ШІ? Быццам бы ў фізіцы гэта складаней, чым у матэматыцы, бо тут ёсць неабходнасць у практычных эксперыментах. Але, дапусцім, у тэарэтычнай фізіцы можа такое здарыцца?

— Звесціся да пастаноўкі промптаў — занадта смела сказана. Я б сказаў, што карэктная пастаноўка промптаў будзе важным навыкам навукоўцаў, але далёка не адзіным.

Тэарэтычная фізіка ўсё ж прывязана да з’яў, якія правяраюцца эксперыментамі або назіраннямі, што і адрознівае яе ад матэматыкі. Таму замены нават фізікаў-тэарэтыкаў штучным інтэлектам у бліжэйшай будучыні не прадбачыцца.

— Якім чынам вы, як навуковец, успрымаеце ШІ-асістэнтаў на іх сучасным этапе развіцця? Бачыце ў іх карысны інструмент? Ці ад іх зыходзіць нейкая пагроза для людзей вашай прафесіі?

— Я ўспрымаю іх вельмі станоўча. Гэта вельмі карысны інструмент ужо зараз, хаця многія навукоўцы гэтага яшчэ не ўсвядомілі. Ужо ў наш час ШІ можна выкарыстоўваць (з той ці іншай верагоднасцю поспеху) для:

• агляду літаратуры;
• мазгавога штурму з мэтай генерацыі новых ідэй;
• больш эфектыўнага вывучэння прадметаў або канкрэтных топікаў;
• праверкі ўласных тэорый і вылічэнняў;
• тэхнічнай дапамогі з мовамі праграмавання;
• карэкціроўкі навуковых тэкстаў.

Я думаю, гэты спіс будзе з часам расці.

Канечне, пагроза з боку ШІ для людзей маёй прафесіі таксама ёсць. Тыя навукоўцы, якія не адаптуюцца да існавання ШІ, могуць апынуцца ў будучыні ў няроўных умовах з астатнімі.

Існуе пагроза і з іншага боку. Тых навукоўцаў, якія ў сваёй працы будуць занадта шмат спадзявацца на ШІ замест таго, каб самім удасканальвацца з яго дапамогай, могуць хутка замяніць на той жа ШІ.