Per la prima volta la matematica ha adoperato l’intelligenza artificiale per articolare e risolvere dei nuovi teoremi algebrici e funzionali. Ovvero problemi mai concepiti dalla mente umana. Si apre una nuova era per il calcolo e la matematica pura?
Lo studio è stato sviluppato e portato a termine da ricercatori dell’Università di Oxford, dell’Università di Sydney in Australia. E da DeepMind, la compagnia specializzata in intelligenza artificiale partner di Google.
Dunque l’apprendimento automatico della AI può davvero contribuire allo sviluppo di nuove scoperte in matematica e in ambito scientifico. In pratica, abbiamo a disposizione la prima teoria matematica immaginata e risolta da un computer. Ed è un fatto epocale.
In tutto il mondo, in ogni contesto, i matematici hanno sfruttato, almeno fino ad oggi, i computer soltanto come strumenti di calcolo. E dunque non come alleati nello sviluppo di modelli o di procedimenti di risoluzione. Eppure il progresso dell’apprendimento automatico, attraverso le reti neurali artificiali di elaborazione, non facilita solo il calcolo di moli di dati gigantesche. In realtà offre anche sostegno per sviluppare nuove conoscenze matematiche.
La ricerca pubblicata su Nature è stata appunto sviluppata grazie a dei sistemi di intelligenza artificiale (IA) concepiti da Google. L’infrastruttura di riferimento è DeepMind, la stessa che oggi vince ogni partita a scacchi e che ha rivoluzionato la biologia con la risoluzione del protein folding.
Il team di ricerca australiano, in collaborazione con dei matematici della Oxford University, ha quindi utilizzato dei programmi di apprendimento automatico. Per far cosa? Per scoprire nuovi modelli che potrebbero aiutare lo sviluppo della teoria dei nodi e lo studio delle simmetrie.
Secondo il matematico Geordie Williamson, dell’Università di Sydney in Australia, lo studio dimostra che la matematica non può più limitarsi a sfruttare l’apprendimento automatico per supportare l’analisi di dati complessi. “Questa è la prima volta che sfruttiamo i computer per aiutarci a formulare congetture”, ha spiegato Williamson. “E l’AI ci ha suggerito possibili linee di attacco per idee non dimostrate in matematica“.
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Cosa hanno “immaginato” i chip neurali dell’AI? Tramite un nuovo modello di apprendimento supervisionato il computer ha individuato una relazione precedentemente sconosciuta tra due diversi tipi di nodi matematici, portando a un teorema completamente nuovo.
La ricerca non si conclude nel dominio della matematica pura. Prendendo in esame il problema dei polinomi di Kazhdan-Lusztig, l’intelligenza artificiale è stata in grado di sviluppare una congettura di simmetria algebrica.
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Calcolando le proprietà di milioni di nodi diversi, l’apprendimento automatico ha intuito connessioni matematiche (a detta dei ricercatori) sorprendenti. Utilissime per la biologia, la genetica e l’informatica. Per quanto riguarda le simmetrie, invece, studiate utilizzando grandi reti astratte che collegano migliaia di nodi, i ricercatori si sono serviti dei computer per scomporre i grafici in parti più piccole e più gestibili.
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