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“最大的障碍来自物理学界”,MIT物理学家反思AI与物理的结合

物理学遇上AI:一位怀疑论者的”真香”之路

  • 震惊!物理学大牛杰西·塞勒竟在AI面前”缴械投降”!*
  • 在某次让人打哈欠的学术采访中(开玩笑的,其实挺有意思),NSF下属的IAIFI研究所主任杰西·塞勒同志给我们上了一堂生动的”真香定律”示范课。

    从”AI是辣鸡”到”AI真香”的思想过山车

  • 曾经的杰西:”机器学习?呵,不就是个花架子统计工具”
  • 现在的杰西:”同志们!AI和物理学谈恋爱才是未来啊!”
  • 这位物理学家的转变过程堪称职场版”偶像剧”——刚开始对AI爱答不理,结果现在拜倒在其石榴裙下。

    当物理学遇上AI,能擦出什么火花?

  • 双向奔赴的爱情:物理学给AI送方程,AI回赠计算结果
  • 打破次元壁的发现:让AI去物理学家想不到的地方”挖呀挖”
  • 互相diss促进步:当AI给出离谱答案时,物理学家会大喊”这不科学!”(然后默默把公式重写)
  • 杰西主任表示:”这就像给物理学装了台超算望远镜,但不是用来偷看外星人的。”

  • 温馨提示*:本文不会告诉你AI和物理学具体怎么”造小孩”,因为这需要博士学位才能听懂(也可能听完还是不懂)。
  • “最大的障碍来自物理学界”,MIT物理学家反思AI与物理的结合

    物理学家与AI布道者的奇妙转变:杰西·塞勒的科学冒险

    量子物理遇上机器学习:一位”被迫转型”的科学家的故事

    杰西·塞勒(Jesse Thaler),麻省理工学院那位每天既要和量子场论打架、又要和人工智能调情的理论物理学家,最近发现自己被迫经历了一场”科学身份危机”。
    几年前,塞勒还是那种对机器学习持怀疑态度的”老学究”,直到他的学生们像推销健身房会员卡一样,坚持不懈地向他安利AI的魔力。最终,他不仅被说服了,还摇身一变成了IAIFI(美国国家科学基金会人工智能和基础相互作用研究所)的”AI布道者”,负责把波士顿圈子的物理学家和AI专家撮合在一起,”促成他们的科学缘分”。

    IAIFI:物理学家+AI科学家=?

    2020年成立的IAIFI,就像一场大型科学相亲会,只不过大家不是在讨论星座适配度,而是研究”AI能否帮我们解开宇宙之谜”。塞勒作为所长,管理着这群热衷于把神经网络扔进高能粒子对撞机的科学家们——谁知道呢?说不定下一次重大物理发现,就藏在一堆AI训练数据的某个角落里!
    在被采访时,塞勒幽默地表示:”你们接下来的问题可以直接问ChatJesseT。”这个由他的学生和博士后捣鼓出来的愚人节玩笑版AI,灵感大概来源于”如果ChatGPT是个物理学家会怎样?”。虽然它大概率没法真的回答严肃问题,但它至少说明了这群研究者不仅会写论文,还会玩梗。
    显然,这位曾经的”AI怀疑论者”已经彻底沦陷,现在可能在夜深人静时偷偷和ChatGPT讨论”如何用量子力学解释神经网络的反常行为”……
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    当物理学家开始”玩转”人工智能

    从”深度思考”到”深度学习”

    采访内容经过精简编辑,直奔笑点和干货。

    FP: 能聊聊IAIFI是怎么诞生的吗?你是怎么卷进去的?

    JT: 我是搞理论物理的,有一次在苏黎世参加活动,身边一群搞粒子物理的朋友突然开始狂热讨论机器学习。我一听就乐了,随口说:”深度学习?咱们是理论物理学家,难道不该搞‘深度思考’吗?“——结果这玩笑竟然成了IAIFI的官方口号:”深度学习 + 深度思考 = 更深入的理解“(简称:人工智能 + 物理 = 双倍快乐)。

    物理学与AI的双向奔赴

    你以为AI只能帮物理学家算方程?天真!物理学也可以反过来调教AI。2016年7月我刚讲完这个冷笑话,9月就有两个研究生风风火火冲进我办公室——带着论文企图说服我:”教授,机器学习真的香!
    而我当时的反应是:”等等,物理不做‘科学算命’(直接套AI模型)。”
    他俩居然点头如捣蒜:”对对对!我们的目标是让AI学会像物理学家一样思考!

    读博不如创业?直接建个研究所!

    我后来发现,像帕特里克和埃里克这样的学生,如果想同时深耕物理学+AI+统计学,学术界竟然没地方收留他们!这合理吗?(显然不合理。)
    于是我一拍大腿:”行吧,那就申请笔经费,建个研究所得了!“——IAIFI就这么稀里糊涂地诞生了。
    注:本故事告诉我们,某些重大科学突破的萌芽,可能始于一个实验室里的嘴欠玩笑。
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    AI与基础物理学:一场“智慧粒子”的奇妙约会

    当AI这位”科技界网红”遇上了高冷的基础物理学,他们的”量子纠缠”竟然产生了意想不到的火花!

    大型强子对撞机的”大数据烦恼”

  • 想当年发现希格斯玻色子时,LHC就像一个过于热情的派对主人,不断制造数据”噪音”,全靠AI这位”派对策划师”来分辨哪些是真正重要的信号
  • 现在AI已经从”幼儿园级别”的浅层学习,升级成了更会”脑补”的深度学习模式
  • AI的宇宙级加班

  • 宇宙学家们发现:运行一次宇宙模拟的计算账单,比在曼哈顿买房还要贵
  • AI就像一个精明的会计,用机器学习技术帮科学家们在数据海洋里”淘金”
  • 中微子实验室的”照片墙危机”

  • 新的液氩探测器像是粒子物理界的”连拍狂魔”,每秒都在创建海量粒子自拍照
  • 科学家们面临一个哲学问题:当你的探测器拍的照片比你一生看过的还要多,该怎么办?
  • 答案很简单——雇个AI当”图片编辑”,用媲美人类直觉的算法来筛选重要画面!
  • 事实证明:* 在现代物理学这场超级复杂的”解谜游戏”中,AI不仅是个得力助手,简直已经成为了”通关必备外挂”!
  • “最大的障碍来自物理学界”,MIT物理学家反思AI与物理的结合

    当物理学和AI开始”约会”:一场脑洞大开的跨学科恋爱

    2024年诺贝尔物理学奖得主约翰·霍普菲尔德和杰弗里·辛顿携手捧起奖杯的那一刻,不少吃瓜群众揉了揉眼睛:“等等,物理学奖咋颁给AI大佬了?”
    没错,物理学和AI的关系比你想象的还要“暧昧”。就像一场跨学科的恋爱大戏,它们不仅互相影响,还时不时给对方喂点科学界的“狗粮”。那么,这对奇葩CP究竟是怎么“勾搭”上的呢?让我们一探究竟!

    1. 物理学直接“住”进AI家里

  • 机器人:我也要学物理! 想让AI机器人自如地躲开你家满地乱丢的拖鞋?那它必须掌握三维空间、旋转对称性这些物理知识,否则它可能会把你家当成量子力学实验现场——到处乱撞。
  • 游戏界的幕后功臣 那些逼真的游戏光线追踪(ray tracing)效果,全靠物理学描述的光传播规律。换句话说,没有物理学,你的《赛博朋克2077》可能像20年前的《超级玛丽》一样像素风……
  • 2. 物理学给AI“喂脑白金”

    AI有时候像个固执的小孩,你得用点物理学的高端“玩具”才能让它变得更聪明。比如:

  • 机器学习架构也爱“抄作业” 物理学家们设计了各种各样聪明的架构,AI直接“顺手牵羊”,比如利用统计力学的概念来优化算法。果然,知识是用来“薅”的。
  • 3. 连AI自己都不知道它是“物理系统”

    你绝对想不到,AI也能像水一样“结冰”或者“蒸发”!物理学家们发现:

  • AI也有“多重人格”? 调节AI的超参数(hyperparameter),它可能会突然改变行为模式,就像水变成水蒸气一样神奇。这叫“相变”(phase transition),科学家正忙着用物理工具研究AI的“脑回路”。
  • 4. AI竟然被物理学家“整破防”

    AI本来是处理图片和文字的“天才”,结果物理学家一拍桌子:“不行!你还得研究宇宙!”

  • 宇宙尺度下的AI极限测试 宇宙学问题是从星系到微观粒子的层层嵌套,AI挠头:“我是谁?我要怎么同时处理这么大的和这么小的东西?”于是,AI被迫“升级”——这不比程序员996崩溃多了?
  • 物理学家的“AI焦虑”:我们能不能信任它?

    FP:“AI不是爱瞎编吗?怎么用在严谨的科学计算上?”
    JT(一脸高深):“简单!让它总结方程,就像它总结文章一样。”
    是的,你没看错——现在AI能帮物理学家压缩复杂的量子计算式,原本要写满几页纸的公式,AI一看:“这不就一行能搞定?”(前提是它没胡编乱造。)
    物理学和AI的关系,就像一对互相嫌弃但又离不开的同居室友——总在争论,却又能联手搞出大新闻。至于未来它们还会整出什么花活?让我们拭目以待!
    “最大的障碍来自物理学界”,MIT物理学家反思AI与物理的结合

    当物理学家遇到AI:一场”盲人摸象”的科学冒险

    第一章:科学界的”盲人摸象”游戏

  • “想象一下,你是一只蚂蚁,试图研究一头大象。不对,应该说是一名理论物理学家,在研究一个基础物理问题。”*
  • 这位物理学家描述他的工作时,仿佛在玩一场“盲人摸象”的现代科技版:

  • 摸鼻子派:只能在特定极限下计算大象的鼻子
  • 摸尾巴派:费尽全力也只能算出大象的尾巴
  • 梦想家:试图把鼻子和尾巴拼在一起,幻想得到完整的大象
  • “问题是,” 他挠着头说,“如果我把这个难题变成一个‘找最优大象拼图’的问题,那机器学习不就能帮忙了吗?”*
  • 但这位物理学家的终极梦想是——让AI替他算出整头大象,从此再也不用自己摸着石头过河!

  • 第二章:AI究竟是”创造力小偷”还是”科学好帮手”?

  • FP*:”AI真的有创造力吗?我以为它只会抄作业。”
  • JT:”哈!ChatGPT告诉我们,穷举搜索也能当‘艺术家’!*——虽然我们也不知道它怎么做到的。”
  • 他接着兴奋地抛出一个大胆猜想:

  • “想象一下,如果爱因斯坦的广义相对论不是靠‘灵光一现’,而是靠AI在理论可能性里大海捞针……”*
  • (注:截至目前,AI还没捞到相对论,但捞到了不少猫咪表情包。)

  • 第三章:物理学家和AI的”相爱相杀”

    物理学家们对AI的态度,可以分为三大派系:

  • “AI?不就是Deepfake换脸吗?”
  • “概率计算?这不就是量子力学的老本行嘛!”
  • “除非有年轻人冲进我办公室证明AI有用,否则我不信!”
  • JT耸耸肩:“要让老派物理学家相信AI,就像让猫相信狗是好朋友——需要时间和无数小鱼干。”
    但他坚信一点:“把头埋进沙子里不会让AI消失——除非你是鸵鸟物理学家。”

  • 第四章:IAIFI的”科学外交”

    当被问到和政府、产业界的合作时,JT的答案很有哲理:

  • “从‘黑板上的涂鸦’到‘消费者手里的手机’,科学和应用就像连续谱上的两点。”*
  • 而他最骄傲的成就是——

  • 成功让国会工作人员听懂了一句物理学家的笑话!*
  • “这比解释量子纠缠容易多了。” 他小声补充。)

  • 第五章:给12岁儿子的AI生存指南

    作为物理学家兼老爸,JT给出了终极育儿建议:

  • 允许用AI聊天机器人写作业(但得自己检查答案)
  • 禁止用AI生成”狗吃了我的作业”的借口(太老套了)
  • “关键是,” 他总结道,“我们要确保未来不只是科技巨头在定义AI——物理学家、哲学家,甚至12岁小孩的声音都很重要。”*
  • “虽然我儿子目前最关心的是怎么用AI生成更多游戏攻略。”

  • 未来展望*:
  • IAIFI的科学家们正摩拳擦掌,准备用AI解开更多宇宙谜题——

  • 从暗物质到黑洞,从量子涨落到……如何让AI别再把物理公式算成菜谱。*
  • (最终目标:让AI不仅能算出大象的鼻子和尾巴,还能告诉你这头大象喜欢吃什么牌子的花生。)*
  • “最大的障碍来自物理学界”,MIT物理学家反思AI与物理的结合

    当AI遇到物理学:一场科学界的”盲盒相亲大会”

    2024年IAIFI暑期学校的热闹场景(别问了,照片是AI帮忙找的),简直比物理系学生第一次看到薛定谔方程时的表情还要精彩!

  • “AI+物理”这门亲事,终于被官方盖戳认证了!*
  • 我们的IAIFI博士后奖学金项目火得一塌糊涂,第一批研究员已经在学术界和工业界掀起风暴——他们的工作内容,放在五年前,大约会被认为是科幻小说里的设定。
  • 两位物理背景出身的研究员,居然被计算机科学系抢着聘用!这让我不禁幻想:是不是未来有一天,物理系也会挥舞着offer求计算机背景的人加入?科学界的风水总算开始轮流转了!
  • NSF的续期资助?我们可是拿着AI+物理的PPT去“化缘”的!*
  • 我们的终极目标?把“AI+物理”的狂欢扩展到整个科学界!每个学科都该来掺一脚——毕竟,科学发现的未来,可能就是AI和人类互相甩锅(哦不,协作)的结果
  • 钱从哪儿来?政府拨款?基金会赞助?神秘富豪的爱心捐赠?目前仍在“薛定谔的预算”状态——既存在又不存在,取决于你点开邮箱的那一刻。
  • 五年后的展望?*
  • 希望能看到更多“跨学科混血岗位”:比如“量子炼丹工程师”“生物AI占卜师”……
  • 以及(求求了)再别让我写经费申请书了,AI该学会自己赚“科研伙食费”了吧?
  • 附注:*
  • 本文原载于某不愿透露姓名的“First Principles”访谈,由“返朴”精心翻译(并悄悄加入了一点无伤大雅的段子)。
  • 泡泡室发明者格拉泽如果活在今天,大概会训练一个AI来替自己炸实验室——省时省力还不用打扫。
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