人工智能刚刚独立发现替代物理学：

拿起任何一本物理教科书，您会发现一个又一个公式描述了物体如何摆动、飞行、转向和停止。这些公式描述了我们可以观察到的动作，但每个公式背后都可能隐藏着一系列并不明显的因素。

现在，哥伦比亚大学研究人员开发的一个新人工智能程序似乎发现了它自己的替代物理学。

在观看了地球上物理现象的视频后，AI 并没有重新发现我们当前使用的变量；相反，它实际上想出了新的变量来解释它所看到的。

需要明确的是，这并不意味着我们当前的物理学有缺陷，也不意味着有更好的模型来解释我们周围的世界。 （爱因斯坦的定律已被证明是非常强大的。）但这些定律之所以能够存在，是因为它们是建立在一个预先存在的理论和原则“语言”的基础之上的，这些语言是由几个世纪的传统建立起来的。

如果有一个替代方案其他人解决相同问题的时间表不同的视角，我们是否仍会以同样的方式构建解释我们宇宙的机制？

即使有了成像黑洞和探测奇怪、遥远世界的新技术，这些定律也一次又一次地成立（侧注意：量子力学完全是另一回事，但让我们在这里关注可见世界）。

这个新的 AI 只查看了少数物理现象的视频，所以它绝对不会出现用新物理学来解释宇宙或试图超越爱因斯坦。这不是这里的目标。

“我一直想知道，如果我们曾经遇到过一个智慧的外星种族，他们是否会发现与我们相同的物理定律，或者他们是否会以不同的方式描述宇宙方式？”哥伦比亚大学创意机器实验室的机器人专家霍德·利普森 (Hod Lipson) 说。

“在实验中，每次 AI 重新启动时，变量的数量都是相同的，但具体的变量每次都不同。所以是的，有是描述宇宙的替代方法我们的选择很可能并不完美。”

除此之外，该团队还想知道人工智能是否真的能找到新变量——从而帮助我们解释当前洪水中出现的复杂新现象我们目前没有理论理解来跟上的数据。

例如，大型强子对撞机等大型实验中出现的新数据暗示了新物理学。

“仅仅因为我们没有变量，我们还缺少哪些其他定律？”哥伦比亚大学的数学家 Qiang Du 说。

那么 AI 如何找到新物理？首先，团队向系统输入了他们已经理解的现象的原始视频片段，并向程序提出了一个简单的问题：描述正在发生的事情所需的最小基本变量是什么？

第一个视频显示了一个已知的摆动双摆有四个状态变量在起作用：两个摆中每一个的角度和角速度秒。

AI 仔细考虑了视频和问题几个小时，然后吐出一个答案：它说，这种现象需要 4.7 个变量来解释。

这已经很接近了到我们知道的四个……但它仍然没有解释 AI 认为这些变量是什么。

因此该团队随后尝试将已知变量与 AI 选择的变量相匹配。其中两个与手臂的角度松散地匹配，但其他两个变量仍然是个谜。尽管如此，AI 仍然可以准确预测系统接下来会做什么，因此团队认为 AI 一定是在处理他们无法完全掌握的事情。

“我们尝试将其他变量与任何事物相关联以及我们能想到的一切：角速度和线速度、动能和势能，以及已知量的各种组合，”软件研究员 Boyuan Chen 说，他现在是杜克大学的助理教授，领导了这项工作。

“但似乎没有任何匹配完美……我们还不理解它所说的数学语言。”

然后该团队继续向 AI 展示其他视频。第一个视频展示了一个波浪形手臂的“空中舞者”在风中飘扬（ AI 说这有八个变量。熔岩灯的镜头也产生了八个变量。火焰的视频片段返回了 24 个变量。

每次，变量都是唯一的。

研究人员在他们的论文中写道：“在没有任何基础物理学先验知识的情况下，我们的算法发现了观察到的动力学的内在维度并确定了候选状态变量集。”

这表明在未来， AI 可能会帮助我们识别支持我们目前尚未意识到的新概念的变量。关注此空间。

该研究已发表在《自然计算科学》上。