Невидимые связи и увертюра от ИИ: в Новосибирске завершился фестиваль науки «КСТАТИ»

Финальный день фестиваля науки «КСТАТИ» открыло научно-популярное ток-шоу от сети Информационных центров по атомной энергии (ИЦАЭ) «Разберём на атомы». Этот формат объединяет три мини-лекции от популяризаторов науки, которые рассматривают одну общую тему с точки зрения различных отраслей научного знания. В этот раз тема обсуждения перекликалась с темой самого фестиваля – невидимые связи. 

Понять физический смысл фундаментальных связей слушателям помог Егор Задеба, кандидат физико-математических наук, доцент, инженер-исследователь НИЯУ МИФИ. В своём выступлении он рассказал о четырёх основных способах взаимодействия частиц: гравитации, электромагнетизме, а также о сильном и слабом взаимодействиях. «Электромагнитное взаимодействие – это на самом деле самое главное, что есть у нас в жизни. Это то, из-за чего буквально происходит всё вокруг, потому что есть электромагнитная связь между атомами, которая превращается в выброс энергии. Если мы говорим о том, что нас связывает, то, по крайней мере, электромагнитным взаимодействием мы чаще всего пользуемся», — отметил эксперт.

Егор отметил значимость электромагнитного взаимодействия, объяснив, что без него атомы не держались бы вместе, следовательно, не было бы и целостности предметов и объектов. Далее эксперт рассказал о «силе» слабого взаимодействия: только оно способно преодолеть количество взаимодействий в антиматерии, поэтому, по словам учёного, именно благодаря ему существует Вселенная.

Софья Пантелеева, кандидат биологических наук, доцент Новосибирского государственного университета, старший научный сотрудник Института систематики и экологии животных СО РАН, разобрала невидимые связи, организующие биологические системы, на примере взаимоотношений в колониях муравьёв.

Эксперт раскрыла слушателям понятие самоорганизации в биологических системах. Главной составляющей самоорганизации в любой биологической системе является взаимодействие только с ближайшим окружением. Так происходит в стаях птиц, косяках рыб. Такой же процесс определяет деление клеток, когда из одной клетки образуется многоклеточный организм.

Поведение муравьёв в колониях таким же образом складывается из взаимодействия с ближайшими окружающими и индивидуального реагирования, а все индивидуальные реакции формируют коллективное решение системы в ответ на изменения среды, в которой они обитают.

Процессы организации муравейников, а также маршруты, по которым они передвигаются, определяются феромональным следом. Именно благодаря феромонам в муравейнике организуется сложная и эффективная сеть путей следования от дома до цели, каждый из которых будет наиболее коротким и удобным. «Такое явление называется стигмергией. Муравьи посылают сигналы другим муравьям за счёт изменения окружающей среды. Они метят феромонами пространство и таким образом сообщают своим соседям что-то», — объяснила биолог.

В отличие от вертикальной системы, организующей жизнь людей, муравьиная система обладает одним большим преимуществом: в случае быстрого изменения окружающей среды сразу все элементы системы получают информацию об этом.

Третьим экспертом стала Софья Хлыновская, магистр философии, преподаватель-исследователь по специальности «История философии», учительница истории и обществознания PROSchool. Софья начала своё выступление с метафоры о том, что окружающая нас реальность является эдаким «рифовым узлом» – его можно очень легко развязать, даже если на нем висит очень большой груз. «Любой объект мы воспринимаем, с одной стороны, через пять органов чувств, а с другой стороны, через образ, который формируется в нашем сознании после взаимодействия с этим объектом. Поэтому один и тот же торт будет для каждого из участников чаепития чем-то своим», – такую аналогию провела философ, чтобы объяснить, чем отличаются материальный и нематериальный подход в философии.

Софья познакомила слушателей с важной философской категорией — квалиа. Это субъективные переживания, которыми мы никак не можем поделиться. Однако у людей есть способность к коммуникации и обобщению, поэтому мысли и переживания всех акторов взаимосвязаны и суммируются в единую реальность.

«Так или иначе, друзья, давайте помнить о том, что реальность и связи в ней мы создаём все вместе, это коллективный труд, который состоит из уникальных мыслей и действий каждого», – подытожила эксперт.

Завершающим мероприятиям фестиваля «КСТАТИ» стало научно-популярное ток-шоу «Science sound». Иван Бондаренко, старший преподаватель гуманитарного института и экономического факультета НГУ, научный сотрудник лаборатории прикладных цифровых технологий ММФ НГУ, выступил в необычном формате. Лекцию сопровождало музыкальное оформление от Георгия Остреинова, электронного музыканта Approach, сотрудника Института ядерной физики СО РАН, сотрудника кафедры прикладной и теоретической физики НГТУ.

Принцип работы обучаемой системы искусственного интеллекта (ИИ) учёный объяснил на простом примере: «Я показываю своему маленькому сыну букву «А» и говорю ему, что это, а он мне говорит, что это динозаврик. Я отвечаю, что он ошибся, и повторяю ещё раз. На второй раз он распознает букву «А» правильно. Он обучается, как и искусственный интеллект, который сопоставляет фактический отклик  с желаемым и делает вывод».

Иван рассказал о том, что самым современным подходом к проектированию ИИ является нейронный, по аналогии с биологическим. Этот принцип представляет собой цепочку: каждый нейрон совершает простое нелинейное преобразование, а когда таких нейронов много, они организуются в сложную нейронную сеть.

Такая цепочка преобразования пространства используется, например, чтобы автоматически определить марку автомобиля по фотографии. Система считывает геометрические примитивы с изображения, далее переходит к более сложным объектам, а последние слои – большие элементы автомобиля.

Эксперт также рассказал о произведениях искусства, созданных нейросетями. Первые картины авторства ИИ были созданы в 2016 году с помощью технологии «Deep dream», позволяющей понять семантику текста в задании и детально нарисовать картину.

«Если с изображением всё понятно – оно статично, то ситуация с художественными текстами и музыкой сложнее. Однако и эта задача уже решена, и нейросети сейчас пишут стихотворения и треки», — рассказал Иван. Он познакомил гостей мероприятия с принципом работы Яндекс-поэта, а также рассказал о программе, которая должна была из ключевых слов составить новое стихотворное произведение в стиле одного из пяти русских классиков, опираясь на их тексты.

«Страх, что нейросети вытеснят творческие профессии, на мой взгляд, не обоснован. Напротив, теперь у деятелей искусства появился ещё один инструмент, или, скорее, даже помощник», – этой фразой учёный оптимистично завершил своё выступление.

В завершение лекции музыкант и научный сотрудник Георгий Остреинов провёл небольшой интерактив – предложил зрителям угадать, кем была написана та или иная композиция – человеком или искусственным интеллектом.

Фестиваль науки «КСТАТИ» в Новосибирске объединил 15 экспертов и более 700 зрителей. С новостями о состоявшихся событиях и фотографиями с мероприятий можно ознакомиться на сайте фестиваля и в группе ИЦАЭ Новосибирска во «ВКонтакте».