Ученые из Фуданьского университета, Пекинского университета и Шанхайской академии искусственного интеллекта для науки применили систему ИИ под названием Packing Star для изучения так называемой «задачи о целующихся числах».
Китайские ученые использовали искусственный интеллект для решения математической задачи, которой почти 300 лет и которая восходит к самому Исааку Ньютону.
Эта задача возникла в 1694 году, когда Ньютон вступил в полемику с математиком Дэвидом Грегори. Они спорили о том, сколько сфер одинакового размера могут одновременно касаться центральной сферы, не пересекаясь друг с другом. В трехмерном пространстве ответ известен — 12 сфер, и в этом споре прав оказался Ньютон. Однако с изменением количества измерений меняется и ответ. В четырехмерном пространстве это число равно 24, а в 24-мерном — 196 950. При этом решения для более высоких измерений долгое время оставались неизвестными.
Система Packing Star основана на обучении с подкреплением, где два агента ИИ работают в паре, исследуя многомерные пространства, которые слишком сложны для обработки обычными компьютерами. Искусственный интеллект обучается самостоятельно, без участия человека, и ищет конфигурации с четкой математической структурой. Как отмечают сами ученые, с ростом числа измерений человеческое понимание становится ограниченным из-за геометрической сложности таких пространств.
В ходе работы команда создала 13-мерные структуры из сфер и определила тысячи возможных вариантов их расположения. Эти результаты важны не только для чистой математики. Они имеют практическое значение для таких областей, как масштабное хранение данных и развитие телекоммуникаций. Решения задачи могут помочь сжимать информацию до минимального объема или оптимизировать распределение сигналов в спутниковой связи и квантовом кодировании.
Вместе с тем ученые подчеркивают, что искусственный интеллект не дает математических доказательств существования найденных конфигураций. Полученные результаты еще предстоит проверить человеку.