ที่ปัญหาสามร่างกายซึ่งเป็นหนึ่งในการคำนวณที่ซับซ้อนและฉาวโฉ่ที่สุดในวิชาฟิสิกส์ อาจพบผลลัพธ์ที่ตรงกันปัญญาประดิษฐ์: โครงข่ายประสาทเทียมใหม่สัญญาว่าจะค้นหาวิธีแก้ปัญหาได้เร็วกว่าเทคนิคที่มีอยู่ถึง 100 ล้านเท่า
ปัญหาสามร่างคิดค้นขึ้นครั้งแรกโดยเซอร์ไอแซก นิวตัน โดยเกี่ยวข้องกับการคำนวณการเคลื่อนที่ของวัตถุทั้งสามที่มีปฏิสัมพันธ์กับแรงโน้มถ่วง เช่น โลกดวงจันทร์และดวงอาทิตย์ เป็นต้น เมื่อพิจารณาจากตำแหน่งเริ่มต้นและความเร็ว
มันอาจจะฟังดูง่ายในตอนแรก แต่การเคลื่อนไหวที่วุ่นวายที่ตามมาทำให้นักคณิตศาสตร์และนักฟิสิกส์ต้องนิ่งงันมาเป็นเวลาหลายร้อยปี มากถึงขนาดที่ทุกคนยกเว้นมนุษย์ที่ทุ่มเทมากที่สุดได้พยายามหลีกเลี่ยงการคิดถึงมันให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้
นั่นเป็นเหตุผลผู้รักษาเวลาเที่ยงตรงได้รับความนิยมมากขึ้นในการคำนวณตำแหน่งในทะเลแทนที่จะใช้ดวงจันทร์และดวงดาว – เป็นเพียงการเกาหัวน้อยลง
ปัจจุบันปัญหาเรื่องร่างกายสามส่วนเป็นส่วนสำคัญในการหาวิธีแก้ไขหลุมดำไบนารีอาจโต้ตอบกับ singleหลุมดำและจากที่นั่นวัตถุพื้นฐานที่สุดของจักรวาลมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างกันอย่างไร
เข้าสู่โครงข่ายประสาทเทียมที่ผลิตโดยนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเอดินบะระและมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ในสหราชอาณาจักร มหาวิทยาลัยอาวีโรในโปรตุเกส และมหาวิทยาลัยไลเดนในประเทศเนเธอร์แลนด์
ทีมงานได้พัฒนาโครงข่ายประสาทเทียมเชิงลึก (ANN) ซึ่งได้รับการฝึกฝนเกี่ยวกับฐานข้อมูลของปัญหาเกี่ยวกับร่างกายสามส่วนที่มีอยู่ รวมถึงวิธีแก้ปัญหาที่ได้รับการคัดสรรซึ่งได้ดำเนินการอย่างอุตสาหะแล้ว ANN แสดงให้เห็นว่ามีคำมั่นสัญญามากมายที่จะได้คำตอบที่แม่นยำเร็วกว่าที่เราสามารถทำได้ในปัจจุบัน
ANN ที่ได้รับการฝึกอบรมสามารถแทนที่ตัวแก้ปัญหาเชิงตัวเลขที่มีอยู่ ทำให้สามารถจำลองระบบต่างๆ ของร่างกายได้อย่างรวดเร็วและปรับขนาดได้ เพื่อให้กระจ่างเกี่ยวกับปรากฏการณ์ที่โดดเด่น เช่น การก่อตัวของระบบดาวคู่หลุมดำหรือต้นกำเนิดของการยุบตัวของแกนกลางในกระจุกดาวหนาแน่น นักวิจัยในกระดาษของพวกเขา-
นักวิจัยลดความซับซ้อนของกระบวนการให้รวมอนุภาคที่มีมวลเท่ากันเพียงสามอนุภาคในระนาบ โดยทั้งหมดเริ่มต้นด้วยความเร็วเป็นศูนย์ จากนั้นจึงเรียกใช้เครื่องมือแก้ปัญหาสามตัวที่มีอยู่เรียกว่าบรูตัสมากกว่า 10,000 ครั้ง (9,900 ครั้งสำหรับการฝึกอบรมและ 100 ครั้งสำหรับการตรวจสอบ)
จากการฝึกอบรมนั้น ANN ใหม่ได้รับสถานการณ์ใหม่ 5,000 สถานการณ์ให้ดำเนินการ จากนั้นผลลัพธ์ที่ได้จะเปรียบเทียบกับการคาดการณ์ของบรูตัสเอง โครงข่ายประสาทเทียมตรงกับผลลัพธ์ที่บรูตัสได้รับในระดับที่น่าประทับใจ
โครงข่ายประสาทเทียมหลายประเภท - ขึ้นอยู่กับการประมวลผลและการชั่งน้ำหนักการตัดสินใจที่เกิดขึ้นในสมองมนุษย์ - ก่อนหน้านี้เคยถูกนำมาใช้เพื่อผลิตโลหะแห่งความตาย-สร้างใบหน้าปลอมและจัดการกับบางส่วนปัญหาที่ใหญ่ที่สุดในวิชาฟิสิกส์-
สิ่งเหล่านี้ให้วิธีแก่เราในการสร้างทางลัดที่ชาญฉลาดแต่ใช้การคำนวณ โดยรับเส้นทางที่เร็วกว่าในการตอบในขณะที่ยังคงได้รับผลลัพธ์ที่ถูกต้อง
ในการศึกษาใหม่นี้ มีข้อจำกัดบางประการที่ต้องพูดถึง: งานนี้ยังไม่ได้รับการตรวจสอบโดยนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ และได้ทำให้ลดความซับซ้อนและตั้งสมมติฐานบางประการเกี่ยวกับสถานการณ์สามตัว ซึ่งหมายความว่ามันเป็นการพิสูจน์แนวคิดมากกว่า ขั้นตอนนี้
สิ่งที่แสดงให้เห็นก็คือโครงข่ายประสาทเทียมที่ได้รับการฝึกอบรมอาจสามารถทำงานร่วมกับ Brutus และระบบที่คล้ายกันได้ โดยจะเริ่มดำเนินการเมื่อการคำนวณแบบสามส่วนซับซ้อนเกินกว่าที่แบบจำลองปัจจุบันของเราจะรับมือได้
"ในที่สุด เราจินตนาการว่าเครือข่ายนั้นอาจได้รับการฝึกอบรมเกี่ยวกับปัญหาที่วุ่นวายมากขึ้น เช่น ปัญหา 4 และ 5 ตัว ซึ่งจะช่วยลดภาระในการคำนวณมากยิ่งขึ้น" นักวิจัยสรุปในกระดาษของพวกเขา-
การวิจัยยังไม่ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร peer-reviewed แต่สามารถอ่านได้บนเซิร์ฟเวอร์ก่อนการพิมพ์arXiv.org-
