描述基本的物理定律困扰了艾萨克·牛顿数十年。四月份,科学家们推出一个计算机程序,它可以分析数据并独立地在数小时内推导出这些基本的物理定律。这个程序可以缓解科学研究中的重大瓶颈。现代仪器,如空间天文台、粒子对撞机和基因芯片,产生大量数据,而挖掘这些数据是一个缓慢而艰巨的过程。本质上是一种“合成科学家”的智能软件,可以大大加快这一过程。
康奈尔大学机器人专家霍德·利普森和他的博士生迈克尔·施密特开发了他们的系统,用于分析大学物理入门课程中遇到的机械实验数据:例如,观察摆动的单摆或连接弹簧上弹跳的两个重物的运动。自动相机直接将数据输入到他们的计算机程序中,然后该程序尝试数百万个数学表达式,以确定哪些表达式在一次实验到另一次实验中保持有效。使用进化算法,该程序随机改变获胜的方程式,以更紧密地匹配数据。通过这种方式,它“发现”了一些自然规律,包括能量守恒和动量守恒。复杂的实验可能需要长达40小时,简单的实验则只需10分钟。
施密特说,康奈尔大学的程序“不会很快取代科学家”。“但它将让他们以更有效的方式寻找可能有趣的东西。”例如,基因芯片可以一次测量数千个基因的表达,但重要的问题是,在一个极其复杂的相互关系网络中,一个基因如何调控其他基因。智能软件可以快速标记有趣的模式——例如,一种蛋白质的水平取决于其他六种蛋白质——以便研究人员可以随后进行有针对性的实验。道格拉斯·福克斯














