Как работа с данными позволяет делать глубокие открытия

Популярная механикаНаука

Зачем физикам идти в большие данные

На Большом адронном коллайдере совершено много открытий (кроме знаменитой «частицы Бога» – бозона Хиггса). Одним из них стала регистрация неизвестных элементарных частиц – тетракварков. Это удалось благодаря новым методам работы с данными. Андрей Устюжанин, учёный Яндекса, кандидат физико-математических наук, заведующий научно-учебной лабораторией методов анализа больших данных факультета компьютерных наук Высшей школы экономики рассказывает, как работа с данными позволяет делать такие глубокие открытия, и почему ученым пора становиться дата-сайентистами.

Как машинное обучение связано с Большим адронным коллайдером и почему наука и ИТ должны работать сообща

Наука и техника — тесно связанные друг с другом элементы человеческой культуры. Развитие научной мысли, вроде открытия закона Ома и теории относительности, ведёт к техническому прогрессу, а появление новых технологий, в свою очередь, меняет подход к фундаментальной науке.

5406d230cb86e48ba0c30187914da137.jpg
Андрей Устюжанин, учёный Яндекса, кандидат физико-математических наук, заведующий научно-учебной лабораторией методов анализа больших данных факультета компьютерных наук Высшей школы экономики

В истории долго преобладала эмпирическая наука: истина объяснялась через факты и софистические принципы. С Ньютона и Кеплера началась эра теоретической науки, отталкивающейся от законов и доказательств: появлялись новые способы записи и математической проверки закономерностей. Такой подход преобладал вплоть до середины XX века, когда появление компьютеров позволило моделировать законы с гораздо большей точностью и с помощью компьютерной симуляции рассчитывать более сложные системы: биологические, экономические, физические. Но на получение результата уходило много времени и ресурсов.

Развитие вычислительных ресурсов и машинное обучение (ML) существенно продвинули использование компьютерной симуляции в науке. Сейчас мы можем построить нейросеть, которая выучит соответствие входных и выходных параметров и проведёт расчёты с гораздо большей скоростью. Это новая степень свободы для исследователей и совершенно новый подход к науке — data-driven science: взгляд на любое явление через призму данных.

Мы начинаем видеть не процессы или изменения характеристик во времени, а зависимости и параметры, которые мы можем с определенной точностью записать при помощи алгоритмов. Мы даём нейросети возможность наблюдать за физическим объектом, и она предсказывает его поведение и находит описывающие его законы. Это позволяет науке задавать более сложные вопросы. Например, раньше мы могли рассчитать с помощью симуляций, какими свойствами обладает материал с той или иной структурой. Теперь мы можем достаточно точно предсказать, какая структура должна быть у материала с нужными нам параметрами. Решая подобные «обратные» задачи, мы можем найти вещества с принципиально новыми свойствами, которые нельзя получить никакими другими методами ни из полимеров, ни химическими реакциями, например сверхрешетки трехслойного графена, которые обладают высокотемпературной сверхпроводимостью.

Машинное обучение и физика высоких энергий

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Прием псилоцибина связали со снижением креативных способностей Прием псилоцибина связали со снижением креативных способностей

Псилоцибин оказался связан с сокращением количества новых идей и ассоциаций

N+1
10 любовных романов для легкого и приятного чтения 10 любовных романов для легкого и приятного чтения

Подборка лучших новинок любовной литературы

Cosmopolitan
Препарат от целиакии прошел вторую фазу клинических испытаний Препарат от целиакии прошел вторую фазу клинических испытаний

Он препятствовал разрушению ворсинок кишечника и уменьшал воспаление

N+1
Холодный расчет Холодный расчет

Какие десерты можно есть летом без вреда для фигуры?

Лиза
Крошечное устройство на кончике пальца генерирует энергию из пота человека даже во время сна Крошечное устройство на кончике пальца генерирует энергию из пота человека даже во время сна

Этот прибор вырабатывает энергию, даже если владелец залипает в телефон или спит

Популярная механика
История немецкой философии — в биографиях четырех крупнейших философов XX века: фрагмент книги Вольфрама Айленбергера «Время магов» История немецкой философии — в биографиях четырех крупнейших философов XX века: фрагмент книги Вольфрама Айленбергера «Время магов»

Глава из книги «Время магов. Великое десятилетие в философии 1929−1939»

Esquire
«Сказочная уверенность в себе»: любовные лайфхаки от Золушки «Сказочная уверенность в себе»: любовные лайфхаки от Золушки

Почему сломать волю золушки и поколебать ее веру в себя не удалось никому

Psychologies
На кончиках пальцев: как выразить чувства через прикосновение На кончиках пальцев: как выразить чувства через прикосновение

Как помочь себе и другому восполнить дефицит прикосновений?

Psychologies
Правило № 64: Все в твоих руках. И даже я Правило № 64: Все в твоих руках. И даже я

Коуч Алексей Ситников проводит мастер-класс по самопрограммированию

Tatler
Конор Макгрегор: «Хороший костюм – как броня» Конор Макгрегор: «Хороший костюм – как броня»

Конор Макгрегор — легенда в октагоне, в костюме, на вискокурне и просто по жизни

GQ
«Со мной все нормально»: 3 шага, чтобы принять себя по-настоящему «Со мной все нормально»: 3 шага, чтобы принять себя по-настоящему

Почему даже когда мы меняемся, наша нелюбовь к себе не уходит?

Psychologies
Беньямин Форестер Беньямин Форестер

Пасечник-швейцарец делает мёд в Переславле-Залесском

Seasons of life
Ученые выяснили, что морская вода полезна для мужского здоровья Ученые выяснили, что морская вода полезна для мужского здоровья

Cтранный эксперимент: мужчины среднего возраста три месяца смотрели на море

Maxim
Русская Пруссия Русская Пруссия

75 лет назад в нашей стране появился новый регион — Кёнигсбергская область

Дилетант
9 способов взбодриться без кофе и энергетиков 9 способов взбодриться без кофе и энергетиков

Как разбудить и привести себя в чувство без кофеина

Maxim
Вся правда о холестерине Вся правда о холестерине

Кому действительно нужно его снижать и на что способны статины?

Лиза
Слишком сексуально — это плохо? Почему нам Слишком сексуально — это плохо? Почему нам

Внешний вид женщин на протяжении всей истории был под особым прицелом

Cosmopolitan
Одиночество, неуверенность, бессилие: к чему и зачем нам снятся бывшие Одиночество, неуверенность, бессилие: к чему и зачем нам снятся бывшие

Самые будоражащие сны - про бывших партнеров

Cosmopolitan
Пляжные фото звезд сериала «Настя, соберись!»: Аксеновой, Гришиной и других Пляжные фото звезд сериала «Настя, соберись!»: Аксеновой, Гришиной и других

Как звезды сериала «Настя, соберись!» выглядят в купальниках

Cosmopolitan
Битва со стереотипами: 8 признаков настоящего ковбоя Битва со стереотипами: 8 признаков настоящего ковбоя

Ковбои и в наши дни зарабатывают на жизнь разведением скота и участием в родео

Вокруг света
Какую музыку слушать (и под какую танцевать) до конца лета: советуют Cream Soda и Feduk Какую музыку слушать (и под какую танцевать) до конца лета: советуют Cream Soda и Feduk

Feduk рассказывает о работе с Cream Soda и делится любимыми летними треками

Esquire
Аденовирусный вектор доставил в мозг детей недостающий фермент и избавил их от припадков Аденовирусный вектор доставил в мозг детей недостающий фермент и избавил их от припадков

Ученые помогли клеткам мозга снова начать синтезировать дофамин из леводопы

N+1
Последнее слово: 4 преступления, раскрытых признаниями на смертном одре Последнее слово: 4 преступления, раскрытых признаниями на смертном одре

Признание на смертном одре — всё как в детективе, только по-настоящему

Вокруг света
4 важных правила этикета современного секса, которые должен соблюдать каждый 4 важных правила этикета современного секса, которые должен соблюдать каждый

Прогресс затронул не только технику, но и интим

Playboy
Рид Хоффман: «Я фанат игр. И это не шахматы» Рид Хоффман: «Я фанат игр. И это не шахматы»

Венчурный инвестор рассказал, какие игры помогли ему добиться успеха в бизнесе

VC.RU
Быстрый и мертвый: самые короткие войны XX века Быстрый и мертвый: самые короткие войны XX века

Обычно война — дело затратное и довольно длительное. Но бывает и по-другому

Вокруг света
Ешь с осторожностью: 5 продуктов, которые провоцируют рак Ешь с осторожностью: 5 продуктов, которые провоцируют рак

Как питание влияет на развитие рака и каких продуктов лучше избегать

Cosmopolitan
Царство насекомых в стране рабочих Царство насекомых в стране рабочих

Игорь Гулин о выставке «Жуки и гусеницы» и темных углах советского мира

Weekend
Второе отречение Второе отречение

Наполеон умудрился отречься от власти дважды

Дилетант
Поправились и рады: звезды, которые забыли о диетах и весах Поправились и рады: звезды, которые забыли о диетах и весах

Знаменитости, которых не волнует вес

Cosmopolitan
Открыть в приложении