Yapay zeka, son yıllarda hayatımızın her alanına girerken, şimdi de evrenin en temel sırlarını çözmeye çalışan fizik biliminin kapılarını aralıyor. Bilim insanları, yapay zeka yazılımlarını sadece veri analizi için değil, aynı zamanda insan fizikçilerin çalışmalarını geliştiren, hatta onların düşünemediği yeni deneysel protokoller tasarlamak için kullanmaya başladı. Henüz “bebek bakıcılığı” aşamasında olsa da, bu iş birliği, bilimsel keşif sürecini kökten değiştirme potansiyeli taşıyor.
LIGO ve yapay zekanın “uzaylı” tasarımı
Hassas ölçüm denince akla gelen ilk yerlerden biri, Lazer İnterferometre Kütle Çekim Dalgası Gözlemevi’dir (LIGO). Bir protonun genişliğinden daha küçük mesafelerdeki değişimleri ölçebilen bu devasa makine, 2015 yılında kara deliklerin çarpışmasından gelen kütle çekim dalgalarını ilk kez tespit ederek tarih yazmıştı. Bu makinenin tasarımı, fizikçilerin on yıllar süren titiz çalışmalarıyla, her bir parçası fiziksel sınırlarına kadar zorlanarak oluşturuldu.
Ancak bu büyük keşiften sonra, Caltech fizikçisi Rana Adhikari ve ekibi, LIGO’nun tasarımını daha da ileri taşıyıp taşıyamayacaklarını merak etti. Daha geniş bir frekans aralığındaki kütle çekim dalgalarını yakalamak, evrenin hiç hayal edilmemiş sürprizlerini keşfetmek anlamına gelebilirdi. İşte bu noktada yapay zekaya başvurdular.
Başlangıçta yapay zekanın sunduğu tasarımlar tam bir hayal kırıklığıydı. Adhikari, “Bize verdiği çıktılar insanlar tarafından anlaşılamaz durumdaydı. Çok karmaşıktı ve uzaylı ya da yapay zeka işi gibi görünüyorlardı. Simetri, güzellik gibi hiçbir duygusu olmayan, sadece bir karmaşaydı,” diyor.
Ancak bu “saçma” görünen tasarımın aslında son derece etkili olduğu anlaşıldı. Yapay zekanın ne yaptığını anlamak aylar sürdü.
Sonunda anlaşıldı ki, makine, hedeflerine ulaşmak için sezgilere aykırı bir hile kullanmıştı. Rus fizikçilerin on yıllar önce kuantum mekaniksel gürültüyü azaltmak için tanımladığı ezoterik teorik ilkeleri kullanmıştı, ancak bu fikirler daha önce hiç kimse tarafından deneysel olarak takip edilmemişti. Adhikari, “Bu kadar kabul görmüş çözümün dışında düşünmek çok şey gerektirir. Gerçekten de yapay zekaya ihtiyacımız vardı,” diyor.
Eğer yapay zekanın bu öngörüleri LIGO inşa edilirken mevcut olsaydı, “başından beri %10 veya %15 daha iyi bir LIGO hassasiyetine sahip olurduk,” diye ekliyor Adhikari. Bir proton-altı hassasiyet dünyasında, %15’lik bir iyileşme devasa bir fark demektir.
Yapay zeka sadece tasarlamıyor, aynı zamanda keşfediyor
Yapay zeka, sadece deney tasarlamakla kalmıyor, aynı zamanda karmaşık verilerdeki önemsiz gibi görünen kalıpları da bulabiliyor.
- Evrenin simetrileri: Yapay zeka algoritmaları, İsviçre’deki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nda toplanan verilerden, Einstein’ın görelilik teorilerinin anahtarı olan doğanın simetrilerini (Lorentz simetrileri) yeniden keşfetti. Bu, yapay zekanın temel fizik yasalarını sadece veriye bakarak çıkarabildiğinin bir kanıtı.
- Karanlık maddenin formülü: Fizikçiler, evrenin görünmeyen karanlık maddesinin topaklanmasını tanımlayan yeni bir denklem bulmak için yapay zekayı kullandılar. Yapay zekanın formülü, insan yapımı formülden daha iyi sonuçlar verdi.
Kuantum dünyasında yapay zekanın şaşırtıcı çözümleri
Yapay zekanın yaratıcılığı, kuantum fiziği alanında da kendini gösteriyor. Fizikçi Mario Krenn ve ekibi, PyTheus adını verdikleri bir yazılımla yeni kuantum deneyleri tasarlamaya başladı. Amaçları, iki ayrı “dolaşık” foton çiftinden, daha önce hiç etkileşime girmemiş iki fotonu birbirine dolaşık hale getirmekti (dolaşıklık takası).
Yapay zeka, bu soruna mevcut ve bilinen deneysel tasarımdan tamamen farklı, kimsenin aklına gelmeyen, daha basit ve daha verimli yeni bir konfigürasyon önerdi.
Krenn, “Bana gösterdiğinde kafamız karıştı. Yanlış olduğundan emindim,” diyor. Ancak matematiksel analizler ve daha sonra 2024’te Çin’deki bir ekibin yaptığı gerçek deney, yapay zekanın tasarımının doğru ve hatta daha üstün olduğunu kanıtladı.
“Hala bebek bakıcılığı yapıyoruz”
Wisconsin-Madison Üniversitesi’nden fizikçi Kyle Cranmer, yapay zekayı fiziği yapmak için kullanma çabalarını “bir çocuğa konuşmayı öğretmeye” benzetiyor. “Hala çok fazla bebek bakıcılığı yapıyoruz,” diyor. Yapay zeka modelleri, kalıpları keşfetmede başarılı olsalar da, bu kalıpları anlamlandırmak ve arkasındaki fiziği açıklayan hipotezler oluşturmak konusunda henüz yetersizler.
Ancak ChatGPT gibi büyük dil modellerinin yükselişi bu durumu değiştirebilir. Cranmer, “Dil modellerinin hipotez oluşturmayı otomatikleştirmeye yardımcı olmak için büyük bir potansiyeli olduğunu düşünüyorum. Bu, çok yakında,” diyor.
Yapay zeka henüz yeni fizik yasaları icat etmedi veya yeni keşifler yapmadı. Ancak, binlerce insanın 40 yıl boyunca düşündüğü LIGO gibi devasa bir projede bile insanların gözden kaçırdığı iyileştirmeler bulabilmesi, onun ne kadar güçlü bir araç olduğunu gösteriyor. Bilim insanları, yapay zekayı bir rakip olarak değil, kendi düşünce sınırlarını zorlayan, beklenmedik yollar öneren ve insanlığın evreni anlama yolculuğunda onlara eşlik eden bir “yaratıcı ortak” olarak görmeye başlıyor. Bu ortaklığın gelecekte ne gibi keşiflere yol açacağını zaman gösterecek.
