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

Почему бренди ничем не хуже коньяка и как научиться разбираться в этом напитке Почему бренди ничем не хуже коньяка и как научиться разбираться в этом напитке

Честно говоря, мы думали, что бренди — это просто. Но все гораздо сложнее

Maxim
История одной встречи Безоса и Маска: Blue Origin хотела искать ресурсы, а SpaceX — поскорее колонизировать Марс История одной встречи Безоса и Маска: Blue Origin хотела искать ресурсы, а SpaceX — поскорее колонизировать Марс

Безос не слушал Маска. Последнему удалось запустить ракету на семь лет раньше

VC.RU
Шалость удалась! Макеева, Асмус и другие звезды в мокрых майках показали грудь Шалость удалась! Макеева, Асмус и другие звезды в мокрых майках показали грудь

Звездные россиянки не постеснялись позировать без нижнего белья

Cosmopolitan
10 фактов о раке молочной железы, которые должна знать каждая женщина 10 фактов о раке молочной железы, которые должна знать каждая женщина

О важности диагностирования и нетипичных симптомах рака груди

Cosmopolitan
17 cамых сексуальных героинь современных сериалов 17 cамых сексуальных героинь современных сериалов

У тебя встреча с самыми зажигательными героинями сериалов

Maxim
Дай отдохнуть вибратору: три причины использовать пальцы для мастурбации Дай отдохнуть вибратору: три причины использовать пальцы для мастурбации

Веские причины отложить вибраторы в сторону

Cosmopolitan
«Во-первых это красиво»: самые дикие бьюти-тренды наших предков «Во-первых это красиво»: самые дикие бьюти-тренды наших предков

В прошлом девушкам приходилось иметь дело с суровыми и опасными бьюти-трендами

Maxim
Женщины острее чувствуют вкусы: возможно ли похудеть на 10 килограммов за месяц Женщины острее чувствуют вкусы: возможно ли похудеть на 10 килограммов за месяц

Как экстремальные диеты и занятия спортом влияют на организм и психику человека

Forbes
Юлдус Бахтиозина Юлдус Бахтиозина

Русская художница Юлдус Вильдановна Бахтиозина делает локальное глобальным

Собака.ru
Не только окрошка. Вишисуаз, довга и еще 10 рецептов охлаждающих летних супов Не только окрошка. Вишисуаз, довга и еще 10 рецептов охлаждающих летних супов

Небанальные рецепты летних супов

Cosmopolitan
Похудела из-за любовницы жениха: как выглядела Диана на свадьбе с Чарльзом Похудела из-за любовницы жениха: как выглядела Диана на свадьбе с Чарльзом

Свадьба принца Чарльза и Дианы — одно из самых дорогих торжеств

Cosmopolitan
«Захват» Балтики «Захват» Балтики

Составили идеальную ознакомительную программу по Калининграду и его окрестностям

Лиза
Конец Бонапарта Конец Бонапарта

Наполеон встретил смерть так же хладнокровно, как вражеские ядра и пули

Дилетант
Инопланетяне, кротовые норы и антиматерия: 5 нескучных книг об устройстве вселенной Инопланетяне, кротовые норы и антиматерия: 5 нескучных книг об устройстве вселенной

Генный инженер, физик, астрофизик рассказывают о вселенной

Популярная механика
Организатор пространства Организатор пространства

Специальный проект «Секреты профессии»

Лиза
Как проверить автомобиль с пробегом по базам. Полная инструкция Как проверить автомобиль с пробегом по базам. Полная инструкция

Что можно узнать об истории машины по VIN-коду

РБК
11 роковых ошибок твоего резюме: зачем нужны саммари и ключевые слова 11 роковых ошибок твоего резюме: зачем нужны саммари и ключевые слова

Эксперт: какие ошибки в резюме допускают соискатели и как их избеажть?

Cosmopolitan
7 психологических уловок, против которых бессилен наш мозг 7 психологических уловок, против которых бессилен наш мозг

Список «багов» в нашем сознании, которые позволяют нами манипулировать

Maxim
Физики объяснили, почему некоторые квантовые системы не достигают равновесия Физики объяснили, почему некоторые квантовые системы не достигают равновесия

В некоторых квантовых системах равновесие не достигается никогда

Популярная механика
Беньямин Форестер Беньямин Форестер

Пасечник-швейцарец делает мёд в Переславле-Залесском

Seasons of life
Как Олимпиада показала скейтбордингу женскую перспективу Как Олимпиада показала скейтбордингу женскую перспективу

На Олимпийских играх в Токио дебютировал скейтбординг — с победами юных девушек

РБК
Метод «Команды 29». Чем запомнится объявившее о самороспуске независимое объединение юристов Метод «Команды 29». Чем запомнится объявившее о самороспуске независимое объединение юристов

Какие дела за годы своего существования вела и предавала огласке «Команда 29»

СНОБ
Битва за плиту: почему большинство шеф-поваров — мужчины и как изменить эту ситуацию Битва за плиту: почему большинство шеф-поваров — мужчины и как изменить эту ситуацию

C какими препятствиями сталкиваются женщины, строящие карьеру в индустрии еды

Forbes
«Они лгут меньше, чем женщины!»: остроумные цитаты принцессы Дианы о мужчинах «Они лгут меньше, чем женщины!»: остроумные цитаты принцессы Дианы о мужчинах

Принцесса Уэльская иначе взглянула на мир, когда ее брак потерпел неудачу

Cosmopolitan
Колонизация наоборот: что бы случилось, если бы коренное население Америки завоевало Европу? Фрагмент новой книги Лорана Бине Колонизация наоборот: что бы случилось, если бы коренное население Америки завоевало Европу? Фрагмент новой книги Лорана Бине

Отрывок из романа Лорана Бине — об иллюзорности цивилизационного превосходства

Esquire
Болезни большого города: книги о стрессе, тревоге и травмах с хорошей научной базой Болезни большого города: книги о стрессе, тревоге и травмах с хорошей научной базой

Депрессия, детские травмы, тревожность – можно ли помочь себе с помощью книг?

Популярная механика
Виктор Началов. Колыбельная для дочки Виктор Началов. Колыбельная для дочки

История Юлии Началовой, рассказанная ее отцом

Коллекция. Караван историй
Самые роскошные королевские свадьбы ХХI века: торжества Миддлтон, Маркл и других Самые роскошные королевские свадьбы ХХI века: торжества Миддлтон, Маркл и других

Церемонии монарших особ — это грандиозные праздники

Cosmopolitan
«Катя спровоцировала Галю»: подруга Грачевского о «войне» его любимых женщин «Катя спровоцировала Галю»: подруга Грачевского о «войне» его любимых женщин

Галина Грачевская вступила в борьбу за наследство бывшего мужа

Cosmopolitan
Фиджийские пчелы выиграли от вырубки лесов на главном острове архипелага Фиджийские пчелы выиграли от вырубки лесов на главном острове архипелага

Порой вырубка лесов приносит пользу насекомым

N+1
Открыть в приложении