Анализ больших данных в физике элементарных частиц

ПостНаука продолжает рассказывать о современных технологиях и их влиянии на наше будущее в проекте «Банк знаний», подготовленном совместно с Корпоративным университетом Сбербанка. Физик Денис Деркач — про физику частиц, область, в которой нейросети уже заменяют людей.

В разных газетах и журналах мы часто видим утверждения, что искусственный интеллект по мере развития будет вытеснять людей из их профессий. И фактически целые отрасли, целые профессии будут не нужны в будущем. Примерно четыре года назад вышла статья, которая оценивала вероятность автоматизации той или иной профессии, и получилось, что одни ученые оценили, что другие ученые будут не нужны. То есть некоторые профессии в научном мире через несколько лет, несколько десятков лет, возможно, будут автоматизированы на 50–60%, а может быть, и на 70%.

К таким наукам относится физика частиц. Основной эксперимент физики частиц проходит сейчас на Большом адронном коллайдере на границе Швейцарии и Франции в Европейском центре ядерных исследований. Оказывается, искусственный интеллект в физику частиц пришел очень давно. Но давайте начнем еще раньше. Как происходил эксперимент примерно 300–400 лет назад? У вас был какой-то карандаш, у вас была бумажка, на которую вы записывали результаты эксперимента. У вас была, возможно, линейка. А может быть, если вы достаточно богаты, у вас был какой-то хронограф или что-то подобное. И вы делали серию экспериментов, записывали это все на бумагу, после чего выпускали статью или рассылали письма коллегам в зависимости от организации науки в вашей стране в то время.

По большому счету физика частиц еще 70–100 лет назад выглядела точно так же. Единственное отличие заключалось в том, что вместо линейки мы брали несколько более сложные вещи, какой-то небольшой ускоритель или что-то еще. Изначально все, что происходило в физике частиц, записывалось на бумаге и потом каким-то образом анализировалось в виде таблицы. Большим прорывом оказалось использование в физике частиц фотокамеры, которая смогла фотографировать след от пролетевшей мимо частицы. Примером такого устройства являются пузырьковые камеры — это фактически перегретая жидкость, в которой могут оставлять следы пролетающей мимо частицы. То есть представьте себе, что у вас есть кипящая вода, вы туда кинули соль, в результате чего кипение стало гораздо более активным. Примерно таким же образом была устроена пузырьковая камера. Только вместо соли туда кидались какие-то частицы, и вы, кроме того, что готовились загрузить туда макароны, на самом деле фотографировали все, что там происходит.

Для того чтобы фотографировать, нужен был, безусловно, человек, который отсеивал правильные или неправильные события и нужные или ненужные события. Потом был человек, который проявлял эти фотографии, человек, который проводил возможные траектории возможных частиц. В конце этой цепочки находился профессор, который говорил: «Да, вот эта частица полетела туда, и это означает, что это новая частица, мы сделали открытие, все хорошо, отлично. Мы молодцы».