«Нет одиночества страшнее, чем одиночество в толпе…» — писал однажды русский поэт Михаил Лермонтов. Драматург еще не знал, что на смену одиночеству среди людей может прийти другое, более масштабное — вселенское. Есть ли во Вселенной другие разумные существа помимо человека? Или хотя бы примитивные представители других планет? Ученые уже много десятилетий пытаются найти ответ посредством наблюдения за другими планетами, анализом атмосфер экзопланет и поиском сигналов, которые могли бы указывать на наличие внеземного разума. И все чаще спутником человека по поиску сожителей во Вселенной выступает искусственный интеллект.
Искусственный интеллект — это системы, способные обучаться и принимать решения на основе огромного массива схожих данных. Одним из самых мощных инструментов ИИ являются нейросети — алгоритмы, имитирующие работу человеческого мозга. Нейронные сети могут отличать настоящие космические сигналы от помех, созданных техникой на Земле — от мобильных телефонов, спутников или даже микроволновых печей.
Поиск внеземного разума
SETI расшифровывается как Search for Extraterrestrial Intelligence, то есть «Поиск внеземного разума». Это научный проект, задача которого — обнаружить сигналы, исходящие от других разумных цивилизаций, находящихся вне Земли. Основной идеей является предположение, что если где-то в галактике и существует развитая цивилизация, она может использовать радиоволны для связи или передачи информации, так же, как это делает человек.
Для поиска таких сигналов используются радиотелескопы — гигантские антенны, способные ловить радиоволны из глубин космоса. Но проблема в том, что собираемые данные невероятно велики. Например, телескоп FAST в Китае ежедневно получает терабайты информации, и обработать такие объемы вручную практически невозможно. И тут на сцену выходят вычислительные способности искусственного интеллекта.
Использование алгоритмов машинного обучения и глубоких нейронных сетей значительно улучшает точность классификации космических сигналов, таких как быстрые радиовсплески, которые могут быть потенциальными кандидатами на внеземное происхождение.
Быстрые радиовсплески — это короткие и очень мощные единичные радиоимпульсы длительностью всего несколько миллисекунд. Первый такой сигнал был зарегистрирован в 2007 году, и с тех пор ученые активно их исследуют и спорят о происхождении. Большинство из них приходят из далеких галактик, но точные источники пока не установлены. Некоторые теории связывают их с магнетарами — типом нейтронных звезд, другие допускают возможность техногенного происхождения. Для анализа быстрых радиовсплесков также активно применяется нейросеть FETCH, которая умеет отличать быстрые радиовсплески от помех с точностью выше 99,5%. Даже в условиях сильного шума нейросеть демонстрировала высокую эффективность.
Вселенная полна неизвестных физических процессов, которые могут имитировать «искусственные» паттерны. На сегодняшний день быстрые радиовсплески — одна из величайших загадок астрофизики. Но как бы то ни было, большинство ученых считают их естественными явлениями, которые могут быть связаны с магнетарами или слияниями нейтронных звезд.
Эксперт отмечает, что гипотезы об искусственном происхождении, включая «технологические» сигналы цивилизаций, пока не опровергнуты на 100%. Шансы инопланетной природы оцениваются как минимальные, но не нулевые.
Радиочастотные помехи — одна из главных трудностей при работе с радиосигналами. Они создаются предметами пользования людей — от авиационных радаров до Wi-Fi-сетей. Помехи могут полностью затушить слабый сигнал из космоса, поэтому их необходимо фильтровать.
Другие масштабные проекты
Один из самых масштабных проектов SETI — Breakthrough Listen, запущенный в 2015 году. Его цель — сканировать миллиарды звездных систем в поисках радиосигналов и лазерных импульсов, которые имеют вероятность искусственного происхождения. Для этого используются самые мощные радиотелескопы мира, включая обсерваторию Грин-Бэнк в США и телескоп Паркса в Австралии.
Другой амбициозный проект будущего — Square Kilometre Array, строящийся в Австралии и Южно-Африканской Республике. Это будет самый большой и чувствительный радиотелескоп в истории, способный собирать экзабайты данных в год. Для сравнения: один только SKA будет генерировать столько данных, сколько требуется для сегодняшнего мирового интернет-трафика. Изучение внеземной жизни — не единственная задача для SKA. Создатели армии из тысяч массивных телескопов собираются также изучать природу темной материи и энергии, космический магнетизм и межзвездную среду.
Обрабатывать такие объемы без ИИ просто невозможно. Поэтому в рамках SKA активно разрабатываются алгоритмы, основанные на самонастраивающемся обучении и генеративно-состязательных сетях. Эти технологии позволяют работать с сухими данными, восстанавливать недостающие элементы и автоматически классифицировать объекты.
Этика первого контакта
Применение ИИ в науке поднимает не только технические, но и этические вопросы. Кто отвечает за ошибки алгоритма? Как обеспечить прозрачность его работы? Может ли ИИ упустить важный сигнал из-за ограничений модели? Эти вопросы становятся особенно актуальными, когда речь идет о поиске внеземной жизни — одном из самых важных вопросов в истории человечества.
Международные организации, такие как ЮНЕСКО, уже разрабатывают рекомендации по этичному использованию ИИ в науке. Прозрачность, защита данных и объяснимость моделей — ключевые принципы, которые должны соблюдаться, чтобы результаты были достоверными и надежными.
Искусственный интеллект уже сейчас играет ключевую роль в анализе данных по поиску внеземной жизни. Он помогает обнаруживать тысячи новых астрофизических объектов, фильтровать помехи, классифицировать сигналы и повышать точность наблюдений. С каждым годом технологии становятся совершеннее, а возможности — шире. Возможно, именно благодаря этим технологиям человечество однажды избавится от Вселенского одиночества, и наладит научную и культурную коммуникацию с другими разумными цивилизациями. Никита Беляков поддерживает оптимистичный настрой касательно нарастающей роли ИИ в научных исследованиях:
С интеграцией нейросетей в съемочную аппаратуру телескопов и космических аппаратов, а также с развитием квантовых вычислений шансы на качественный поиск и контакт с внеземными цивилизациями, если они существуют, растут, несмотря на космические расстояния.
Ранее мы рассказывали о том, как искусственный интеллект находит месторождения золота, нефти и редких металлов.