AI에 지구서 본 태양·화성 궤도 데이터 줬더니…

16세기 천문학자 니콜라우스 코페르니쿠스는 당시 주류였던 천동설을 뒤엎고 지동설을 주창했다. 연구자들이 AI에 지구에서 관측한 태양과 화성 궤도 데이터를 가르친 결과 AI 역시 코페르니쿠스처럼 태양을 중심으로 행성이 돌고 있는 걸 발견했다는 지적이 나왔다.

스위스 취리히공대 레나토 레너(Renato Renner) 연구팀은 다양한 현상을 간단한 수식으로 나타내도록 대규모 데이터세트를 기본 수식으로 분해하는 신경망 디자인을 목표로 했다. 기존 신경망에선 화상이나 음성 등 개체를 인식하려면 방대한 데이터세트를 학습시켜야 한다. 그 결과 신경망은 고양이와 드럼 소리 등 특정 개체에 대한 특징을 찾아 대상 객체를 인식할 수 있다.

그런데 신경망이 개체 특징을 인식해 정보를 추출하는 과정은 쉽게 해석할 수 있는 건 아니다. 신경망이 객체를 인식하는 방법은 블랙박스와 같은 것이다. 물리학 도출을 위한 일반 수식이나 법칙처럼 해석할 수 없다.

연구팀은 신경망 2개를 이용한 AI를 개발했다. 이 AI는 첫 번째 신경망이 전형적인 AI와 마찬가지로 데이터세트를 학습하고 특징을 인식한다. 이어 첫 번째 신경망을 학습한 경험, 압축된 정보를 2번째 신경망에 전달하고 2번째 신경망은 한정된 정보를 통해 새로운 예측을 도출한다. 이 과정은 교사가 지식을 학생에게 가르치는 것과도 같다.

연구팀은 개발한 AI를 테스트하기 위해 지구에서 본 화성과 태양의 움직임에 관한 데이터를 주고 어떤 결과가 나오는지 알아봤다. 그 결과 연구팀이 개발한 AI는 예전 코페르니쿠스가 발표한 태양을 중심으로 한 화성 궤도 계산식을 재발견했다. 연구에 참여한 한 연구자는 코페르니쿠스 천문학의 발견에 대해 과학사에서 가장 중요한 패러다임 중 하나라고 말했다.

연구팀은 이번 발견에 대해 AI가 방장식을 도출했지만 이 방정식을 해석하고 실제로 어떤 현상과 관련이 있는지 이해하려면 인간의 눈이 필요하다고 강조했다. 연구팀은 데이터에서 물리 법칙을 도출하는 AI를 발전시켜 양자역학 분야 모순을 해결하는데 도움을 주고 싶다고 생각하고 있다. 한 연구자는 이번 결과에 대해 이 기술이 물리학 분야를 넘어 복잡해지는 현상을 이해할 길이 될 수 있다고 밝혔다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.