Термодинамикийн үүднээс авч үзвэл амьдрал бол тэнцвэрт байдлаас гарсан систем бөгөөд эмх замбараагүй байдлын түвшнийг нэмэгдүүлэх хандлагыг эсэргүүцдэг. Ийм төлөв байдалд динамик нь цаг хугацааны явцад эргэлт буцалтгүй байдаг. Эмх замбараагүй болох хандлага ба эргэлт буцалтгүй байдлын хоорондын энэ холбоог 1927 онд Английн физикч Артур Эддингтон "цаг хугацааны сум" гэж илэрхийлсэн байдаг.
Одоо Киотогийн их сургууль, Хоккайдогийн их сургууль, Баскийн хэрэглээний математикийн төвийн судлаачид багтсан олон улсын баг биологийн систем, машин сургалт болон хиймэл оюун ухааны хэрэгслийн зан үйлийн талаарх бидний ойлголтыг улам бүр нэмэгдүүлж, түр зуурын тэгш бус байдлын шийдлийг боловсруулжээ.
"Судалгаа нь анх удаа тэнцвэргүй эмх замбараагүй Исинг сүлжээнүүдийн түр зуурын тэгш бус байдлын тодорхой математик шийдлийг санал болгож байна" гэж Баскийн Хэрэглээний Математикийн Төвийн хамтран зохиогч Мигель Агилера хэлэв.
Судлаачид байнга холбогдсон нейронуудыг судлахад ашигладаг хэрэгсэл болох Исинг загвар хэмээх том хэмжээний цогц сүлжээнүүдийн прототип дээр анхаарлаа төвлөрүүлжээ. Нейронуудын хоорондох холболтууд тэгш хэмтэй байх үед Исинг загвар нь тэнцвэрт байдалд байх бөгөөд эргэх шил гэж нэрлэгддэг нарийн төвөгтэй эмх замбараагүй байдлыг харуулдаг. Энэ төлөвийн математик шийдэл нь 2021 оны физикийн салбарын Нобелийн шагналыг Жоржио Парисид олгоход хүргэсэн.
Гэхдээ амьд системээс ялгаатай нь спин талстууд тэнцвэрт байдалд байгаа бөгөөд тэдгээрийн динамик нь цаг хугацааны хувьд буцаагдах боломжтой байдаг. Судлаачид нейрон хоорондын тэгш бус холболтоос үүссэн цаг хугацааны эргэлт буцалтгүй Исинг динамик дээр ажиллажээ.
Олж авсан тодорхой шийдлүүд нь хиймэл оюун ухааны мэдрэлийн сүлжээг судлах ойролцоо аргыг боловсруулах жишиг болж өгдөг. Олон үе шатанд ашигладаг сургалтын аргуудыг хөгжүүлэх нь машин сургалтын судалгааг ахиулж чадна.
"Исингийн загвар нь гүн гүнзгий суралцах, үүсгэгч хиймэл мэдрэлийн сүлжээн дэх сүүлийн үеийн дэвшлийн үндэс суурь болж байна. Тиймээс түүний зан төлөвийг ойлгох нь ерөнхийдөө биологийн болон хиймэл оюун ухааны аль алиных нь талаар маш чухал ойлголтуудыг өгдөг" гэж КиотоУ дахь Мэдээлэл зүйн дээд сургуулийн Хидэаки Шимазаки нэмж хэлэв. "Бидний олдворууд нь физик, тархи мэдрэл судлал, математик загварчлалын талаарх ойлголтыг агуулсан сэтгэл хөдөлгөм хамтын ажиллагааны үр дүн юм" гэж Агилера тэмдэглэсэн. Мөн тэрээр "Олон талт арга барил нь том хэмжээний цогц сүлжээний зохион байгуулалтыг ойлгох, магадгүй цаг хугацааны термодинамик сумыг тайлах шинэ арга замуудын үүдийг нээж өгсөн" хэмээн дүгнэсэн байна.
Энэхүү судалгаа нь Nature Communications сэтгүүлд нийтлэгджээ.
Мэдээ бэлтгэсэн: Э.Дэлгэрмаа /Мэдээллийн технологийн салбарын ЭША/
Эх сурвалж: Miguel Aguilera et al, Nonequilibrium thermodynamics of the asymmetric Sherrington-Kirkpatrick model, Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-39107-y