روز علوم پایه، فرصتی است برای یادآوری این حقیقت که آینده را تنها ابزارها و فناوریهای پیشرفته نمیسازند، بلکه اندیشه، پرسشگری و توانایی حل مسئله، بنیان این آینده را شکل میدهد. سرمایهگذاری بر علوم پایه در واقع سرمایهگذاری بر قدرت تفکر یک جامعه است، چراکه جامعهای که میآموزد عمیقتر بپرسد، دقیقتر تحلیل کند و بر پایه دانش تصمیم بگیرد، نهتنها مصرفکننده فناوری، بلکه سازنده و صاحب آینده آن خواهد بود.
آموزش طوطیوار، دانشآموزان را از ریاضی گریزان میکند
حمید موسوی، عضو هیئت علمی دانشگاه تبریز، در گفتوگو با ایسنا با اشاره به دلایل گریزان بودن بسیاری از افراد از ریاضی و آمار، گفت: این مسئله موضوع سادهای نیست و به عوامل مختلفی از جمله توانایی فرد و نحوه آموزش بستگی دارد، این دو عامل در کنار یکدیگر تأثیر بسیار زیادی بر میزان علاقه یا گریزان بودن افراد از ریاضیات دارند. گاهی در شیوه آموزش، دانشآموز یاد میگیرد که مطالب را صرفاً برای شب امتحان حفظ کند و این نوع آموزش طوطیوار، زمینهای برای درک واقعی مفاهیم ایجاد نمیکند.
وی ادامه داد: متأسفانه امروز شرایطی در برخی خانوادهها ایجاد شده که از همان دوران کودکی، برای ساکت کردن بچهها گوشی تلفن همراه در اختیار آنان قرار داده میشود. این کار باعث میشود کودک به بازی با ابزارهایی عادت کند که الزاماً فکری و سازنده نیستند و در کنار آن، تحرک نیز کاهش پیدا میکند.
وی با بیان اینکه کمتحرکی فقط آثار ظاهری و جسمانی ندارد، افزود: وقتی سیستم بدنی فرد به شکل درست فعالیت نکند، آثار آن از لحاظ فکری بسیار بیشتر خواهد بود و متأسفانه خانوادهها به این موضوع توجه کافی ندارند.
عضو هیئت علمی دانشگاه تبریز گفت: فکر کردن در ابتدا کار سختی است و انسان معمولاً از کارهای سخت فرار میکند. در مغز، میان سلولهای عصبی فاصلههایی وجود دارد که از طریق سیناپسها با یکدیگر ارتباط برقرار میکنند و این ارتباطات با رشد فرد توسعه پیدا میکنند.
وی ادامه داد: اگر فرد از دوران کودکی، حتی پیش از دبستان، به مسائل فکری روی بیاورد، مویرگهای موجود در مغز بیشتر میشوند و خونرسانی و اکسیژنرسانی افزایش پیدا میکند که در نهایت میتواند قدرت تصمیمگیری و توانایی فکر کردن فرد را افزایش دهد، اما ما این فرصت را از کودکان میگیریم.
موسوی با بیان اینکه یکی از عوامل بسیار تأثیرگذار در این دوره، اضطراب است، گفت: وقتی دانشآموز نمیتواند مسئلهای را حل کند و او را تحقیر میکنیم، از ریاضیات فرار میکند و به سمت زمینههای دیگری میرود تا تواناییهای خود را نشان دهد و بگوید او نیز تواناییهایی دارد. البته افرادی هستند که در هنر و حوزههای دیگر استعداد دارند و باید به استعداد آنان نیز توجه شود، اما ریاضیات نیز در کنار سایر استعدادها اهمیت زیادی دارد، چراکه دانستن ریاضی برای تقویت فکر ضروری است.
وی با اشاره به مسئله دیگر در زمینه کاهش توجه به ریاضیات، گفت: حضور ریاضیات در زندگی مردم چندان محسوس نیست و افراد متوجه نمیشوند که در چه بخشهایی از زندگی خود از ریاضیات استفاده میکنند، در حالی که ریاضیات تقریباً در تمام زندگی مورد استفاده قرار میگیرد و همین ناآگاهی موجب کاهش توجه و اهمیت آن در نگاه مردم شده است.
موسوی با بیان اینکه ریاضی نقش مهمی در درک بهتر مسائل دارد، گفت: در گذشته ساعات بیشتری برای آموزش ریاضیات صرف می.شد، اما امروز این میزان کاهش پیدا کرده است. اگر مفاهیم دینی وجود دارد، باید از سن خاصی آغاز شود و درک آن نیز مورد توجه باشد، اما نمیتوان با کاهش مباحث ریاضی، زمینه تقویت تفکر دانشآموز را از بین برد.
وی درباره اهمیت سواد آماری در عصر اطلاعات اظهار کرد: وقتی درباره اطلاعات در جامعه صحبت میکنیم، بسیاری از پدیدهها به صورت گسسته بررسی میشوند و آمار در این زمینه نقش اساسی دارد، برای مثال، وقتی بیماری در جامعهای شیوع پیدا میکند، درصد شیوع و میزان گسترش آن به صورت آماری محاسبه میشود.
وی ادامه داد: درباره تأثیر یک دارو نیز جامعه نمونهای در نظر گرفته میشود و مثلاً اگر از میان ۱۰۰ نفر، ۷۰ نفر اثر مثبت دارو را دریافت کنند، میزان اثرگذاری آن ۷۰ درصد خواهد بود که البته روشهای آماری مختلفی برای بررسی دقیقتر این موضوع وجود دارد.
عضو هیئت علمی دانشگاه تبریز با اشاره به انتخابات گفت: نمونههایی از بخشهای مختلف جامعه انتخاب میشوند تا مشخص شود احتمال رأیآوری کدام فرد بیشتر است. اگر تعداد نمونهها و پاسخهای بهدستآمده درست باشد، نتیجه حاصل از آن میتواند بسیار نزدیک به نتیجه کل جامعه باشد.
وی با تأکید بر ضرورت آگاهی مردم نسبت به نحوه استفاده از آمار، اظهار کرد: مسئله فریب آماری در جامعه ما بسیار زیاد است. برای مثال، وقتی گفته میشود میانگین حقوق کارکنان یک شرکت فلان مقدار است، اگر فاصله میان دادهها و میانگین را ندانیم، خود عدد میانگین عملاً فایدهای ندارد.
موسوی افزود: آمارسازی نیز زیاد دیده میشود و در شرایط جنگ ممکن است آمارسازی و ارائه آمار دروغین صورت گیرد تا جامعه خود را متقاعد کند که جنگش درست است. بنابراین، با دادهها و آمارهای غلط میتوان افکار عمومی را تحت تأثیر قرار داد.
وی تأکید کرد: دانستن آمار امروز در تمام بخشهای زندگی اهمیت دارد و آگاهی آماری به فرد کمک میکند در برابر حجم زیادی از تبلیغات و اطلاعاتی که میبیند، بتواند تشخیص دهد که دادهها واقعی یا تقلبی هستند.
مهمترین کاربرد علوم پایه، پرورش ذهن و مدلسازی
عضو هیئت علمی دانشگاه تبریز در پاسخ به این پرسش که در روز علوم پایه، اگر بخواهیم اهمیت ریاضیات را فراتر از محاسبات برای مردم توضیح دهیم، مهمترین کاربرد آن چیست، گفت: مهمترین کاربرد علوم پایه، پرورش ذهن، ساختن توانایی فکر کردن و مدلسازی است.
وی با بیان اینکه از فیزیک نیز در بسیاری از بخشهای زندگی استفاده میکنیم، گفت: چون اصول فیزیک را نمیدانیم، وقتی با مشکلی مواجه میشویم، نمیتوانیم بهراحتی آن را برطرف کنیم. در شیمی نیز ممکن است مواد مختلفی را با یکدیگر ترکیب کنیم که نباید با هم ترکیب شوند.
عضو هیئت علمی دانشگاه تبریز افزود: افرادی که به صورت تخصصی این مباحث را یاد گرفتهاند، میدانند چه موادی را نباید با هم ترکیب کرد و چه واکنشهای خطرناکی ممکن است ایجاد شوند؛ برای مثال، ترکیب برخی شویندههای مختلف نظیر جرمگیر و سفیدکننده میتواند خطرناک باشد، اما بسیاری از افراد این مسائل را نمیدانند.
وی تأکید کرد: علوم پایه باید به فرد توانایی فکر کردن بدهد تا در هر کاری که انجام میدهد، از فکر و تحلیل استفاده کند. اگر فرد فکر نکند، کارها را به صورت خودکار انجام میدهد و هیچ پیشرفتی رخ نمیدهد. کسی که پیشرفت میکند و ابداع و نوآوری دارد، فکر میکند و متأسفانه ما این فکر کردن را از جامعه گرفتهایم.
هشدار نسبت به استفاده بدون آگاهی از مطالب و هوش مصنوعی
عضو هیئت علمی دانشگاه تبریز با انتقاد از استفاده بدون آگاهی از اطلاعات، گفت: امروز در فضای مجازی و حتی محیطهای علمی، مطالب زیادی تولید و منتشر میشود که فرد استفادهکننده حتی معنای آن را نمیداند و صرفاً مطالب را از هوش مصنوعی برداشت کرده است، در بسیاری از موارد نیز این مطالب اشتباه هستند و استفادهکننده توانایی تحلیل آن مطالب را نداشته است.
وی تأکید کرد: اهمیت علوم پایه در جامعه بسیار زیاد است و میتوان گفت علوم پایه نوعی «نرمافزار فکری» برای جامعه است.
ریاضی و آمار، زیربنای هوش مصنوعی و فناوریهای نوین
موسوی درباره ارتباط ریاضی و آمار با هوش مصنوعی، علم داده و فناوریهای نوین گفت: این ارتباط صددرصدی است و بدون ریاضی و آمار، بهویژه در برخی بخشها، اساساً این فناوریها وجود نداشتند.
وی افزود: در هوش مصنوعی از منطق استفاده میشود. برای مثال، در منطق ریاضی، شرطهایی مانند «اگر این باشد، آنگاه این اتفاق رخ میدهد» مطرح میشود و مدارهای منطقی نیز بر اساس همین اصول شکل گرفتهاند.
عضو هیئت علمی دانشگاه تبریز ادامه داد: رمزنگاری، شبکههای عصبی، یادگیری ماشین، دستهبندی دادهها، خوشهسازی، پیشبینیها و درخت تصمیم، همگی از مفاهیم ریاضی و آماری استفاده میکنند و آمار نیز در بسیاری از این حوزهها نقش اساسی دارد.
وی گفت: حتی وقتی وارد ریاضیات مالی میشویم، آمار و ریاضی کاربرد گستردهای دارند. در بهینهسازی نیز از ریاضیات استفاده میشود؛ برای مثال، گوگل مپ میتواند کوتاهترین مسیر یا مسیری را که خلوتتر است مشخص کند و این کار نیازمند بررسی و بهینهسازی است.
موسوی افزود: در حوزه رمزارزها، بهینهسازی انرژی و بسیاری از حوزههای دیگر نیز ریاضیات حضور دارد و اساساً نمیتوان فناوریهای جدید را بدون ریاضیات تصور کرد.
عضو هیئت علمی دانشگاه تبریز افزود: یک فرد بااستعداد وقتی در کنار یک استاد بسیار خوب قرار میگیرد و به اطلاعات و امکانات مناسب دسترسی پیدا میکند، میتواند پیشرفت کند؛ در حالی که اگر استاد قوی نیز وجود داشته باشد اما اطلاعات و امکانات لازم در اختیارش نباشد، امکان رشد به همان میزان فراهم نمیشود.
وی با اشاره به نمونه مریم میرزاخانی اظهار کرد: اگر فردی مانند مریم میرزاخانی به کشور بازمیگشت، ممکن بود با موانعی مواجه شود که اجازه ندهد به همان مسیر علمی ادامه دهد. بنابراین، در برخی موارد سیستم موجود اجازه استفاده کامل از ظرفیت نخبگان را نمیدهد.
موسوی یکی از مهمترین چالشهای علوم پایه در دانشگاههای کشور را وجود شکاف عمیق میان پژوهشهای بنیادی و نیازهای بخشهای مختلف دانست و گفت: مهمترین مشکل، نبود زبان مشترک میان دانشگاه و صنعت است.
وی توضیح داد: صنعت نمیتواند مشکل خود را به صورت مسئله بیان کند و در نتیجه، امکان مدلسازی و حل ریاضی آن نیز فراهم نمیشود. از سوی دیگر، متخصص علوم پایه نیز نمیتواند بدون شناخت مسئله صنعت، راهحل مناسبی برای آن ارائه کند.
عضو هیئت علمی دانشگاه تبریز افزود: به همین دلیل، علوم پایه در دانشگاهها بیشتر در محیط داخلی خودشان باقی ماندهاند و به جای مسئلهمحوری، مقالهمحوری شکل گرفته است.
وی با انتقاد از نظام ارزیابی استادان دانشگاه اظهار کرد: عضو هیئت علمی نیاز دارد سالانه تعداد مشخصی مقاله ارائه کند تا بتواند حقوق و امتیازات خاص خود را دریافت کند و پایه علمی خود را ارتقا دهد؛ بنابراین مجبور است به سمت تولید سریع مقاله برود.
موسوی ادامه داد: این مسئله باعث شده است به سمت تحقیقات کوتاهمدت برویم، زیرا پژوهشهای بنیادی ممکن است سالها زمان نیاز داشته باشند. ممکن است ۱۰ سال پژوهش انجام شود و بعد از آن دارویی ساخته شود، اما پژوهشگر برای چنین کاری به بودجه پایدار نیاز دارد و چون این بودجه وجود ندارد، افراد به سمت موضوعاتی میروند که سریعتر به نتیجه برسد و بتوانند مقاله منتشر کنند و امتیازات خود را دریافت کنند.
دانشگاه باید مسئلهمحور باشد، نه صرفاً مقالهمحور
وی با تأکید بر اهمیت ارتباط دانشگاه با جامعه گفت: بخش مهم ارتباط دانشگاه با جامعه، قشر عظیم دانشجویان هستند و خروجی دانشگاه همین دانشجویاناند. دانشجویانی که در رشتههای مختلف، از جمله مهندسی، وارد جامعه میشوند، باید در دانشگاه ریاضی را یاد بگیرند.
موسوی افزود: بسیاری از دانشجویان حتی دروس رشته مهندسی خود را نیز بهدرستی یاد نمیگیرند؛ زیرا درس نمیخوانند و بنیه ریاضی و اطلاعات لازم را ندارند و در نتیجه نمیتوانند مسئلهای را مطرح کنند یا سؤال خود را به صورت یک مسئله ریاضی ارائه دهند. مدلسازی برای حل مسئله، یکی از بخشهای مهم ارتباط میان دانشگاه و صنعت است.
هوش به تنهایی کافی نیست، یادگیری نیازمند تمرین و زمان است
موسوی با تفکیک میان هوش و یادگیری گفت: در بحث آموزش باید میان «هوش» و «عقل» تفاوت قائل شد. هوش جداست و هرچه فرد باهوشتر باشد، این هوش میتواند سرعت یادگیری او را افزایش دهد، اما ممکن است فرد باهوش باشد و هیچ چیزی یاد نگیرد، چون اصلاً به سمت یادگیری نمیرود.
وی افزود: دانشجو باید بداند چگونه از هوش خود استفاده کند و نقش استاد نیز در این زمینه مشخص است. استاد در واقع مانند یک کاتالیزور عمل میکند و کمک میکند دانشجو یا دانشآموز سریعتر یاد بگیرد، اما اصل یادگیری نیازمند تلاش خود فرد است.
انتقاد از کاهش سطح علمی ورودیهای دانشگاه
موسوی با اشاره به تغییر شرایط ورود به دانشگاه گفت: زمانی برای قبولی در برخی دانشگاهها حتی نمرههای بالا نیز بهراحتی پذیرفته نمیشد، اما امروز تعداد دانشگاهها بسیار زیاد شده و یکی از مشکلات این است که افرادی وارد دانشگاه میشوند که آمادگی علمی لازم را ندارند.
وی افزود: کنکور در حال حاضر بیشتر نقش مرتب و دستهبندی کردن افراد را دارد و لزوماً نشاندهنده سطح علمی واقعی آنان نیست. دانشگاهها نیز به دلیل افزایش ظرفیت، با دانشجویانی مواجه شدهاند که سطح علمی پایینی دارند.
عضو هیئت علمی دانشگاه تبریز تأکید کرد: برخی افراد اساساً نباید با سطح علمی فعلی وارد دانشگاه شوند و حتی نباید دیپلم میگرفتند. مشکل اصلی از آموزش و پرورش آغاز میشود و این سیستم ضربه بزرگی به دانشگاه وارد کرده است.
حذف مباحث ریاضی، از دبیرستان تا دانشگاه
وی با انتقاد از حذف برخی مباحث ریاضی از دوره دبیرستان اظهار کرد: وقتی مفاهیمی مانند انتگرال از دبیرستان حذف میشود، نمیتوان انتظار داشت دانشجو در دانشگاه آمادگی لازم را داشته باشد. دانشآموز باید این مفاهیم را در حد مناسب یاد بگیرد تا وقتی وارد دانشگاه شد، استاد مجبور نباشد آموزش ریاضی را از صفر آغاز کند.
وی با اشاره به رشته معماری نیز گفت: در رشته معماری نیز نمیتوان ریاضیات را نادیده گرفت. اگر قرار است معماری به شکل درست آموزش داده شود، دانشجوی معماری باید مفاهیم ریاضی لازم را بداند.در برخی کشورهای دیگر، دانشجوی معماری مدت قابل توجهی ریاضی میخواند و سپس وارد مراحل تخصصی میشود؛ در حالی که در ایران بسیاری از دانشجویان و حتی برخی افراد فعال در حوزه معماری از ریاضی فاصله میگیرند.
وی با اشاره به معماری سنتی ایران گفت: در گذشته افرادی مانند کاشانی، الگوهایی را برای گنبدها بر اساس ریاضیات طراحی میکردند و دیگران بر اساس آن کار میکردند، اما امروز این ارتباط میان ریاضیات و معماری کمرنگ شده است.
مقالهمحوری به جای حل مسئله
موسوی با انتقاد از مقالهمحوری در دانشگاهها گفت: در رشته ریاضی نیز بخش زیادی از فعالیتها به سمت محاسبات عددی و تولید مقاله رفته است و مقالهسازی زیادی صورت میگیرد، در حالی که بسیاری از این مقالات ارزش کاربردی چندانی ندارند.گرایش دانشگاهها به مقاله و امتیاز گرفتن و همچنین نظامهای رتبهبندی، باعث شده بخش پژوهش بیش از اندازه تحت تأثیر قرار گیرد، در حالی که این روند لزوماً ارتباطی با کیفیت آموزش ندارد.
وی با تأکید بر ضرورت توجه به مهارتآموزی دانشآموزان گفت: نباید همه افراد را صرفاً به سمت دانشگاه و نشستن پشت یک میز هدایت کنیم. هر فرد باید متناسب با استعداد خود مسیرش را پیدا کند و در کنار تحصیل، مهارت نیز بیاموزد.
عضو هیئت علمی دانشگاه تبریز با اشاره به ظرفیت مهارتآموزی در مدارس گفت: دانشآموزان باید از دوران دبیرستان مهارتهای مختلف را نیز یاد بگیرند. تابستان میتواند فرصت مناسبی برای آموزش مهارت باشد، اما به جای آن، گاهی برای معلمان کلاسهایی برگزار میشود که مطالب آنها لزوماً کاربردی نیست.
موسوی خاطرنشان کرد: دانشآموزی که در تابستان هیچ مهارتی یاد نمیگیرد، وقتی وارد جامعه میشود، ممکن است حتی نداند با وسایل و امکانات اطراف خود چه کاری میتواند انجام دهد.
ضرورت اصلاح نظام ارزیابی و آموزش
وی با انتقاد از نظام رتبهبندی در آموزش و پرورش گفت: رتبهبندی مدارس و فشار برای کسب رتبه، میتواند مدارس را به سمت نمره و نتیجه ظاهری سوق دهد، در حالی که هدف اصلی باید یادگیری باشد.
موسوی ادامه داد: در دانشگاه نیز افزایش ظرفیت و پذیرش دانشجویانی با سطوح علمی بسیار متفاوت، آموزش را دشوار کرده است. در برخی موارد دانشجویی با سطح علمی بسیار پایین وارد دانشگاه میشود و استاد نمیتواند آموزش را متناسب با همه سطوح پیش ببرد.
وی گفت: این مسئله بار دیگر به دوره دبیرستان و حتی سالهای ابتدایی زندگی بازمیگردد، زمانی که باید ذهن کودک و دانشآموز پرورش پیدا کند، اما به دلیل آموزشهای صرفاً حفظی و نبود تمرین و تفکر، توانایی یادگیری در فرد شکل نمیگیرد و در نهایت فاصله میان دانشگاه، دانشجو و جامعه بیشتر میشود.
هرچه هوش مصنوعی پیشرفتهتر شود، وابستگی آن به ریاضیات بنیادین بیشتر میشود
عضو هیئت علمی دانشگاه تبریز در گفتوگو با ایسنا با تأکید بر نقش بنیادین ریاضیات در توسعه و پیشرفت هوش مصنوعی، گفت: هرچه هوش مصنوعی پیشرفتهتر میشود، وابستگی آن به ریاضیات بنیادین بیشتر میشود، نه کمتر، چراکه تقویت علوم پایه در دانشگاهها و مدارس، نه یک انتخاب، بلکه ضرورتی برای تداوم نوآوری است.
حبیب ایزدخواه، در پاسخ به پرسشی درباره نقش ریاضیات در آینده هوش مصنوعی، اظهار کرد: در ظاهر ممکن است به نظر برسد که هوش مصنوعی کار را برای انسان آسان کرده و نیاز به دانش پایه را کاهش داده است، اما واقعیت دقیقاً برعکس است.
وی ادامه داد: نقش ریاضیات در این حوزه را میتوان در سه محور اساسی بررسی کرد، ریاضیات بهعنوان ماده خام و قوانین بازی هوش مصنوعی، نقش آن در شفافیت و قابلیت اعتماد و همچنین ریاضیات بهعنوان منبع الهام برای نسل بعدی الگوریتمها.
وی با بیان اینکه همه الگوریتمهای یادگیری ماشین و شبکههای عصبی، از سادهترین رگرسیون خطی تا پیچیدهترین مدلهای زبانی بزرگ، در قلب خود چیزی جز بهینهسازی توابع ریاضی، جبر خطی، آمار و حسابان نیستند، گفت: اگر ریاضیات را برداریم، هوش مصنوعی به یک جعبه سیاه بیمحتوا تبدیل میشود که هیچکس نمیتواند خطای آن را پیشبینی یا تعمیم دهد.
وی افزود: آینده فناوری نیازمند ریاضیدانانی است که نه فقط از ابزارها استفاده کنند، بلکه قواعد بازی را بازنویسی کنند. امروزه مدلهایی داریم که پاسخ درست میدهند، اما نمیدانیم چرا. اینجا جایی است که ریاضیات بنیادین، مانند نظریه اطلاعات، هندسه جبری و نظریه اعداد، میتواند به ما کمک کند تا به جای حدس، به اثبات برسیم.
وی ادامه داد: در آینده، فناوریهایی که در حوزه سلامت، حملونقل خودران یا سیستمهای مالی به کار میروند، باید تضمین ریاضی داشته باشند، نه صرفاً دقت آماری و این تضمین فقط از دل علوم پایه بیرون میآید.
ایزدخواه با بیان اینکه هوش مصنوعی فعلی عمدتاً بر پایه دادههای انبوه و توان محاسباتی استوار است، گفت: آینده از آن الگوریتمهایی است که با کمترین داده و بیشترین فهم کار کنند.
وی افزود: الهامبخش این رویکرد، ریاضیات محض است، نظریه گراف، توپولوژی، نظریه زنجیرههای مارکف و حتی مفاهیمی از هندسه ناجابجایی. بسیاری از پیشرفتهای آینده در هوش مصنوعی، نه از مهندسی نرمافزار، بلکه از قضایای ریاضیِ کشفنشده امروز سرچشمه خواهند گرفت.
عضو هیئت علمی دانشگاه تبریز با تأکید بر اینکه نقش ریاضیات در آینده، ماشینحساب بودن نیست، بلکه معمار بودن است، اظهار کرد: همانطور که یک معمار بزرگ باید فیزیک و زیباییشناسی را با هم تلفیق کند، یک دانشمند داده آینده نیز باید بتواند مفاهیم انتزاعی ریاضی را به راهحلهای ملموس فناورانه تبدیل کند.
وی خاطرنشان کرد: هرچه هوش مصنوعی فراگیرتر شود، تقویت علوم پایه در دانشگاهها و مدارس نه یک انتخاب، بلکه یک ضرورت وجودی برای بقای نوآوری خواهد بود.
ایزدخواه در تشبیهی درباره رابطه ریاضیات و هوش مصنوعی گفت: هوش مصنوعی موتور آینده است، اما ریاضیات نقشه راه، سوخت و سیستم ترمز آن را همزمان تأمین میکند، بدون ریاضیات، فناوری آینده کور و بیتابع خواهد بود.
آینده هوش مصنوعی در گرو علوم پایه است
وی در پاسخ به این پرسش که آیا میتوان گفت هوش مصنوعی بدون ریاضیات قدرتمند، عملاً امکان پیشرفت امروز خود را نداشت، گفت: نه تنها میتوان گفت، که باید گفت هوش مصنوعی امروز، بدون ریاضیات قدرتمند، نه فقط پیشرفت نمیکرد، که اساساً به وجود نمیآمد.
عضو هیئت علمی دانشگاه تبریز افزود: برای اینکه این موضوع صرفاً یک ادعا باقی نماند، میتوان آن را در سه سطح تاریخی، ساختاری و عملیاتی بررسی کرد.بسیاری تصور میکنند هوش مصنوعی زاییده کامپیوترهاست، اما حقیقت این است که کامپیوتر فقط مفسر بود و متن اصلی را ریاضیدانان نوشتند.
وی ادامه داد: نظریه «پرسپترون» بهعنوان یکی از نخستین نمونههای شبکه عصبی، در سال ۱۹۵۸ توسط فرانک روزنبلات ارائه شد و ریشه در جبر خطی و معادلات دیفرانسیل داشت. همچنین معادله معروف «پسانتشار خطا» (Backpropagation) که ستون فقرات آموزش شبکههای عمیق است، چیزی جز مشتقگیری زنجیرهای از قوانین حسابان نیست.
وی افزود: حتی الگوریتمهای جستوجو و تصمیمگیری در هوش مصنوعی کلاسیک نیز بر پایه نظریه گراف و منطق ریاضی بنا شدهاند. اگر ریاضیات را از تاریخ هوش مصنوعی حذف کنیم، فقط یک جعبه فلزی خاموش خواهیم داشت که هرگز روشن نشده است. هوش مصنوعی چیزی جز تبدیل داده به تصمیم نیست و این تبدیل در چهار مرحله اصلی اتفاق میافتد که هر چهار مرحله، ریاضی هستند.
وی توضیح داد: نمایش داده از طریق بردارها، ماتریسها و تنسورها به جبر خطی مربوط است، اندازهگیری خطا و فاصله پیشبینی تا واقعیت به آنالیز ریاضی و حسابان مرتبط است، بهینهسازی وزنها و کاهش خطا با استفاده از الگوریتمهای گرادیان نزولی که از مشتقات پارامتری تغذیه میکنند انجام میشود و احتمال و آمار نیز برای انتخاب محتملترین پاسخ یا تشخیص الگو مورد استفاده قرار میگیرد.
وی با بیان اینکه حتی یک خط کد از یک مدل زبانی بزرگ مانند GPT را میتوان مورد توجه قرار داد، افزود: پشت هر کلمهای که تولید میکند، میلیونها عمل ضرب ماتریسی با اعداد اعشاری ۳۲ بیتی قرار دارد. این یعنی ریاضیات، زبان مادری ماشین است، نه یک ابزار کمکی.جالب اینجاست که بزرگترین مشکلات امروز هوش مصنوعی، مانند توهمات، شکنندگی در برابر ورودیهای اندکمتفاوت و نیاز به دادههای عظیم، همگی ریشه در نقص مدلهای ریاضی فعلی دارند.
وی ادامه داد: ما در حال حاضر از توابع ریاضی سادهای مانند Softmax و ReLU برای مدلکردن پیچیدگیهای جهان استفاده میکنیم. پیشرفتهای آینده هوش مصنوعی نه فقط با سختافزار بیشتر، بلکه با ارائه ساختارهای ریاضی عمیقتر ممکن خواهد شد؛ برای مثال استفاده از هندسههای غیراقلیدسی برای درک روابط فضایی یا نظریه گروهها برای تشخیص تقارنهای پنهان در داده.
عضو هیئت علمی دانشگاه تبریز در تشبیهی دیگر اظهار کرد: اگر بخواهیم استعارهای به کار ببریم، هوش مصنوعی یک اتومبیل فرمول یک است که با سرعت در حال حرکت است. ریاضیات هم موتور آن است، هم جاده، هم اکسیژن برای احتراق و هم قوانین راهنمایی و رانندگی که از سقوط آن جلوگیری میکند.
وی با تأکید بر نقش غیرقابل انکار ریاضیات در توسعه هوش مصنوعی گفت: هر دستاوردی که امروز در هوش مصنوعی میبینیم، نام دیگری دارد و آن ریاضیات است.اگر فردا بودجه پژوهشی یک دانشگاه را به دو بخش ریاضی و مهندسی هوش مصنوعی تقسیم کنند، مطمئن باشید که بودجه بخش ریاضی، سرمایهگذاری روی فردای آن مهندسی است.
وی تأکید کرد: بدون ریاضیات قدرتمند، هوش مصنوعی امروز نه یک فناوری، بلکه یک رویای خام در دفترچههای دانشمندان قرن بیستم باقی میماند.
انتهای پیام
