Ученые Саратовского национального исследовательского государственного университета имени Н.Г. Чернышевского сделали удивительное открытие: шум может служить синхронизатором сложных систем. Это открытие, результаты которого опубликованы в журнале Physica D: Nonlinear Phenomena, может изменить наше понимание нейронных сетей и технических устройств.
Представьте себе оркестр, где каждый музыкант играет свою партию, не прислушиваясь к другим. Случайные вибрации, такие как ветер или шаги, вдруг помогают музыкантам начать играть в унисон. Это явление, известное как шумовая синхронизация, стало предметом исследования ученых.
Шум традиционно считается источником помех и ошибок, например, в технике связи или работе вычислительных устройств. Однако наше исследование показывает, что он может играть конструктивную роль. Управляя параметрами шума, такими как интенсивность и спектральные свойства, можно повысить согласованность системы и контролировать ее поведение.
- Татьяна Вадивасова, профессор кафедры радиофизики и нелинейной динамики СГУ имени Н.Г. Чернышевского
Физики СГУ выяснили, что случайные колебания в связях между элементами сложных многослойных систем могут вызывать синхронное поведение различных подсистем. Открытие имеет большое значение для многих областей, включая биологию и искусственный интеллект. В мозге, например, шум от случайных электрических импульсов может способствовать упорядоченному поведению нейронов.
Ученые планируют продолжить исследования, чтобы понять, как шум влияет на сложные системы в реальной жизни, в том числе с учётом различных типов шума и их характеристик.
Важно исследовать более реалистичные модели ансамблей и сетей, элементами которых являются осцилляторы, для которых время непрерывно. Необходимо подтвердить, что установленные эффекты имеют место в реальных системах с различными характеристиками шума.
- Галина Стрелкова, заведующая кафедрой радиофизики и нелинейной динамики СГУ имени Н.Г. Чернышевского
Исследование проводится в рамках гранта РНФ и поддерживается федеральной программой «Приоритет 2030».
Источник: Минобрнауки РФ
Фото: СГУ имени Н.Г. Чернышевского
