Computer sempre più potenti aiutano gli studiosi nei più disparati campi della scienza, ma bisogna comunque fornire in ingresso le leggi matematiche che governano il sistema che si vuole esaminare. Ora, grazie a due ricercatori della Cornell University, il processo può essere invertito: a partire da dati grezzi, il computer è in grado di generare equazioni che descrivono il fenomeno.

Hod Lipson — professore associato di Meccanica e Ingegneria aerospaziale — e Michael Schmidt — dottorando al Cornell Computational Synthesis Lab (CCSL) e specialista in Biologia computazionale — hanno programmato un computer, che non possiede specifiche conoscenze scientifiche, in modo che scopra delle regolarità nel mondo naturale. L'algoritmo è stato applicato su semplici sistemi meccanici, ma potrebbe rivelarsi utile in campi più complessi, dalla biologia alla cosmologia.

Il processo inizia prendendo le derivate di ciascuna variabile osservata rispetto a tutte le altre; poi vengono create equazioni a caso utilizzando costanti e variabili dai dati in ingresso. Questi vengono confrontati con le derivate, e vengono tenute solo le equazioni che predicono meglio le correlazioni. In seguito, le equazioni vengono modificate a caso e di nuovo testate, ripetendo questo procedimento fino ad arrivare a un insieme di equazioni, che descrive con precisione il sistema reale.

In realtà, l'output del computer è costituito da invarianti — espressioni matematiche che non cambiano applicando loro un insieme di trasformazioni — dalle quali però si possono ricavare potenzialmente tutte le equazioni che descrivono il sistema.

Come si diceva, i sistemi messi alla prova sono semplici e fanno parte di un corso di fisica di base: un oscillatore lineare caricato a molla, un pendolo semplice e uno doppio. Introducendo posizione e velocità, il computer ha "scoperto" alcune leggi dell'energia e, per i pendoli, la conservazione del momento, pur senza avere conoscenze di fisica, cinematica o geometria.

L'elaborazione richiede comunque tempo: utilizzando una macchina parallela con 32 processori, il moto lineare può essere analizzato in pochi minuti, ma il sistema a doppio pendolo richiede dalle 30 alle 40 ore, sebbene si possa velocizzare la computazione introducendo alcuni risultati del pendolo singolo.

I ricercatori sottolineano che il loro lavoro, pubblicato su Science, non renderà ovviamente obsoleti gli scienziati: piuttosto, li aiuterà a svolgere il lavoro "sporco", permettendo loro di focalizzare più rapidamente l'attenzione su fenomeni interessanti e interpretare il loro significato.