Мы привыкли, что открытия в астрономии делают люди — с телескопами, спектрографами и терпением. Но объёмы данных растут так быстро, что традиционные алгоритмы уже не поспевают. Космическая статистика, моделирование эволюции Вселенной, реконструкция начальных условий — всё это требует вычислений, которые даже суперкомпьютеры выполняют с трудом. И вот тут на сцену выходит нечто новое: программа MadEvolve, которая сама улучшает научный код лучше, чем это делали поколения учёных. Статья опубликована в препринте arXiv.

MadEvolve — цифровой подмастерье, который эволюционирует алгоритмы

Представьте себе систему, которая берёт человеческий код, написанный для какой-нибудь сложной задачи космологии, и начинает его бесконечно улучшать. Она не просто правит ошибки — она предлагает новые идеи, меняет структуру, переписывает логику. И делает это быстрее и эффективнее, чем любой человек.

MadEvolve сочетает два мощных подхода:

  • большие языковые модели (LLM) — они генерируют варианты изменений в коде, как очень умный программист;
  • эволюционное программирование — цифровой аналог естественного отбора, где лучшие варианты «выживают» и дают потомство.

Система берёт «родительский» алгоритм, просит LLM предложить мутации, тестирует новые версии по строгим физическим метрикам и отбирает самых сильных. Процесс идёт итерациями, пока не получится что-то заметно лучше исходного варианта.

Важный момент: LLM здесь не придумывает физику с нуля (в этом они часто ошибаются). Она работает строго в рамках чётко заданных задач с проверяемыми метриками. Всё, что не улучшает результат, отбрасывается.

Прорыв в вычислительной космологии

MadEvolve протестировали на самых тяжёлых задачах современной астрофизики:

  • реконструкция начальных условий Вселенной — здесь система превзошла лучший человеческий алгоритм и установила новый рекорд;
  • очистка сигналов от фонового загрязнения;
  • точная настройка физики в N-body симуляциях.

Во всех случаях улучшения оказались существенными, а в одном из направлений — вообще рекордными. Это не косметические правки, а качественный скачок в том, как мы извлекаем знания из космических данных.

Не только космос

MadEvolve — это не узкоспециализированный инструмент. Это универсальный фреймворк, который можно применять в любой области, где нужно оптимизировать код: от машинного обучения и нейросетей до физики, химии и биологии. По сути, это новый способ эволюционировать научное ПО — быстрее, дешевле и глубже, чем вручную.

«Мы только начинаем понимать, что может дать такая синергия между большими языковыми моделями и эволюционными алгоритмами», — подчёркивают авторы.

Вкратце

MadEvolve — система, которая берёт человеческий алгоритм и за счёт комбинации LLM и эволюционного программирования улучшает его в разы. В вычислительной космологии она уже побила рекорд в реконструкции начальных условий Вселенной и дала серьёзный прирост в других задачах. Это универсальный инструмент, который может перевернуть подход к научному программированию в десятках дисциплин. Работа опубликована в препринте arXiv.