ثورة الذكاء الاصطناعي في علوم المناخ

لقد شهدنا حديثا بداية تحول نموذجي في علوم الأرض. وقد أظهرت دراسة نُشرت في مجلة نيتشر (Nature) البريطانية في يوليو الماضي أن الشبكة العصبية (الذكاء الاصطناعي) تنبأت بأحوال الطقس بشكل أفضل من المركز الأوروبي للتنبؤات الجوية المتوسطة المدى، الذي يمتلك نظام التنبؤ الأكثر تقدمًا في العالم. وبعد ذلك، في نوفمبر، أعلنت شركة «ديب مايند» البريطانية المُتخصصة في مجال الذكاء الاصطناعي التابعة لشركة جوجل أن أجهزة الذكاء الاصطناعي للتنبؤ بأحوال الطقس أنتجت تنبؤات أقوى.

يتمثل النهج التقليدي للتنبؤ بالطقس في استخدام الملاحظات التي يتم أخذها في مرحلة زمنية كشروط أولية للمعادلات القائمة على المبادئ المادية. وعلى النقيض من ذلك، سوف يستوعب الذكاء الاصطناعي البيانات التي تم جمعها على مدى فترات طويلة من الزمن ثم «يتعلم» الديناميكيات التي يتعين على المعادلات التقليدية وصفها بوضوح.

تعتمد كل من الأساليب التقليدية والأساليب المُستندة إلى الذكاء الاصطناعي على الحواسيب الفائقة، ولكن الذكاء الاصطناعي ليس بحاجة إلى نظريات مُطورة رسميًا. تُحدد التنبؤات الجوية متى وأين تطير الطائرات، والمسارات التي تسلكها السفن، وتُساعد على إدارة جميع أنواع المخاطر المدنية والعسكرية التي تأتي مع بيئة مُتغيرة. هذا أمر مهم للغاية. وفي حين لا تزال تطبيقات الذكاء الاصطناعي في هذا المجال في بداياتها نسبيًا، ولا تزال هناك الكثير من الأمور التي يتعين العمل عليها، كما هو الحال في القطاعات الأخرى، فإن التنبؤ المُعتمد على الذكاء الاصطناعي قد يحل محل العمالة الماهرة، نظرًا لأن الشبكات العصبية لا تتطلب معرفة بالأرصاد الجوية الديناميكية (إن مؤلفي الدراسة التي نُشرت في مجلة «نيتشر» هم مهندسون ليس لديهم مثل هذه الخلفية). لكن الآثار المُترتبة على ذلك لا تتوقف عند هذا الحد.

في كتابته عن مشكلة التنبؤات الإحصائية في الخمسينات من القرن الماضي، أشار نوربرت وينر، مؤسس علم التحكم الآلي، إلى حقيقة مفادها أنه إذا كنا نعرف بالفعل تاريخ نظام يعرض خصائص مُعينة، فإن إضافة المعرفة بالمعادلات التي تحكم ديناميكياته لن يؤدي بالضرورة إلى تحسين توقعاتنا. كان وينر إلى حد كبير يُعبر عن وجهة نظر نظرية، لأن القيود المفروضة على الملاحظات والبيانات والقدرة الحاسوبية وغيرها من العوامل لم تكن تسمح بأي شيء آخر في ذلك الوقت. لكن الآن، تتناول حجته العنصر الأكثر أهمية، مما يبرز التداعيات الأوسع المُترتبة على التطورات الحديثة في مجال الذكاء الاصطناعي.

في السنوات القليلة الماضية، قمنا بزيادة كبيرة في بيانات الرصد الخاصة بنا عن الأرض. وفي الفترة ما بين عامي 1993 و2003، تم إطلاق 25 قمرًا صناعيًا فقط لرصد الأرض إلى الفضاء؛ ولكن بين عامي 2014 و2022، ارتفع العدد إلى 997، ليصل إجمالي أسطول الأقمار الصناعية المُخصص لرصد ومراقبة كوكب الأرض والأقمار الصناعية الأخرى الموجودة حاليًا في الفضاء إلى حوالي 7560. وبفضل وجود بنية تحتية فضائية واسعة تعمل على بث البيانات حول أي شيء تقريبًا - بدءًا من نمو النباتات، وبخار المياه، ومنشآت البنية التحتية، إلى الأشعة تحت الحمراء، وارتفاع المظلة، وقياسات حالة الغلاف الجوي - فقد دخلنا عصرًا ذهبيًا لرصد الأرض. يصف هذا الأرشيف المتنامي من البيانات تقريبًا كل ما نقوم به نحن والطبيعة على الأرض. وعند دمجه مع نماذج الذكاء الاصطناعي الجديدة وبنيتنا التحتية الحاسوبية الآخذة في التوسع، فإنه يمكن أن يُغير فهمنا للكوكب ودورنا فيه بشكل جذري.

يجب النظر هنا في أزمة التغيرات المناخية. على مدار الأربعين عامًا الماضية، استرشدت استجابة الإنسانية لأزمة المناخ بالهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ، وهي هيئة علمية مُقسمة حسب الاختصاص: تستخدم العلوم الفيزيائية نماذج لنظام الأرض تضم الكثير من القواسم المُشتركة مع تلك المستخدمة في التنبؤات الجوية، في حين يقوم الاقتصاديون والجغرافيون بشكل منفصل بتحديد مدى تأثير سياسات التكيف والتخفيف من آثار تغير المناخ والتركيز على دورها في مجتمعاتنا.

يتوافق تقسيم العمل هذا مع تقسيم في المنهجيات - الذي ينعكس في مجموعات العمل الثلاثية التابعة للفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ. في حين تتحرر نماذج نظام الأرض القائمة على الفيزياء من معادلات المبادئ الأولى، فإن خبراء الاقتصاد ومُصممي نماذج التأثير يستخدمون مجموعة من الأساليب التجريبية والنظريات غير القابلة للاختزال. يمكن للذكاء الاصطناعي أن يُعطل كل هذه الإجراءات.

وعلى الرغم من أنه من غير المرجح أن يحل محل النموذج المناخي التقليدي تمامًا - نظرًا إلى أن سجلنا في مجال الرصد ليس طويلًا بما يكفي لتقديم صورة وافية من الناحية الإحصائية للظواهر المناخية على مر القرون - إلا أنه يؤدي بالفعل دورًا مهمًا في هذا المجال. الأمر الأهم بالنسبة لنا ليس كيفية تصرف النظام المناخي ولكن مدى تأثيره على العالم الذي نعيش فيه نحن والمخلوقات الأخرى.

يمكن أن تساعدنا نماذج الذكاء الاصطناعي - المُحايدة نوعًا ما لأي نظريات علمية أو نماذج تأديبية - في استنتاج وربما التنبؤ بكيفية تغير الكتلة الحيوية على المناظر الطبيعية بمرور الوقت. وهذا بدوره يمكنه تحسين كيفية إدارتنا للغابات والزراعة، وبناء الأدوات التشخيصية وأنظمة الإنذار المُبكر فيما يتصل بمخاطر الحريق أو الفيضانات، وفهم كيفية ارتباط اقتصاديات الطاقة بهذه التغييرات، أو التنبؤ بآثارها على الاقتصاد الأوسع نطاقًا بل وحتى على المفاوضات المُتعلقة بالمناخ. وكل هذا يأتي في مقدمة كيفية نجاح الذكاء الاصطناعي في تسريع الانتقال إلى اقتصاد منخفض الكربون.

بطبيعة الحال، لا يُعد الذكاء الاصطناعي بديلًا عن الفهم العلمي. سيظل العلم مسعى إنسانيا أساسيا، حيث تكمن القيمة في طرح السؤال الصحيح بدلًا من مجرد استخلاص الإجابة من البيانات. ومع ذلك، ينبغي تحقيق أقصى استفادة من التحول المعرفي الذي يُبشر به صعود الذكاء الاصطناعي. يمكن أن يساعدنا هذا الأخير في تحديد ظواهر جديدة يمكن ملاحظتها والتي أفلتت حتى الآن من العدسات التأديبية. كما يمكن أن يُساعدنا أيضًا في إدارة أنظمة على نطاق المناظر الطبيعية المُعقدة للغاية بحيث لا يمكن أن تكون عرضة للتنظير. إنها الأداة الاستكشافية النهائية لكسر الحدود التأديبية. يشكل هذا التحول أيضًا تحديًا سياسيًا عميقًا.

والواقع أن القطاع الخاص يتحكم بشكل متزايد في البنية التحتية التي تُحرك هذه العملية - الأقمار الصناعية لمراقبة الأرض والحوسبة. إن أكبر مالك منفرد للأقمار الصناعية التي تراقب الأرض هي شركة أمريكية تسمى «بلانيت لابس». كما تُعد شركات التكنولوجيا الفائقة - من شركة آي بي إم، وشركة إنفيديا، إلى شركة ديب مايند، وشركة هواوي (التي ألف موظفوها الدراسة التي نُشرت في مجلة نيتشر في يوليو الماضي) - في صدارة التعلم الآلي.

ومع إمكانية الوصول إلى رؤوس الأموال والموارد التي لا مثيل لها، يمكن لهذه الشركات بسهولة التفوق على معظم مراكز البحوث العامة. يمكن أن تدعم بعضها أهدافًا خيرية ونبيلة، لكن في النهاية ليس لديها أي التزام بتقديم الخدمات العامة أو القلق بشأن الوصول العادل إلى بنيتها التحتية. بينما نواجه الآثار المترتبة على الثورة الرقمية والبيئة الطبيعية المُتغيرة، قد يحمل الذكاء الاصطناعي مفتاح الكشف عن بعض التعقيدات التي تجاوزت فهمنا. ولكن مع وجود وسائل البحث بكثرة في أيدي القطاع الخاص، سيحتاج صُناع السياسات إلى توخي الحذر لضمان توفير هذه الأدوات الجديدة للمنافع العامة، بدلًا من الفوائد الخاصة فحسب، وأن تؤدي الأسئلة المطروحة عليهم إلى تقديم إجابات تسترشد بها الأهداف السياسية المشروعة للبلدان.