К неожиданному выводу о шуме после проведенного исследования пришли в Саратовском национальном исследовательском государственном университете имени Н.Г. Чернышевского (СГУ). Учёные доказали, что шум – случайные колебания – может синхронизировать даже самые сложные системы, такие как нейронные сети или технические устройства.

Представьте себе оркестр, где каждый музыкант играет свою партию, не прислушиваясь к другим и не следуя общему ритму. Вдруг случайные вибрации, например, от шагов, помогают музыкантам начать играть в унисон. Это и есть шумовая синхронизация – явление, которое изучают учёные.

«Шум традиционно считается источником помех и ошибок, в частности, в технике связи или работе вычислительных устройств. Однако исследование показывает, что он может играть конструктивную роль. Управляя параметрами шума, такими как интенсивность и спектральные свойства, то есть частота, можно не только повысить согласованность системы, но и контролировать её поведение», – комментирует профессор кафедры радиофизики и нелинейной динамики СГУ Татьяна Вадивасова.

Физики СГУ открыли, как случайные колебания в связях между элементами сложной многослойной системы могут вызывать синхронное поведение между разными слоями (подсистемами). Этот научный прорыв имеет большое значение для многих областей. Например, в биологических нейронных сетях: в мозге шум от случайных электрических импульсов может участвовать в формировании упорядоченного поведения нейронов. Кроме того, исследование помогает создавать эффективные сети, которые моделируют активность биологических нейронов и находят применение в области искусственного интеллекта.

Учёные планируют продолжить изучение эффектов шума в моделях, наиболее приближенных к реальным системам. Это поможет лучше понять, как шум влияет на сложные системы в реальной жизни. Результаты проекта опубликованы в престижном научном журнале «Physica D: NonlinearPhenomena».