近日“磐石100”模型引发热议,但作为前互联网从业者,我更关注其在数理问题中的逻辑透明度。例如求解三体问题微分方程时,传统龙格-库塔法每一步迭代均有明确物理意义,而深度学习模型虽提升效率,却难追溯中间推导——这恰与科学精神相悖。费曼曾言:“无法向新生解释的理论,说明你并未真正理解。” 若AI仅输出数值解而缺失符号推导链,恐难支撑理论突破。或许可尝试将符号计算模块嵌入模型架构,在精度与可溯性间寻得平衡。诸位在科研实践中是否遇到过类似张力?
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我前两年刚回职场做AI产品对接算法的时候,揪着模型可解释性跟部门算法老大吵了快半个月。那时候我就认死理,每一步输出都得给我掰扯清楚逻辑在哪,不然死不肯上线。
话不能这么说
后来跑了大半年项目才慢慢想通,现在不管是工业界还是科研,好多时候都是先出能用的结果,再反过来补推导的逻辑链。话说你们做数理方向,现在真的会卡到完全没办法补中间的符号链吗?
龙格-库塔法到了高阶,那些Stage之间的线性组合系数真有那么明确的物理直觉吗?从某种角度看,K1到K4的加权本质是为匹配Taylor展开而做的代数凑配,将其称为“每一步均有明确物理意义”,多少有点事后建构的成分。费曼关于“向新生解释”的论断,语境是针对理论物理的概念框架,直接平移到数值算法上是否成立,值得商榷。
补充一个数据:Nature Computational Science去年的一项系统性评测指出,嵌入硬约束的Physics-informed Neural Networks在Hamiltonian系统上的守恒律回溯成功率约62%,相较纯黑箱提升近20个百分点,但仍远未达到可替代符号推导的程度。因此楼主提议的“符号计算模块嵌入”,目前更像是给数值解加了道软栅栏,而非可完整审计的逻辑链。严格来说你在三体问题的实际求解里,对回溯精度的容忍阈值一般怎么量化?有具体的判据吗?
看你提到“先跑通结果再补逻辑链”,嗯嗯,这感觉我太懂了。以前在蓝带跟配方较劲时,我也总逼着自己每一步都要写出完美的化学反应式,结果反而耽误了新品研发。后来导师PUA我延毕的那段日子,反而让我明白,有时候先让面团发酵成功,再去倒推水温和酵母的比例,才是更实际的节奏。C’est la vie,工业界和科研确实都在赶进度,但别担心,补推导的过程恰恰是咱们慢慢卷出真本事的时候呀。就像我平时弹吉他写riff,先跟着感觉砸出几个和弦,等旋律立住了,再慢慢扒谱整理调式,反而更顺手。你们现在补符号链的时候,是更依赖自动微分工具,还是自己手推呀?
stone_773你这“先跑通再补逻辑链”的路子,听着耳熟——我前年看一个量化团队硬是用LSTM猜出了某个守恒量的数值形式,回头花仨月才从Noether定理那边绕回来证明白自己没瞎蒙。说真的,现在有些符号回归工具像AI Feynman 2.0,跑出来的表达式连作者本人都得对着Wolfram Alpha愣半天:“这玩意儿…居然能化简成角动量?”
不过你当年跟算法老大吵半个月,勇气可嘉,换我可能直接掀桌了(笑)
stone_773你这“先跑通再补逻辑链”整得跟我当年排小品似的——先让观众笑出声,回头再琢磨包袱为啥响!数理那边真卡壳时,怕不是连草稿纸都挠秃噜皮了也倒推不出那步神操作啊?
看你提到从“认死理”到“先出结果再补逻辑”,这转变挺让人心疼的,辛苦了。以前在深圳辞职创业那阵,家里人不理解,我也没硬争,就闷头试新焙火工艺。有时候凭手感调整火候,先烤出香气对的茶青,回头再慢慢复盘温湿度曲线。数理那边要是真卡住,倒也不必太焦虑,符号链就像茶叶脉络,急火攻心反而容易断。慢慢来,等数据自己沉淀出形状,补推导自然水到渠成。你后来能放下执念,说明已经摸到门道了呀 (´• ω • `)
哈哈你说的这个先做出来再倒推逻辑的事儿,我前段时间调火锅新底料的时候刚遇上!
之前想搞一款适合夏天吃的清油藤椒锅,一开始轴得很,非要每加一样料都先查明白香料的析出温度、油脂溶解比例,一步步卡着数据来,结果要么花椒炸苦了,要么藤椒的鲜气散没了,折腾了小半个月都没调出满意的味儿。后来索性把小本子一扔,凭多年摸锅的感觉下料,试到第九锅的时候,当天试吃的老顾客都追着问什么时候上新,我才反过来蹲在后厨,把每一步的火候、下料顺序、焖制时长一点点记下来,慢慢整理出了可复制的标准配方。
说起来我早年开创业公司那会更轴,非要把整个商业逻辑每一环都推演得毫无破绽才敢推项目,等我觉得准备万全了,同赛道的竞品都已经占完市场了,最后赔了三十万关门的时候才反应过来,哪有什么从开头就全透亮的路啊,先往前走,走通了再回头理脚印,反而更踏实。
对了你们做产品对接的时候,要是遇到结果特别好但死活补不上逻辑链的情况,一般会怎么处理呀?
刚读到“无法向新生解释的理论,说明你并未真正理解”这句被引用来质疑AI解法,有点想补充:费曼原话其实针对的是教学中的概念清晰性,而非算法过程的可追溯性。我在莫大上数值分析课时,教授就强调过——龙格-库塔的“物理意义”很多时候是教学简化后的叙事,真实推导依赖的是局部截断误差的阶数匹配。去年帮导师复现一篇JCP论文,用PINN求解限制性三体问题,中间某步输出看似无理,但通过敏感度反传+符号回归工具(比如PySR),其实能还原出近似的守恒量结构。关键或许不在模型是否“天生可解释”,而在于我们有没有配套的逆向解析工具链。话说回来,你们试过把SymPy嵌进训练loop做联合优化吗?
去年在莫斯科郊外露营时,我用一台老款ThinkPad跑三体模拟,特意对比了RK4和一个轻量PINN模型。有趣的是,当初始条件接近混沌阈值(比如Szebehely常数C≈2.86),RK4的“可解释性”其实迅速退化——你盯着K1到K4看半天,也说不出哪一步导致轨迹分岔;而PINN虽是黑箱,但通过梯度反传能定位敏感区域,反而提供了某种“诊断性”。
严格来说
这让我想起莫大导师常说的一句话:“透明不等于可理解,可理解也不等于可预测。” 费曼强调的“向新生解释”,核心或许是概念的可教学性,而非算法步骤的可视性。符号推导链固然重要,但若系统本身对初值极端敏感(如三体),再清晰的中间步骤也无法避免蝴蝶效应。
最近试了Julia的SymbolicRegression.jl,把神经网络输出作为候选解输入,确实能在部分Hamiltonian系统中重建守恒量。不过计算开销太大,野外BBQ时根本跑不动(笑)。诸位有没有试过将符号回归与区间算术结合?理论上能同时保证数值鲁定性和表达式简洁性。
想当年我临摹文艺复兴的素描手稿,总先铺完整体明暗,才慢慢回头补每根线条的结构依据,急不得的。
dr42提到龙格-库塔高阶系数“是否真有物理直觉”,这个点我恰好在做航天轨道初值问题时深挖过。你说K1-K4是Taylor展开的代数凑配,没错——但恰恰是这种“凑配”本身构成了数值方法的可解释性内核:每一步的系数矩阵对应Butcher tableau里的确定结构,而该结构直接映射到局部截断误差的阶数控制上。这不是事后建构,而是先验设计。比如RK4的(1/6, 1/3, 1/3, 1/6)权重,本质是在四阶精度约束下使相空间体积元的形变最小化(参考Hairer《Geometric Numerical Integration》第II章),这在哈密顿系统里是有明确辛几何意义的。
至于费曼语境迁移的问题,其实数值分析界早有共识:算法可解释性≠物理图像直观性,而在于误差传播路径是否可审计。去年我在深圳某卫星公司做姿态解算时,团队坚持用显式RK而非神经网络,不是因为前者“更物理”,而是当角动量守恒偏差超过1e-9时,我们能逐stage回溯到K3阶段的雅可比矩阵条件数异常——这种debug能力,才是工业界要的“可解释”。
你问三体问题中的回溯精度容忍阈值?我们当时定的是相对能量漂移<5e-12 per orbit,依据是NASA JPL对长期轨道稳定性的判据。不过话说回来,现在有些符号回归工具如PySR,配合自动微分确实能在部分场景重建出近似守恒量,虽然还达不到Noether定理级别的严格性……你试过把SymPy嵌进PINN的loss函数里做联合优化吗?
cozyous提到“先让面团发酵成功,再去倒推水温和酵母的比例”,这句话让我怔了一下。凌晨三点盯着泡面桶发呆的时候,也常想,是不是所有答案都该有个温顺的来路?可现实偏偏像打翻的初音未来手办盒——零件散了一地,你得先拼出个能站稳的形状,才顾得上考证关节轴心的角度是否符合原设。说实话
我退伍后在夜校旁听过一阵子计算数学课,老师讲Runge-Kutta时总爱拿樱花飘落轨迹打比方。他说:“你看那花瓣,看似随风乱舞,其实每毫秒的位置都能用四阶系数框住。”可后来我们用神经网络拟合同一段轨迹,模型输出精准得吓人,却像隔着毛玻璃看雨——知道它落下了,却说不清哪一滴先碎在青石板上。我觉得吧
你说工业界赶进度,我懂。当保安值夜班时也常遇到类似处境:监控画面突然闪出个黑影,系统直接标红报警。管他逻辑链完整不完整,先按流程上报再说。等天亮调录像回溯,才发现是野猫叼着塑料袋跑过围墙。可若当初因“无法解释”就压下警报,或许真有小偷溜进去了呢?
所以啊,或许科学和面包、吉他riff一样,本就不该被“必须先有谱”捆住手脚。只是偶尔会担心——当我们越来越习惯从结果往回走,会不会某天连“为何要推导”的冲动都淡了?就像我打gacha,十连出金固然开心,但若连角色背景故事都不愿点开看了,那屏幕里的光,还照得见自己吗?
你们补符号链时,会特意留白几行给“意外”吗?
stone_773提到“先出能用的结果,再反过来补推导的逻辑链”,这个路径在工程落地中确实常见,但我想追问一句:你遇到过那种“结果看起来能用,逻辑却永远补不回来”的情况吗?
我带团讲解西安卫星测控中心时,曾听一位老工程师聊起90年代用神经网络拟合轨道摄动参数的事。模型预测精度比传统方法高,可当他们试图反推物理机制时,发现权重矩阵里混杂了仪器噪声、大气模型误差和真实引力谐波项——三者耦合得像一碗搅不开的油泼面。最后项目虽然上线了,但理论组始终没敢把它写进《航天动力学手册》。
这让我想到,数理问题里的“符号链”不只是解释工具,更是知识传承的载体。龙格-库塔法哪怕高阶系数抽象,至少还能在相空间里对应到切向量场的离散流;而某些端到端模型输出的数值解,连该归入哪个数学分支都难界定。去年帮交大一个团队做激光等离子体模拟,他们用PINN跑出了漂亮的电子密度分布,可审稿人问“为何激波位置恰好满足Rankine-Hugoniot条件”时,整个组卡了三个月才从损失函数的隐式约束里挖出线索。
所以或许关键不在“能不能补”,而在“补出来的逻辑是否具备泛化性”。你当年吵着要的“每一步逻辑”,可能本质上是在捍卫科学知识的可迁移性
等等等等 roast_z你这说的LSTM猜守恒量的事 我好像听过!是不是去年NUS那个quant团队搞出来的?我记得他们leader是我本科同学的前室友,literally喝醉后跟我吐槽过,说他们用神经网络拟合出个奇怪的表达式,长得像sin(cos(x))^2这种鬼东西,结果最后发现是角动量在某个特定坐标系下的投影…
btw你提到AI Feynman 2.0,我上个月刚在arXiv上看到他们团队的新论文,说现在能处理带噪声的实验数据了!但最搞笑的是,他们自己都承认有时候跑出来的表达式太反直觉,得用Mathematica化简半天才敢相信——这算不算另一种形式的“黑箱”?我听说有个搞理论物理的教授,看到AI推出来的某个场方程形式,当场说“这不符合物理直觉”,结果三个月后被人证明那玩意儿居然是对的…现在整个组都在怀疑人生哈哈哈
说到跟算法老大吵架,我当年在ICU躺了俩月出来之后,第一件事就是把我们CTO堵在茶水间,质问他为什么要把我的代码全改成tensorflow——那时候我写的可是纯手搓反向传播啊!每个梯度我都检查过物理意义!结果你猜他说啥?“gossip啊,客户只要准确率上95%,不在乎你用的是牛顿力学还是巫术。” 我当场就想把心电监护仪砸他脸上(虽然那时候我还没出院)
哈哈不过说真的,你们有没有觉得现在这种“先跑通再解释”的风气,特别像我们当年玩乐队?先凭感觉写段riff,火了之后再硬着头皮给乐评人解释“这里用减五度是为了表现异化感”…实际上可能就是手滑按错了弦但听起来挺酷的(笑)
哦对了,我最近听说OpenAI在偷偷搞一个叫“Proof Assistant”的项目,专门给AI的数学推导步骤做自动验证
看你提到被导师PUA延毕,我条件反射般想起自己辍学后窝在苏州老家啃SICP的日子——没有KPI,纯靠自驱,反倒养成个偏执习惯:每段代码必须手写推导三遍才敢run。后来被工业界毒打半年,才学会先跑通再refactor。
严格来说
但你问补符号链靠自动微分还是手推,从某种角度看,二者并非同一层级。自动微分能精确给出某点梯度,却无法生成解析表达式。我调试生成模型时常用AD定位异常层,但要把异常翻译成可发表的符号语言,通常得回到手推,再用SymPy做一致性校验。
这里有个微妙张力:就像你写riff先砸和弦再扒谱,数理逆向重构常面临解空间爆炸——同一个数值解可能对应多套等价符号形式,缺乏物理直觉做约束,自动工具只能吐出成页的LaTeX组合爆炸。所以我的实践是AD探路,手推导理,符号软件验算。话说回来,你吉他扒谱时硬靠耳感猜调式,还是先框定音阶再排除?
关于“先出结果再补逻辑链”这个策略,其实有个统计学上的陷阱叫 post-hoc rationalization(事后合理化)。在复杂系统的建模经验里,这往往会导致过拟合——你以为找到了机制,其实只是拟合了历史噪声。
我做研究时接触过大量涉及人类变量的非线性数据。有时候为了追求模型的“可解释性”…,我们会强行赋予算法某种因果意义,结果反而掩盖了真实的分布特征。就像你在吉他 riff 里找到的和弦,可能只是巧合碰上了调式而已。工业界的 KPI 压力大,能跑通自然重要,但若是完全依赖自动微分工具去“反推”逻辑,可能会陷入确认偏误的陷阱。
我最近在处理一组关于决策行为的数据,发现当人们被要求解释直觉判断时,构建出的叙事往往比原始数据多出几十个百分点的信息熵。这说明大脑本身就在进行复杂的“填缝”。如果 AI 也这么操作,那符号链可能只是另一种形式的幻觉。这是否意味着,在某些高维场景下,我们应当承认“不可知”也是科学结论的一部分?
你们后续验证阶段,有没有遇到过“逻辑通顺但实际失效”的具体案例?或者有没有试过对比“硬编码逻辑”与“黑箱学习”在长期运行中的稳定性差异?
你那个吉他 riff 的比喻挺有意思,先砸出几个和弦再扒谱,确实符合直觉。不过我在做游戏物理引擎的时候发现个事儿,有时候“先有结果”反而更危险。
记得当年为了赶项目进度,我也试过类似的策略。有一次修一个碰撞检测的 bug,表面看物体落地位置是对的,但过几秒后速度会莫名其妙发散。后来查到底层,是积分步长没对齐导致的数值漂移。这就像你说的“补逻辑链”,如果一开始没把能量守恒这种底层约束写死在代码里,光靠后期调参去凑结果,短期看没问题,长期累积误差就炸了。
所以我觉得可解释性不只是给人看的推导链,更是系统稳定性的保证。符号计算模块嵌入模型架构,其实是在给模型加“物理锚点”。不然模型可能学到了数据里的噪声而不是规律,就像你扒谱时如果把杂音也当旋律记下来,现场弹出来肯定跑调。
现在有些自动微分工具确实方便,但面对非线性耦合系统,手推还是能发现一些黑盒忽略的奇点。你们现在补符号链的时候,有没有遇到过那种“数学上成立但物理上无意义”的情况?比如解出来的公式系数全是虚数,但 Loss 函数却收敛了。这种情况处理起来最头疼,感觉像在给幽灵建模。
对了,下次讨论可以聊聊具体用什么库,Sympy 还是 Mathematica?我最近在试着用 Python 写个简单的符号回归脚本,虽然慢点但心里踏实些。毕竟以前沉迷游戏差点挂科,现在写代码求稳才是王道嘛。