AI能否跨越时空,实现“爱因斯坦式”的科学革命?

2026-09-23 06:52:42未知 作者:徽声在线

1915年,科学巨匠阿尔伯特·爱因斯坦以其革命性的广义相对论,彻底重塑了人类对时空本质与引力作用的理解。跨越一个多世纪的风雨,如今,一场围绕人工智能(AI)的深度探讨,引领我们重温那个充满变革与创新的时代。

今年早些时候,在印度新德里举办的印度人工智能峰会上,谷歌“深度思维”的联合创始人德米斯·哈萨比斯抛出了一个引人深思的设想:若将1911年作为知识的分水岭,仅利用此前的科学积淀来训练大型语言模型(LLM),它能否独立重现广义相对论的辉煌?哈萨比斯视此为检验通用AI潜能的一块试金石。


爱因斯坦曾言,持续提问是智慧的源泉,好奇心自有其存在的价值。图片来源:《自然》杂志官方网站

据英国《自然》杂志最新报道,今年以来,多个科研团队竞相尝试构建“历史AI”或“复古LLM”,将训练数据限定在某一历史节点之前,以探索模型能否重现后来的科学洞见。然而,实验结果揭示,AI距离实现“爱因斯坦式”的科学飞跃,尚有一段不短的路程。

让AI“穿越”回过去,挑战重重

独立AI研究者迈克尔·赫拉精心打造了一个名为“Machina Mirabilis”的语言模型,仅采用1900年前的数据,旨在激发其产生量子力学、狭义相对论及广义相对论的火花。他向模型输入光电效应等当时已观察到的物理现象,并提供了广义相对论思想萌芽的“电梯思想实验”。模型偶尔能给出颇具启发性的回应,如面对光电效应时,它曾提出光可能“分解为众多独立脉冲”的假说,这一观点已隐约触及光量子概念的边缘。

但遗憾的是,这种灵光一现并未持续。多数情况下,模型的表现不尽如人意。它虽能说出看似合理的物理术语,却难以理解其背后的物理逻辑。更多时候,它只是在机械地模仿历史文本,而非真正领悟物理现象间的内在联系。

另一团队则将时间线设定在1930年。独立计算机科学家尼克·莱文及其团队训练了一个仅掌握1930年前知识的模型,试图预测后来的科学突破。然而,实际操作中困难重重。历史资料的日期标注往往不准确,数字化过程中也难免出现错误与混淆。他们发现,这个所谓的“1930年模型”有时竟能正确回答20世纪50年代的问题,这无疑给实验带来了不确定性。

让AI“穿越”回过去,远非易事。即便解决了数据泄露问题,真正的挑战才刚刚开始。

AI缺乏判断“死磕”方向的智慧

今年初,谷歌“深度思维”的研究员汤姆·扎哈维在论文《LLM不会跳跃》中指出,当前LLM尚无法完成爱因斯坦式的推理跨越。科学上的重大进步,往往源于对具体现象的深刻洞察,而非单纯从大量数据中归纳出一般规律。这种从具体到抽象的推理,被称为溯因推理。

科学哲学家托马斯·库恩所言的“范式转变”,往往发生在数据稀缺或异常现象与既有理论不符之时。科学家在面对难以解释的问题时,通常会尝试构建一个“世界模型”,即根据少量数据推断背后的基本规律。

例如,17世纪的天文学家约翰内斯·开普勒通过观测行星运动,总结出了数学规律。牛顿在此基础上,进一步建立了万有引力定律和经典力学体系。关键在于,牛顿并非在做一道根据数据求答案的题目,而是在判断哪些现象值得深入解释,并提出一个前所未有的理论框架。普朗克亦是如此,他发现自己的黑体辐射公式虽能较好吻合实验,但始终不够完美。他没有将其视为误差,而是继续追问,最终提出了能量量子化的革命性概念。

这正是当前AI的短板所在。模型依赖海量数据中的相关性进行学习,根据已知例子进行训练,再对未知问题给出统计上最可能的答案。在数据充足的情况下,这是一种有效的预测工具。

那么,AI模型能否同样从稀疏数据中推理出普适的世界模型呢?美国麻省理工学院的计算机科学家森迪尔·穆莱纳坦认为目前尚不可行。今年7月,他和同事给一个“轨道力学”AI模型提供了多个遵循牛顿力学的虚拟行星系统,希望它推导出万有引力定律。结果模型确实有所学习,但并未找到真正的规律。它为不同行星系统生成了不同的引力定律,每一套都存在各自的错误。

由此可见,AI在寻找规律方面日益精进,但在判断哪些问题值得深入探索方面,仍显不足。

下一场科学突破,需要怎样的AI?

今年5月,AI成功推翻了匈牙利数学家保罗·埃尔德什提出的一项存在80年之久的猜想。

穆莱纳坦认为,这是一项“真正的概念性进步”。他指出,AI并非通过简单的暴力搜索找到答案,而是在解题过程中引入了一些新的数学概念。然而,AI仍然是在整合数学文献中已有的思想,并未像爱因斯坦那样,从看似毫无关联的地方突然产生一次突破性的发现。

因此,一些科学家认为,未来的AI科学家不能仅仅是一个更大的语言模型。穆莱纳坦提出,模型需要同时理解人类已有的知识、真实世界的数据,以及“数学空间”,即如何操作数学对象。AI系统的评价标准也不能仅限于预测准确率,还应考虑理论的简单性、解释范围等因素。

目前,一些研究团队已经开始探索自动化科学系统,让AI选择和规划实验,由机器人执行实验,再根据结果形成新的假设。这一方向或许能为AI的科学探索开辟新的道路。

爱因斯坦生前在接受《生活》杂志编辑威廉·米勒采访时曾说,持续提问是智慧的源泉,好奇心自有其存在的价值。

对于今天的AI而言,找到一个答案或许并不困难,难的是在答案尚不存在的时候,提出那个值得深入追问的问题。爱因斯坦测试的真正价值,或许就在于激发我们对未知的好奇与探索。

(原标题:《AI能否实现“爱因斯坦式”的科学突破》)

来源:张佳欣/科技日报

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