北京大學(xué)物理學(xué)院馬滟青教授帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)近日取得一項(xiàng)突破性成果，其研發(fā)的智能系統(tǒng)“AI-牛頓”在完全自主探索中，從實(shí)驗(yàn)噪聲數(shù)據(jù)中成功推導(dǎo)出經(jīng)典力學(xué)核心定律。這項(xiàng)研究突破了傳統(tǒng)人工智能的局限，為科學(xué)發(fā)現(xiàn)自動(dòng)化開(kāi)辟了新路徑。

該系統(tǒng)在無(wú)人工干預(yù)且未預(yù)設(shè)任何物理理論框架的條件下，僅通過(guò)分析46組實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的原始噪聲信號(hào)，便獨(dú)立推導(dǎo)出牛頓第二定律（F=ma）。這一發(fā)現(xiàn)過(guò)程完全模擬人類科學(xué)家的認(rèn)知模式，采用"假設(shè)生成-驗(yàn)證迭代"的推理機(jī)制，而非簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)擬合或模式識(shí)別。

研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建的智能系統(tǒng)包含三層知識(shí)架構(gòu)：底層通過(guò)符號(hào)回歸技術(shù)從時(shí)空坐標(biāo)中提取基礎(chǔ)物理量，中層運(yùn)用微分代數(shù)方法形成概念體系，頂層則自主構(gòu)建物理定律間的邏輯關(guān)聯(lián)。這種分層認(rèn)知模式使系統(tǒng)不僅能發(fā)現(xiàn)力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，還同步推導(dǎo)出能量守恒等基礎(chǔ)物理法則。

與傳統(tǒng)人工智能工具不同，“AI-牛頓”具備完整的科學(xué)發(fā)現(xiàn)能力。它通過(guò)自建實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)生成訓(xùn)練數(shù)據(jù)，在虛擬環(huán)境中模擬物理過(guò)程，逐步完善對(duì)物理世界的認(rèn)知。這種從原始數(shù)據(jù)到理論構(gòu)建的完整鏈條，標(biāo)志著人工智能首次具備獨(dú)立進(jìn)行科學(xué)探索的能力。

國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》在新聞專欄對(duì)該成果進(jìn)行專題報(bào)道，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)其方法論創(chuàng)新。文章指出，該研究采用的合情推理策略，通過(guò)生成假設(shè)、設(shè)計(jì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、分析結(jié)果的正反饋循環(huán)，完整復(fù)現(xiàn)了人類科學(xué)發(fā)現(xiàn)的思維過(guò)程。

目前研究團(tuán)隊(duì)正拓展系統(tǒng)應(yīng)用范圍，計(jì)劃將其引入量子力學(xué)等復(fù)雜理論領(lǐng)域。初步測(cè)試顯示，系統(tǒng)已展現(xiàn)出處理高維度數(shù)據(jù)和發(fā)現(xiàn)非線性規(guī)律的能力，這為探索量子糾纏、超導(dǎo)機(jī)制等前沿問(wèn)題提供了新的研究范式。