中國科研團(tuán)隊在人工智能領(lǐng)域取得重大突破，自主研發(fā)的“通矩模型”成為國際首個同時具備自主出題和自動解題能力的通用人工智能系統(tǒng)。該成果近日在國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然-機(jī)器智能》在線發(fā)表，標(biāo)志著我國在自動化推理的邏輯核心領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)自主創(chuàng)新，性能與功能多樣性達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

幾何推理是人工智能發(fā)展的關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一。傳統(tǒng)AI系統(tǒng)在處理幾何問題時，常面臨“組合爆炸”困境——每增加一個幾何元素，搜索空間呈指數(shù)級增長；同時受限于“高質(zhì)量數(shù)據(jù)匱乏”，現(xiàn)有幾何題庫規(guī)模難以支撐大規(guī)模模型訓(xùn)練。針對這些難題，由北京多所高校及研究院組成的聯(lián)合科研團(tuán)隊，通過構(gòu)建精密的邏輯推理搜索架構(gòu)，將復(fù)雜幾何問題抽象建模，使AI系統(tǒng)能夠像人類數(shù)學(xué)家一樣進(jìn)行系統(tǒng)性探索，避免無效嘗試。

研究團(tuán)隊創(chuàng)新引入“規(guī)范化表示”技術(shù)，賦予AI系統(tǒng)“識破偽裝”的能力。在幾何空間中，同一命題可能因圖形旋轉(zhuǎn)、翻轉(zhuǎn)或縮放產(chǎn)生無數(shù)變體。通矩模型通過自動識別并合并對稱或同構(gòu)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，將搜索空間壓縮數(shù)個數(shù)量級。例如，無論三角形如何擺放，系統(tǒng)都能精準(zhǔn)捕捉其本質(zhì)幾何關(guān)系。這種對物理對稱性的深度利用，顯著提升了推理效率。

在解題過程中，系統(tǒng)通過價值函數(shù)模擬人類數(shù)學(xué)審美，借助強(qiáng)化學(xué)習(xí)技術(shù)構(gòu)建“價值模型”。該模型不僅判斷結(jié)論是否成立，更注重推導(dǎo)過程的簡潔性。當(dāng)AI發(fā)現(xiàn)命題證明難度顯著高于構(gòu)建復(fù)雜度時，即捕捉到“直覺性靈感”。研究團(tuán)隊表示，這種“價值引導(dǎo)”機(jī)制使模型能從海量組合中精準(zhǔn)篩選符合人類審美標(biāo)準(zhǔn)的高質(zhì)量題目，實(shí)現(xiàn)了從“模仿解題”到“自主創(chuàng)造”的范式轉(zhuǎn)變。

實(shí)驗數(shù)據(jù)顯示，通矩模型僅需單張消費(fèi)級顯卡，即可在38分鐘內(nèi)解決2000年以來所有國際數(shù)學(xué)奧林匹克競賽的幾何難題，推理效率和準(zhǔn)確率均達(dá)國際先進(jìn)水平。更值得關(guān)注的是，該模型通過模擬人類數(shù)學(xué)家的直覺和審美，實(shí)現(xiàn)了“小數(shù)據(jù)、大任務(wù)”的范式轉(zhuǎn)化——不依賴海量標(biāo)注數(shù)據(jù)，而是通過內(nèi)部邏輯自我演化推進(jìn)研究。

目前，通矩模型自主生成的3道原創(chuàng)幾何題已入選2024年全國中學(xué)生數(shù)學(xué)聯(lián)賽（北京賽區(qū)）。研究團(tuán)隊指出，這一成果不僅為自動化數(shù)學(xué)證明、個性化智能教育提供了技術(shù)支撐，更通過優(yōu)質(zhì)題目生成和講解服務(wù)，助力青少年數(shù)學(xué)能力培養(yǎng)。隨著技術(shù)持續(xù)優(yōu)化，該系統(tǒng)有望在更多復(fù)雜邏輯與科學(xué)發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。