乐于分享
好东西不私藏

AI 能像科学家一样发现规律吗?——从符号回归到 AI for Science

AI 能像科学家一样发现规律吗?——从符号回归到 AI for Science
作者按

这次分享源自于班级内部的科研分享,题目是《AI 能像科学家一样发现规律吗?——从符号回归到AI for Science》。最初准备这个内容时,我并不想把它做成一场单纯介绍算法的报告,而是希望从一个更朴素的问题出发:科学发现到底是怎样发生的?从第谷的天文观测,到开普勒的行星运动定律,再到牛顿的万有引力定律,科学史上很多重要突破都不是凭空出现的,而是在长期观测、实验和计算的基础上,从复杂现象中提炼出简洁规律。

在今天的科研环境中,AI 已经开始进入这一过程。它可以处理大规模数据,可以加速仿真,可以辅助建模,也可以在一些问题中帮助我们寻找潜在规律。但我认为,AI for Science 真正值得关注的地方,并不只是“预测得更准”,而是它是否能够进一步帮助我们理解规律、表达规律、验证规律。

这也是我选择讲符号回归的原因。相比一般黑箱模型,符号回归更关注从数据中发现显式数学表达式。它试图回答的不是“结果是多少”,而是“变量之间可能满足什么关系”。在科学发现、工程代理模型显式化、实验设计优化、模型压缩与知识蒸馏等场景中,符号回归都提供了一种很有启发性的思路:让数据重新回到公式,让预测进一步走向理解。

这份 PPT 主要面向非符号回归方向的同学,因此我尽量没有展开过多算法细节,而是围绕“为什么需要它、它是什么、有哪些代表方法、能用在哪里”这条主线展开。报告中涉及 GP、EQL、SINDy 和 AI Feynman 等典型方法,也结合飞行器设计、CFD、气动力建模等工程背景,尝试说明符号回归为什么值得航空航天和计算机方向的同学关注。整体内容结构可见上传的分享稿件。

对我来说,符号回归的意义不只是多一种机器学习方法,而是提供了一种连接 AI 与科学规律的路径。未来的 AI for Science 可能不会停留在黑箱预测,也不会完全替代理论推导,而是会在数据、模型、实验和知识之间形成新的循环。符号回归也许只是其中一个入口,但它提醒我们:真正有价值的科学 AI,不应只会给出答案,还应帮助我们理解答案背后的规律。