北大讓AI“摸黑”探索物理 先發明“質量” 再找到萬有引力
www.chinese.net.au 2026年10月2日 星期五
沒讀過物理教科書，AI-Newton靠自己從零推導出萬有引力與牛頓力學。（達志／ShutterStock）
AI-Newton推導出的公式長這樣
Researchers built an AI that taught itself300 years of physics with zero physics knowledge
It rediscovered Newtons second law, law of gravitation, and energyconservation from scratch.
In 1907, Albert Einstein had what he called his "happiest thought":gravitational mass…
— How To Prompt (@HowToPrompt__)
北京大學高能物理組的研究，今（1日）在X社群平台上熱議起來，該研究團隊讓一套完全沒讀過物理教科書、訓練資料中毫無物理理論的AI人工智能自行推導物理。它事先不知道什麼是質量、力、能量或重力，起點只有物體的位置和時間，從一系列雜湊的模擬實驗資料中，它成功搭建出了牛頓力學，發明了質量的概念、然後觀察到了動量，然後是能量守恆，也推導出了萬有引力。
研究人員給這套“AI牛頓”（AI-Newton）46組古典力學實驗，涵蓋小球自由運動、彈簧振動、碰撞、斜面、拋體，一直到多個物體互相拉扯的較復雜系統，資料由微分方程算出後再加入高斯雜訊，刻意模擬真實量測下的不完美。
AI-Newton像學徒一樣慢慢累積，系統內部有“概念庫”與“定律庫”，一開始幾乎是空的。它會自己提出可解釋的中間概念，例如由位置對時間的變化定義出速度，再從不同實驗反覆出現的守恆量，抽出動能、彈性位能等概念，接著用符號迴歸找出概念之間的關系。
某個定律在新實驗失效時，它會嘗試補上新的項目，擴大適用範圍，如果知識變得臃腫時，再靠微分代數的簡化演算法清掉冗餘式子。
跑完一輪大約要幾十個小時、上千次嘗試。平均下來，它會登記約90個物理概念、約50條較一般的定律。
AI-Newton推導出的公式長這樣
最醒目的成果，是AI-Newton重新推導出牛頓第二定律、能量守恆，以及萬有引力，只不過它沒有給這條定律取人類會懂的名字，論文裡所謂的“牛頓第二定律”，是研究團隊事後對照AI自己列出來的公式後對上的，不是系統自己命名的。
制圖：張威翔｜資料來源：北京大學高能物理組 AI-Newton 研究
這些定律都是人類早已知道的，但這套實驗貴在于人類沒有監督、沒有先驗物理知識的情況下，AI自己發明了可遷移的概念，再把定律從單一實驗拓展到多重實驗。
人類花了幾個世紀，從落體、行星和碰撞中抽出質量、力和能量這些概念，這套系統則在受控的模擬世界裡，用符號推理和自己逐步修正重現。 信源: 中时新闻网
Previous Page
Page Top