陶哲轩神预言!Transformer破解百年三体难题,凭数学直觉找到李雅普诺夫函数

简介: 在AI领域,语言模型处理复杂数学问题的能力一直受限。最近,由François Charton领导的团队利用Transformer模型成功解决了寻找李雅普诺夫函数这一百年难题,显著提升了动态系统的全局稳定性分析能力。该方法通过生成随机动态系统及其李雅普诺夫函数作为训练数据,使模型学会了从系统到函数的映射,不仅超越了传统算法和人类数学家的表现,还为解决其他数学难题开辟了新路径。

在人工智能的飞速发展中,语言模型在处理复杂数学问题方面仍面临巨大挑战。然而,一项最新研究却为我们带来了突破性的进展。由François Charton领导的研究团队,利用Transformer模型成功破解了数学界的一个百年难题——寻找李雅普诺夫函数以确保动态系统的全局稳定性。这一成果不仅展示了Transformer模型在数学领域的强大潜力,也为解决其他复杂数学问题提供了新的思路。

李雅普诺夫函数的寻找一直以来都是数学界的一个难题。这种函数能够确保动态系统的全局稳定性,对于理解和预测系统的行为至关重要。然而,由于缺乏通用的解决方案,算法求解器只能处理一些小型多项式系统。而对于更复杂的非多项式系统,人类数学家也往往束手无策。

为了解决这一问题,Charton团队提出了一种创新的方法:利用随机解生成合成训练样本,然后使用序列到序列的Transformer模型进行训练。这种方法的灵感来源于陶哲轩的数学直觉,他认为通过引入随机性,可以帮助模型发现隐藏在数据中的模式和规律。

研究团队首先生成了一组随机的动态系统,并使用现有的算法求解器为每个系统找到一个李雅普诺夫函数。这些函数和相应的动态系统一起构成了训练数据集。然后,他们使用这个数据集来训练Transformer模型,使其能够学习到从动态系统到李雅普诺夫函数的映射关系。

令人惊讶的是,经过训练的Transformer模型在处理多项式系统时,表现竟然优于传统的算法求解器和人类数学家。它不仅能够更快地找到李雅普诺夫函数,而且对于一些复杂的系统,它还能够发现新的、之前未被人类发现的李雅普诺夫函数。

更令人兴奋的是,Transformer模型在处理非多项式系统时也表现出了惊人的能力。对于这些系统,传统的算法求解器往往无法找到李雅普诺夫函数,而人类数学家也需要花费大量的时间和精力进行探索。然而,Transformer模型却能够凭借其强大的数学直觉,快速找到合适的李雅普诺夫函数,从而确保系统的全局稳定性。

这一成果的取得,不仅证明了Transformer模型在数学领域的强大潜力,也为解决其他复杂数学问题提供了新的思路。通过引入随机性和数学直觉,我们可以帮助模型发现隐藏在数据中的模式和规律,从而解决那些之前被认为无法解决的问题。

然而,我们也需要看到,这一成果并不意味着Transformer模型已经完全取代了人类数学家。事实上,人类数学家的创造力和洞察力仍然是不可替代的。Transformer模型虽然能够快速找到李雅普诺夫函数,但它并不具备人类数学家的理解和解释能力。因此,在实际应用中,我们仍然需要人类数学家的参与,以确保模型的输出是可解释和可理解的。

此外,我们也需要注意到,Transformer模型在处理非多项式系统时虽然表现出了惊人的能力,但并不意味着它能够解决所有类型的非多项式系统。对于一些特别复杂或特殊的系统,可能仍然需要人类数学家的深入研究和探索。

论文地址:https://arxiv.org/abs/2410.08304

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