【深度剖析】「AI考生」如何成為力學賽場的無冕學霸？

 新華報導＼1987創刊

在剛剛閉幕的第十五屆全國周培源大學生力學競賽中，一位特殊的「考生」引發了廣泛關注。由清華大學航太航空學院自主研發的人工智慧力學求解系統「GT-Mech」，首次以參賽選手身份與來自全國500多所高校、逾3萬名學生同場競技，最終獲得特等獎，成績位列前五名，展示出驚人的解題實力。

這是全球首個由大型語言模型驅動的AI系統，在標準化考試條件下，參與頂級力學競賽的重大突破。相比於AI在圍棋、蛋白質摺疊等領域的應用，力學問題對AI的挑戰更為複雜且多元。正如清華大學助理教授程彬所言，「圍棋有明確規則和離散決策空間，而力學根植於對物理世界的深刻理解」，這要求AI不僅能處理數學公式，還需從自然語言描述的場景中抽象出正確的物理模型。

一道典型力學題目融合了自然語言理解、物理建模、符號邏輯推演與數值計算等多重能力。AI必須像人類學生一樣先「讀懂」題意，建立受力分析與運動過程的抽象模型，然後選擇恰當的定理，列方程並求解。這種「文理兼修」的綜合能力，成為衡量通用人工智慧發展水平的關鍵標杆，要求AI超越單一任務，具備類似人類的整體分析與解決問題能力。

為突破通用大語言模型在知識幻覺與計算錯誤上的瓶頸，「GT-Mech」研發團隊採取了三大創新技術路線。團隊核心成員周懿介紹，首先構建了結構化的力學知識圖譜，將經典教材與題庫編織成專有語義網絡，使AI能迅速調用專業知識，形成穩固的解題框架。其次，融合邏輯推理與符號計算雙核引擎，AI通過自然語言規劃解題思路，再調用符號計算引擎完成公式推導與數值計算，有效降低低級錯誤。最後，設計了嚴密的檢查糾錯機制，系統會從單位量綱、物理直覺與邏輯嚴謹性等維度，批判性審視解題過程，若發現疑點，便自動回溯修正。

清華大學行健書院院長李俊峰指出，「AI在如此高難度專業競賽中脫穎而出，促使我們重新思考力學的教學、學習與考核方式」。專家普遍認為，「GT-Mech」的成功標誌著AI將在輔助力學教學、激發學生創新思維、加速科研進程等方面發揮關鍵作用。未來力學教育或將從傳統的單向知識傳授，轉向與AI助教的互動式、探究式學習，攜手攻克更具挑戰性的前沿問題。