新華社北京1月26日電（記者　魏夢佳）中國科研團隊近日自主研發出的一款“通矩模型”，該成果26日晚在線發表于國際權威學術期刊《自然－機器智能》。相關專家表示，這是國際首個同時具備自主出題和自動解題雙重能力的通用人工智能系統，標志著中國科研團隊在自動化推理的邏輯核心領域實現關鍵技術自研，并在性能與功能多樣性上達到國際領先水平。

據了解，長期以來，AI在邏輯推理領域面臨著兩大核心挑戰：一是“組合爆炸”，即幾何推理往往需要尋找并添加精妙的輔助線，每增加一個點或圓，搜索空間（即探索模型中所有可能的解決方案）都會呈指數級增長；二是“高質量數據匱乏”，即現有的幾何題目庫規模較小，難以支持大規模模型的訓練。

由北京通用人工智能研究院、北京大學心理與認知科學學院、北京大學智能學院、北京大學人工智能研究院以及北京大學武漢人工智能研究院組成的聯合科研團隊，通過開發一套精密的邏輯推理搜索架構，將復雜的幾何世界抽象建模，使AI系統能像人類數學家一樣，在邏輯推理每個節點上都能進行有序地系統性探索，避免了無效的重復嘗試。

據悉，團隊創新性地引入了“規范化表示”技術。這套機制賦予了AI一種“識破偽裝”的能力：在復雜的幾何空間中，同一個命題往往會因為圖形的旋轉、翻轉或縮放而產生無數種表現形式。通矩模型能自動識別并合并這些對稱或同構的拓撲結構，將龐雜的搜索空間壓縮了幾個數量級。例如，無論一個三角形在空間中如何擺放，系統都能精準鎖定其本質的幾何關系。這種對物理對稱性的深度利用，極大地提升了搜索效率。

而在AI尋找解題“靈感”的過程中，系統通過價值函數來模擬人類的數學審美。借助強化學習技術，系統內置的“價值模型”能實時預判每一條推理路徑的潛力——不僅判斷結論是否成立，更在乎推導過程是否簡潔。

“當AI發現一個命題的證明難度顯著高于其構建復雜度時，它便捕捉到了那一抹‘直覺性的靈感’。”論文第一作者、北京通用人工智能研究院研究員張馳說，這種“價值引導”能讓模型從浩如煙海的空間組合中，精準捕捉到那些具備人類數學家審美標準的高質量題目，“實現了從‘模仿解題’到‘自主創造’的范式轉變，這在國際上尚屬首次。”

圖為團隊成員正在討論算法設計的幾何問題。新華社發

張馳介紹，通矩模型僅需單張消費級顯卡即可在最多38分鐘內解決2000年以來所有國際數學奧林匹克競賽的幾何難題。實驗表明，其推理效率和準確率均達國際先進水平。

論文共同通訊作者、北京大學心理與認知科學學院助理教授朱毅鑫表示，通矩模型的意義不僅在于解題速度的提升，更在于其通過模擬人類數學家的直覺和審美，實現了“小數據、大任務”的范式轉化。

“這種不依賴海量標注數據、通過內部邏輯自我演化的路徑，正是通用人工智能發展的關鍵。我們的系統不僅能與國際最先進的AI系統對標，更在理解邏輯底層美學和自主發現科學規律方面走在了前列。”他說。

據悉，目前，通矩模型自主生成的3道原創的幾何新題，已入選2024年全國中學生數學聯賽（北京賽區）。

張馳表示，這一成果為未來自動化數學證明、個性化智能教育及科學大模型的開發提供了技術支撐，有助于為更多感興趣的青少年提供優質題目和講解服務。未來，團隊將繼續深耕通用智能模型，推動中國人工智能技術在更多復雜邏輯與科學發現領域實現領跑。