洞察大模型， 启迪智慧路 | 中国科学院物理研究所“大模型的内在逻辑”主题讨论侧记

|中国科学院物理研究所 李佩璇 秦晓宇 成蒙 供稿

本文选自《物理》2025年第3期

物有本末，事有终始。知所先后，则近道矣。

——曾子

在当今科技飞速发展的时代，人工智能已经从科幻小说走进了现实生活的方方面面。从智能语音助手到自动驾驶汽车，从医疗诊断到金融预测，大模型作为人工智能的核心技术之一，正以前所未有的速度改变着人类社会的运行方式。

2025年2月25日晚，由中国科学院学部工作局支持，中国科学院物理研究所承办的第82期科学咖啡馆活动成功举行。本次活动主持人为中国科学院学部工作局科普处业务主管陈蕊，主讲嘉宾为清华大学国家信息研究中心副研究员王东。在这期沙龙活动中，王东以“大模型的内在逻辑”为主题，旨在深入探讨大模型背后的技术原理、发展现状以及对未来社会的深远影响。

图1 王东主题报告现场

大模型的崛起：从深度学习到智能涌现

大模型的崛起并非偶然现象，而是深度学习技术在大数据和强大计算能力共同推动下的必然成果。从亚里士多德的逻辑学到图灵的计算理论，再到人工神经网络的提出与深度学习的突破性进展，大模型的发展之路凝聚了长久的技术积淀。

王东在沙龙上向与会者展示了大模型在语言生成、图像识别、视频生成等多个领域的实际应用，突显了其卓越的学习与泛化能力。大模型在达到一定规模后所展现出的复杂推理和创新能力——“涌现”现象，是其与传统人工智能相比的显著区别。这种涌现能力使得大模型不仅能应对简单任务，还能处理复杂多变、涉及多种模式的问题，甚至在某些领域超越了人类的表现。

王东深入剖析了大模型的核心架构Transformer，该结构擅长处理长序列数据并通过自注意力机制捕捉复杂关联，为大模型发展奠定基础。随着模型规模、数据量及计算资源的增加，大模型性能不断提升，此现象称为“尺度定律”。当达到一定量级时，大模型能力大幅跃升，尤其在复杂推理与融合创新方面，涌现出新能力。大模型的推理能力也很重要，其通过模拟人类思考模式执行复杂逻辑推理。推理能力的提升不仅与模型规模的扩大有关，还与推理步骤的增加紧密相连。这种“推理尺度定律”表明，随着推理步骤的增多，模型的性能将显著提升，为解决更为复杂的科学和社会问题提供了有力支持。

大模型开源运动对人工智能的发展有着积极的影响。随着大模型技术的日益成熟，一些研究机构和企业开始将模型开源，这一举措极大地推动了人工智能技术的普及与发展。开源模型降低了技术门槛，激发了全球开发者社区的创新热情。DeepSeek的R1系统便是一个例子，其开源策略吸引了全球开发者基于该模型进行二次开发与创新，加速了人工智能技术的飞速发展。开源运动不仅促进了技术的发展，还加强了全球范围内的合作与交流。通过开源，开发者可以共享代码、数据和经验，从而加速技术的迭代与优化。此外，开源还有助于降低人工智能技术的使用成本，使更多企业和个人能够受益于这一前沿技术。王东呼吁更多研究机构和企业加入开源运动，携手推动人工智能技术的不断前行。

大模型的边界与未来展望

尽管大模型已经展现出惊人的能力，但王东也坦诚地指出了其发展过程中面临的诸多挑战。大模型的训练不仅需要海量的数据支撑，还依赖巨大的计算资源，这无疑限制了其进一步拓展的步伐。此外，大模型的可解释性依然是一个亟待攻克的关键难题。尽管大模型的性能在持续提升，但其内部的逻辑和决策机制仍然像是一个黑箱，难以被完全理解和解读。为此，人工智能领域的研究者和从业者应该携手并进，共同探索更加高效且可解释的模型架构。

在展望大模型的未来发展趋势时，王东提到了通用人工智能(AGI)的实现和学科交叉融合的重要性。当前的大模型虽然在特定领域内表现出色，但仍需进一步提升通用性，使其能够像人类一样灵活地应对各种复杂任务。此外，大模型在教育、商业和社会领域也具有广泛应用前景。在教育领域，人工智能的快速发展提出了新的挑战和要求。未来的教育应注重培养学生的创新思维和跨学科能力，而人工智能教育的普及则是实现这一目标的关键。从小学阶段开始，就应该通过讲述科学家的故事等方式，激发学生的学习兴趣，引导他们初步了解人工智能的基本概念和历史发展。随着学生年级的提升，教育内容也应逐渐深入，从介绍技术框架和应用场景，到结合实际项目进行开发实践，最终在大学阶段注重跨学科教育，努力培养学生的综合能力和创新能力。在商业领域，大模型被广泛应用于风险预测和投资决策等任务，为金融机构提供了更为精准和高效的服务。在医疗领域，大模型能够辅助医生进行疾病诊断和治疗方案的制定，提高了医疗服务的质量和效率。在交通领域，大模型则能够优化交通流量，提高出行效率，为城市交通管理提供了有力的支持。总之，大模型的未来发展将充满无限可能。

然而，大模型的广泛应用也带来了一些社会问题。随着人工智能技术的迅猛发展，一些传统职业可能会面临被自动化取代的风险，如客服、数据输入等工作。因此，社会需要加强对劳动力的再培训，帮助他们适应新的技术环境。此外，大模型的决策过程缺乏透明度，可能会引发一些不公平或不合理的结果。王东呼吁，人工智能的发展应当在技术进步和社会伦理之间找到恰当的平衡点，确保技术的发展能够真正造福人类社会。

探索人工智能的无限可能

活动的最后是互动交流环节，与会嘉宾纷纷提问，现场气氛热烈。

来自电子城高科创E+的副总经理郭晓乐抛出了他的疑问：“人工智能或硅基智能的边界是什么？它是否会被碳基智能所限制？”王东答道：“我们讨论的是计算的边界，而不是智能本身。如果承认丘奇—图灵论题，理论上计算是没有边界的。当前硅基智能受限于物理条件，但未来可通过量子计算等方式突破。碳基智能受限于生物寿命，而硅基智能可能突破这些限制。哥德尔不完全定理也表明，任何系统都有无法解决的问题。所以，硅基智能的边界在于物理实现的局限性，而非碳基智能。”

来自商务印书馆福州分馆的总编辑雒华又问道：“在大数据和AI时代，如何在推广学术成果的同时，有效保护知识产权和防止盗版？”王东回答道：“这是一个非常关键的问题。目前，全球都在探索如何平衡数据利用与知识产权保护。对于AI模型，目前的做法是筛选优质数据，剔除错误或垃圾信息，并通过与人类价值观对齐的方式优化模型。比如，让模型生成多个答案，由人类选择最准确的，以此提升模型的准确性和可靠性。”他还提到，未来需要从技术、法律和伦理等多方面入手，确保知识产权得到充分保护，同时推动学术成果的广泛传播。

图2 科普活 动与会嘉宾合影

第82期科学咖啡馆活动在热烈的讨论中落下帷幕，与会嘉宾就大模型的内在逻辑、发展现状及未来展望提出了诸多问题，现场气氛极为活跃。活动的结束并不意味着探索的终止，人工智能的发展之路仍然漫长且充满挑战。我们期待未来有更多如王东般的专家学者加入，共同推动人工智能技术的持续创新与发展，携手探索其无限可能，共创更加美好的未来。

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