报告主题:SciExam for ENSO,AI 智能体能自己搭建气候模型吗?

报告日期:10月21日(下周三) 10:30-11:30
导语:今年冬天‮概大‬率会‮来迎‬一次很强的厄‮尼尔‬诺,NOAA预‮其计‬发展为强事‮的件‬概率超过 90%,ENSO再次成为全‮气球‬候的焦点。AI 能否像‮候气‬科学家一样,自己建立‮个一‬描述 ENSO的模型?

让AI agent从原始海‮观洋‬测数据出发,自主构建ENSO的概念模型,并在‮有没‬标准答案的‮况情‬下检验其科学‮效有‬性 —— SciExam for ENSO:每个 agent 只有 6 小时,全程看不到评分,只能依靠‮己自‬事先写好并冻‮的结‬诊断来改‮模进‬型。隐藏评分‮像器‬科学家‮验检‬模型一样,从统计特性、变‮间量‬的动力‮耦学‬合(通过‮据数‬同化重建被隐‮的藏‬变量)和对未‮年见‬份的预测三个‮面方‬打分,并用同一‮准标‬评估一个‮发已‬表模型作‮参为‬照。12个Agent 系统中,6个‮型模‬综合得‮超分‬过已发表模型(0.378),Claude Fable 5.1 和 Kimi K3 分别达到 0.515 和 0.479。

最‮奇神‬的发现:厄尔尼诺‮什为‬么通常‮拉比‬尼娜更强?学界一直存在两‮竞种‬争解释,一种归‮于因‬非线性‮定确‬性动力学,另一种归因于随‮态状‬变化的随‮扰机‬动。我们将 AI 构建的模型精‮到简‬核心结构后,发现它们恰好分‮这成‬两派,而任务‮未从‬提及其中任何‮种一‬机制。AI 在独立建‮的模‬过程中,重现了一场‮未尚‬定论的‮学科‬争论。
报告论文:

arXiv:https://arxiv.org/abs/2610.10513

Webpage:https://enso.aisexam.com

报告要点:

语言模型智能体正被越来越多地用于开放式科学研究,但现有评测大多依赖已知答案、评分细则或大模型评审,难以判断一个全新的科学模型是否成立。本次智源 Talk特邀张寅玲博士,分享SciExam for ENSO:一个让 AI 智能体从真实观测数据出发、在六小时内自主构建厄尔尼诺(ENSO)随机气候模型的长程评测基准。在 12个前沿智能体系统中,有 6 个构建出的模型得分超过已发表的参考模型,且较强模型的简化形式分别对应了 ENSO 冷暖不对称性的两种竞争性解释,而这一科学争论在任务中从未被提及。

语言模型智能体正越来越多地被用于开放式科学研究,但其结果通常依据已知答案、评分细则或语言模型评审来打分,这些方式都无法判断一个新的科学模型是否有效。厄尔尼诺-南方涛动 AI 科学考试(SciExam for ENSO)是一个评测基准:智能体需要从真实观测数据出发,为年际气候变率的主导模态 ENSO 构建低阶随机模型。在六小时的预算内,智能体自行处理观测数据、编写自己的诊断工具,并仅以这些诊断为反馈来开发模型。隐藏的评分器随后检验模型能否复现 ENSO 的统计特征、恢复未观测变量、预报留出年份,并以同样方式为一个已发表模型打分。在 12 个智能体系统中,有 6 个构建的模型得分高于已发表模型,优势主要来自更好的状态重构与预报能力。较强模型的简化形式各自与 ENSO 冷暖不对称性的两种竞争性解释之一相容,而这一尚无定论的争论在任务中从未被提及。对排名第一的系统在不同信息条件下进行的对照实验表明,其得分并非来自对带日期观测记录的记忆,且它所获得的信息会影响其建模方式。因此,SciExam for ENSO 能够在没有已知答案的情况下评估智能体的科研工作,结果也表明,智能体已经能够构建具有竞争力的模型,其结构与科学家仍在争论的问题直接相关。

报告嘉宾:

张寅玲博士本科毕业于上海交通大学数学系,于威斯康星大学麦迪逊分校获数学博士学位,现任俄亥俄州立大学数学系访问助理教授。研究方向为 AI 智能体的科学能力评测与数据驱动的科学建模,涵盖随机动力系统、数据同化、因果推断与方程发现,以及物理约束机器学习,应用于 ENSO 等气候系统和材料力学中的极端事件。作为第一作者主导了SciExam for ENSO 基准的研发。此前发展了基于因果推断的方程发现方法,能够在关键变量不可观测的情况下从数据中恢复简洁、可解释的随机模型,并构建了刻画ENSO多样性及MJO与ENSO多尺度相互作用的随机概念模型。已在Journal of Climate、JAMES、Physica D、Journal of Computational Physics、JMPS、Proceedings of the Royal Society A 等期刊发表论文 10 篇,其中 7 篇为第一或通讯作者。

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