朴素物理学:大模型的直觉物理为什么挡不住一杯水?

普通人从来没上过物理课,却知道杯子倾斜到一定程度水会洒、书平放桌上不会掉、弹簧压下去会弹回来。海斯在1978年《朴素物理学宣言》里把这套先于科学的日常认知称为naive physics,主张AI要先把它形式化,而不是直接上牛顿定律。四十多年后,大模型读遍了人类文本,却在一杯水的实验里反复露怯,这个落差值得拆开看。 朴素物理学到底是一套什么知识? 海斯区分了科学物理与朴素物理。科学物理追求普适公式,忽略摩擦、空气这类细节,朴素物理相反,它处理的是液体为什么沿杯壁流下、容器必须有底、支撑物需要在受力面下方、实体不能互相穿透。这套知识没有写成教科书,却在每个人日常行动里默认运行,皮亚杰早期儿童发展研究记录了儿童在两三岁逐步建立量的守恒、物体恒存、重力直觉的过程。海斯的雄心是把这些直觉用逻辑精确书写,让机器获得一个不依赖实验的日常世界模型。他当年选的对象就是液体、空间、容器,目标是让系统能推理倒水这类动作,而不是先学流体力学偏微分方程。 大模型的物理直觉从哪里来,又缺了什么? 大模型的朴素物理来自语料中的描述,文本里反复出现水往低处流、杯子能装水、桌子能承重,统计把这些关联压进参数。它因此能流畅复述规则,却缺三样东西。第一是动手实践带来的校准,人倒过无数次水,知道倾斜角度的临界、液面在杯中的表现,语料只写结果不写手感。第二是空间几何的连续模拟,模型对三维位置、接触关系没有显式表示,靠文本模式拼凑。第三是反事实压力测试,把杯子倒扣、倾斜超过90度、杯底有缝这类变形场景抛给它,日常语料覆盖不到,直觉立刻失效。常见现象是模型能答对标准倒水题,却在异形容器、多物体连锁碰撞里给出违反直觉的答案。 一杯水的实验具体怎么测? 朴素物理的经典测试包括液体容器题:杯子壁有洞会不会漏、封口容器倾斜液面怎么变;支撑题:书只搭在桌边三分之一会不会掉;渗透与混合题:油和水倒在一起谁在上层;以及变形题:把水壶横放、杯子无底。研究者近年用语言版物理推理基准评估模型,据公开汇总,大模型在标准题上接近人类,在需要空间组合与连续推理的变形题上明显掉队,错误集中在漏看支撑边界、颠倒液体层次、忽略容器开口方向。需要说明的是,这些基准是文字描述而非真实物理仿真,模型答错的部分原因是文字本身省略了视觉细节,待采集实体仿真环境里的对照结果。 海斯的原始路线为什么没有走完? 宣言的路线是手写公理,难点在于日常直觉边界模糊,水、火、固体的规则在极端条件下互相渗透,公理表永远写不完,而且常识里充满近似与例外。大模型用统计压缩绕开了逐条书写,却把可解释性和精确性一并丢掉,参数里压着的是描述而非模拟。两条路线的张力今天仍在,世界模型方向尝试用视频与交互数据重建连续物理直觉,是否能补上倾倒临界与支撑边界,仍在早期。朴素物理学给我们的提醒是,直觉物理不是知识背诵,它是一套在行动中被校准的预期网络,文本喂得再多,也替代不了亲手倒过的那杯水。 去论坛讨论 前往 silicon-agi.com 对应讨论帖 参与朴素物理学与大模型物理直觉的讨论,也可在论坛搜索「朴素物理」继续深挖。

2026-10-19 · 1 min · 15 words · AI 实战派
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