当前AI大模型领域核心推动者中物理背景者占比颇高,并非物理学家更聪明,而是物理训练形成的研究品味与当前大模型发展需求高度契合。 ## 1. 物理出身者密集出现在大模型核心领域并非巧合 从四十年前的Hopfield、Hinton,到如今Anthropic掌门人Dario Amodei、首席科学官Jared Kaplan、xAI预训练负责人庄君堂,再到清华凝聚态物理出身的姚顺宇、MIT做Physics of AI研究的刘子明,物理背景者贯穿AI发展全程。就连当前主流的扩散模型,骨架也源自非平衡热力学,2024诺奖物理学奖、化学奖也分别颁给了AI/生物AI领域物理背景的奠基者。 ## 2. 物理训练赋予适配大模型的独特研究品味 物理是强筛选学科,物理出身者的优势不是智力更强,而是形成了偏好第一性原理、最小模型,相信涌现与普适规律的特定研究品味,恰好匹配当前大模型的发展方法论。物理研究介于纯数学(理论极,追求严格证明)与工程实验(实验极,追求实现落地)之间,核心方法论是“用有效理论指导实验、再用实验校准理论”,这正是当前大模型的研究方式。 ## 3. 物理品味在大模型研究中的具体体现 物理中统计力学研究“大量简单单元相互作用涌现整体复杂行为”,Hopfield网络、玻尔兹曼机、扩散模型、能量模型的核心思路都直接源自该物理框架。物理信仰底层普适规律与对称性,衍生出了等变网络,还形成了“将神经网络当成自然物理对象测量、建模”的研究思路,推动了可解释性发展。最典型的体现是Scaling Laws:通过多规模实验拟合幂律经验规律外推预测大模型表现,和开普勒拟合行星轨道的物理方法完全一致,如同18世纪热力学,虽未明确微观机制却能支撑整个行业发展。 ## 4. 物理背景者自带局外人的研究自由 物理跨领域进入AI的研究者通常不带有AI领域的师承、门派与固有成见,无需维护学术血统、尊重权威共识,更敢问“幼稚但根本”的问题,也敢挑战流行做法。基础性突破往往诞生于这种局外人自由,当年Hopfield就是在神经网络被主流冷落时,以物理研究者的身份重新推动了该领域发展。真正稀缺的不是物理出身,而是不被正统束缚的自由,物理恰好将研究者送到了这个位置。
为什么今天造大模型的人,一半在学物理
2026-07-27 11:39

为什么今天造大模型的人,一半在学物理

本文来自微信公众号: 五源资本 5Y Capital ,作者:孟醒


从Hopfield、Hinton的诺奖,到Anthropic的掌门人、xAI的预训练负责人,再到何恺明最新的物理世界模型——物理这条线四十年不断。这不是巧合,而是一种“品味”恰好撞上了对的时代。


把目光放到今天AI的最前线,会发现一件有点反常的事:不少定义方向的人,本行是物理。


领着Anthropic造Claude的Dario Amodei,是斯坦福物理学士、普林斯顿生物物理博士;把“Scaling Laws”带进大模型、如今任Anthropic首席科学官的Jared Kaplan,是哈佛物理博士。更年轻一代里,清华物理系凝聚态出身、拿过清华特奖的姚顺宇,一路走进了大模型的核心团队;MIT的刘子明(Ziming Liu)做着他称为“Physics of AI”的研究,用一种叫KAN的新网络去反推物理定律。就连今天撑起图像和视频生成的扩散模型,最初都是个物理味十足的想法——Jascha Sohl-Dickstein直接从非平衡热力学里借来了它的骨架。


再往学科的根上看一眼:2024年的诺贝尔物理学奖,颁给了Hopfield和Hinton在神经网络上的奠基工作;同年化学奖的一半,给了AlphaFold背后、物理与数学出身的John Jumper。连根上都盖了物理的章。


从奠基者到今天的当红者,物理这条线四十年不断。这很难不让人生疑:是巧合,还是物理训练里藏着某种适配AI的“基因”?


不仅更聪明,更是一种品味


“物理出身更强”这句话本身站不住。Yann LeCun是电子工程,Bengio、Sutskever、Karpathy是计算机科学,Transformer的作者几乎清一色工程背景——深度学习的半壁江山,恰恰不是物理学家建的。


我们也容易掉进几个坑:幸存者偏差(记住了成功的物理人,忘了同样多别的背景的巨人);“fundamental”没被定义(Scaling Laws很根本,反向传播、Transformer架构同样根本);以及混淆变量——物理是个强筛选学科,先天吸走了一批数学能力极强的人,你看到的也许是“能力选择”,而非“物理训练”之功。


所以正确的问题不是“物理学家是否更聪明”,而是更精细的一句:


物理训练给的不是更强的智力,而是一种特定的品味(taste)——偏好第一性原理、最小模型、对涌现和普适规律的信念;而这套品味,恰好和今天做AI的方法论高度重合。


核心:一条“理论—实验”的光谱


我最近和xAI的预训练负责人庄君堂(Juntang Zhuang,本科是核物理)聊到一个说法:大模型之所以像物理,是因为它介于理论科学和实验科学之间。


把三个学科放到同一条轴上想。纯数学站在理论极,判断“真”的标准是——定理能否被证明,追求普适、追求最坏情况下也成立。工程与实验科学站在另一头,标准是——能不能造出来、能不能scale、能不能跑赢基准。而物理站在中间:它的标准是理论能否预测实验,用最小模型抓本质,允许近似,在理论与实验之间反复校准。


训练大模型落在哪里?它有理论直觉——scaling laws、架构原理、优化几何——但真理最终来自大规模实验:跑loss、测标度、做消融。它既不在证明定理,也不是纯拼工程,而是“用有效理论指导实验、再用实验回校理论”。这就是物理三百年来的工作方式。与其说物理学家闯进了AI,不如说AI自己长成了他们熟悉的样子——连提出这个观察的人,本人也是物理出身。


物理品味的几个“化身”


把这套品味拆开,你会在具体工作里一次次认出它。


统计力学↔神经网络。二者问的是同一个问题:大量简单单元的相互作用,如何在整体上涌现出复杂行为?磁体里的自旋如此,网络里的神经元也如此。Hopfield网络的能量函数、玻尔兹曼机的概率分布,数学和名字都从物理直接搬来;扩散模型的“先打乱、再逆转”,也是一套非平衡热力学的语言。今天备受关注的能量模型(Energy-based Models)同样同源——用一个“能量函数”刻画什么样的输出更合理,为生成提供物理式的可控性,正是LeCun近年力推的方向。


对普适规律的信仰,落到对称性上。物理相信底层有守恒律与对称性,Max Welling(师从诺奖得主't Hooft)就把它做成了“等变网络”,让模型在旋转、平移下表现一致。


把模型当成“自然对象”来研究。这也许是最物理的一点:既然造出了网络却不理解它,那就像研究一个新发现的物理系统那样去测量它、给它建理论。Ganguli、刘子明的工作都在做这件事——把可解释性变成一门“神经网络的实验物理学”。


一个细节:连何恺明都缺人


品味不只是审美,它还决定了谁能和谁“一拍即合”。


2026年,ResNet之父何恺明的团队做了个叫GeoPT的工作——一个面向物理仿真的预训练“世界模型”,本质是把物理仿真引擎“蒸馏”进一个可泛化的大模型里。据一作吴海旭(Haixu Wu)讲,故事的起点是:像何恺明这样顶尖的人,也想做一个以物理逻辑为出发点的世界模型,可环顾四周,身边竟找不到特别合适的人——直到找到这位同样有物理研究背景的合作者,两人因为共享同一套语言而迅速合流。


这个细节很说明问题:哪怕在最顶级的计算机科学团队里,想做真正以物理为出发点的原创工作,那种跨学科的思维依然是稀缺品。品味决定了能提出什么问题,也决定了能找到谁一起回答。


物理式的经验科学:Scaling Laws


但最能体现这套品味的,是Scaling Laws。


物理不靠证明定理吃饭,它靠能预测的经验规律。Kaplan那批人发现,模型的loss会随参数、数据、算力以干净的幂律下降;DeepMind的Chinchilla再把它精细化——给定算力预算,参数和数据要一起放大(约每参数配20个token)才最优。


留意这套手艺:在多个规模上跑实验,拟合出一条幂律,再外推去预测一个还没造出来、贵到只能训一次的系统会怎么表现。这不是数学(没人证明这些定律),也不是纯工程(要的是可外推的规律而非某个能跑的系统)——这就是物理。开普勒从第谷的数据里拟出行星轨道,用的是同一套手艺。


姚顺宇有个更妙的比方:今天的Scaling Law,就像18世纪的热力学——能用、能预测,可微观机制至今没人完全讲清;整个AI行业,底层就搭在一堆“我们也不知道为什么会这样”的经验之上。这话本身,就非常物理。


那数学呢?


数学家没缺席——Vapnik、Michael Jordan、Sanjeev Arora、Tengyu Ma、Greg Yang都是响当当的名字。但他们系统性地聚在光谱的理论极:学习理论、优化、可证明的泛化,更多在“理解和证明”,而非“造出前沿模型”。(一个旁证:经典统计学习理论曾断言“参数远超数据必然过拟合”,却被深度学习的事实反过来推翻——补位的不是更强的定理,而是平均场、随机矩阵这类物理式的“有效理论”。)


有个耐人寻味的反转:现代AI里最有影响力的数学工作,恰恰是主动够向实验极的。纯数学出身的Greg Yang做的muP,用无限宽网络的数学去预测超参数——小模型调好的参数直接迁移到只能训一次的大模型。他有个演讲干脆叫《数学在大规模深度学习中不合理的有效性》。换句话说:在今天的AI里,数学往往要戴上物理的帽子才真正好使。这非但不削弱论点,反而加固了它。


还有一种自由:没有师承


物理给的可能还不止是工具,也是一种“底气”。


姚顺宇在理论物理里泡了九年——非厄米系统、量子、高能——博士一毕业就转身进了AI,先后在Anthropic和Google DeepMind参与了Claude与Gemini的训练。在张小珺的播客里他说得很直白:“我在这个行业又没有什么导师,又没有什么旧友,我当然想喷谁喷谁。”他甚至说,离开物理的一个原因,是不想再把时间花在“伺候老登”上。


这句玩笑话底下藏着一个正经的机制:从物理跨进AI的人,往往不带这个领域的师承、门派和成见。没有需要维护的学术血统,没有必须尊重的权威共识,反而更敢问那些“幼稚但根本”的问题,也更敢对流行做法直接开炮——而fundamental的工作,常常正是从这种“局外人的自由”里长出来的。当年也正是Hopfield这样的物理学家,在符号主义当道、神经网络被主流冷落的年代,从外部把它重新捡了起来。


顺着这条线想,它反而让前面的论点更诚实了:真正稀缺的不是“物理”这个出身,而是“不被某一套正统绑住”的自由。物理只是把很多人送到了这个位置——让你带着一身趁手的工具,却又恰好是这个领域的局外人。


物理背景的人为什么容易做出更fundamental的工作?不是更聪明,而是今天的AI恰好站在“理论与实验之间”,那正是物理的主场。他们对涌现不慌反喜,习惯用最小模型逼近本质,相信底层有规律可找——这套品味,在这个特定的历史时刻,找到了罕见的契合。


物理不是更聪明,它只是这个时代最好的默认入口。而真正的突破,永远属于能在数学、物理和工程三种品味之间自由切换的人。

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