SIIScientific
Intelligence Index
A proposal for scientific intelligence

将真实科学问题
转化为 AI 持续学习
与发现的环境

我们的愿景:让 AI 在真实科学问题中积累可验证、可迁移的知识,逐步获得解决更困难、此前无法解决的问题的能力。

从研究经历中提炼知识,再用于新的任务 三个研究经历汇入可复用知识,再连接到新的任务。虚线表示这一迁移能力需要验证。该图是机制示意,不是实验结果。 INSTANCE 01 INSTANCE 02 INSTANCE 03 可复用知识LATENT STRUCTURE 新的科学任务TRANSFER & VERIFY 不同经历,共同结构迁移有待检验
从经历到知识,再到新的问题 · 机制示意,非实验结果
真实科学可验证反馈持续能力增长合作倡议 / v1.0 · 2026-10-18
01THE MOTIVATION

数学带来的启示

清晰表达问题,可靠验证探索,让学习能够持续。

AI 在数学推理中的进展,展示了一个重要条件的价值:当问题可以被清晰表达、探索结果可以被可靠验证时,系统就有机会把反复尝试转化为学习信号,持续改进解决问题的能力。AlphaProof 等工作已经展示了形式化验证与学习闭环结合的潜力。

物理、化学、生物等领域,同样存在大量值得 AI 解决的前沿问题,也已经产生重要成果。但在更广泛的科学场景中,问题定义、可用操作、证据标准与验证条件往往分散在具体研究流程里,难以直接组织成 AI 可以反复探索、接受反馈并持续学习的环境。

SII 关注的是连接真实研究与可验证学习的这层基础设施:如何把领域专家掌握的科学问题,转化为 AI 能够进入、探索并从中成长的问题空间。

02THE PARADIGM

我们希望建立怎样的范式

连接真实研究与可验证学习。

  1. 01

    真实科学问题

    来自领域研究的重要问题

  2. 02

    形式化转写

    明确条件、行动与证据

  3. 03

    任务实例与环境

    让探索成为研究经历

  4. 04

    探索与验证

    让反馈支持知识积累

  5. 05

    后续能力检验

    检验经验能否用于新问题

建设路径示意 · 环境中的反馈回到后续探索与学习

SII 从真实科学问题出发,与领域研究者共同明确研究对象、已知条件、可进行的操作,以及支持或否定结论所需的证据。在此基础上,组织具体任务实例(instances)与交互环境,使系统能够提出假设、获取证据、检验结果,并将经验用于后续问题。

在这里,形式化意味着把科学问题转写为可操作、可检查的研究任务。它需要保留原问题的科学条件、不确定性与适用边界;验证依据可以来自计算、模拟、实验记录或专家审核,并明确每种依据能够支持多强的结论。

一个任务实例提供一次研究经历;一组具有共同科学结构的实例,构成积累经验的空间;环境提供行动与反馈,后续的新任务则检验系统从中获得了什么能力。

这种组织方式使同一类科学问题能够支持相互衔接的三项工作:

  • 评估: 系统能否完成有科学意义的任务,结果是否有充分证据支持?
  • 学习: 系统能否从先前经历中提炼可复用的关系、约束或研究策略,并用于新的问题?
  • 训练: 哪些经过验证的反馈能够支持方法改进,使能力增长可以持续发生?

评测轨道中的后续检验任务与答案需要受到保护,不能直接成为训练材料;三项工作共享问题定义与验证基础,而非混用测试答案。

03WHAT WE MEASURE

从任务成绩到能力增长

经验的价值,体现在后续的新问题中。

以固定样本和预设答案为中心的评测,主要告诉我们系统在一组题目上表现如何。SII 希望进一步回答:经历一系列研究任务之后,它是否获得了解决新科学问题的能力?

设计维度 以固定样本与答案为中心 SII 希望建立的方式
基本组织单位 独立题目及其答案 具有共同科学结构的任务实例与环境
反馈的作用 判断本次输出是否正确 检查研究进展,并为后续探索与学习提供依据
核心评价对象 给定任务集合上的表现 科学任务表现,以及经验带来的后续能力变化
长期用途 测量模型已有能力 为评估、持续学习与训练提供相互衔接的基础

我们尤其关注任务背后的潜在结构(latent structure):例如,在给定科学条件下可以复用的变量关系、约束与推断方法。它的价值应体现在后续任务中——系统能否解释新的证据、处理不同条件,或解决此前无法解决的问题。

解题更快、调用更少,是有价值的效率进步;更关键的目标,是在相当条件下完成更困难的问题,获得更可靠的科学结论。SII 将把科学问题解决能力与资源效率分别考察,并研究如何区分经验迁移、答案记忆与重复任务熟练化。

已有工作正在探索交互式科学环境与持续学习。SII 的研究定位,是围绕真实科学来源、问题形式化、实例与环境设计、可验证反馈、后续能力增长建立连贯的方法,并让这套方法能够由不同领域的研究者共同扩展。

04A STARTING POINT

一个具体的合作起点

从分子与材料科学出发。

以分子与材料科学为例,我们可以从性质证据与候选结构之间的判断问题开始。一次任务要求系统在给定条件下解释证据、比较结构假设;连续任务则进一步考察:此前经历是否帮助系统识别可复用的关系,并在新的分子与证据组合中做出更可靠的判断。

领域合作者的关键贡献,是明确哪些变化保留了共同科学结构,哪些改变了问题条件,以及什么证据足以验证结论。这样的专业判断,决定了任务能否承载有意义的学习与科学评价。

项目目前处于早期领域试点阶段,正在推进分子与材料数据的任务适配。上述跨领域环境、能力增长评价与训练闭环,是我们希望逐步建设和验证的方向。

05CORE PARTICIPANTS

核心参与者

来自科学建模、基础模型与可信 AI 的研究经验。

  • Jiayuan Ding 的头像Jiayuan DingHippocratic AI 资深研究科学家(Senior Staff Research Scientist)、斯坦福大学访问学者,开源组织 OmicsML 创始人。研究聚焦大语言模型、图学习与 AI for Science,涵盖单细胞、多组学和空间转录组学,以及相关基础模型与评测平台。
  • Jiaxing Zhang 的头像Jiaxing ZhangTikTok 高级研究科学家,新泽西理工学院信息学博士。研究聚焦可信图学习、结构化推理与高效多模态基础模型,关注模型解释的可靠性、分布变化下的鲁棒性,以及训练、适配与部署效率。
  • Xiongye Xiao 的头像Xiongye Xiao田纳西大学诺克斯维尔分校电气工程与计算机科学助理教授、DUAL 研究组负责人。研究结合数学方法与 AI,探索复杂系统跨尺度的结构、动力学与功能关系,涵盖科学计算、神经算子与逆向设计。
  • Yue Zhao 的头像Yue Zhao南加州大学计算机科学助理教授、FORTIS 实验室负责人。研究涵盖异常检测、大模型评测、智能体安全与可审计性,参与 PyOD、ADBench、TrustLLM 等开源工具与评测基准建设。
06BUILD WITH US

邀请共同建设

把领域中的重要问题,建设为持续学习的科学环境。

我们希望与领域研究者、数据集维护者、科研工程师和 AI 研究者一起,将有价值的科学问题建设为可持续使用的研究环境。

01

领域组织者

Domain Organizer

选择重要科学问题,明确领域标准,组织任务设计与科学审核

02

子领域贡献者

Sub-domain Contributor

贡献具体问题、数据或计算案例,说明科学条件、实例变化与验证依据

03

核心贡献者

Core Contributor

参与问题形式化、学习评测、环境接口、验证工具与可复现工程

我们优先推进化学与材料方向,也欢迎数学与算法、计算机科学与 AI、物理、生物与医学、地球与气候、社会与行为科学等领域的合作。可以从一个范围清晰、证据可核查的任务开始,共同确定首个样例,再逐步扩展。成果形式、发布范围与署名依据具体工作及实际贡献明确。

欢迎联系时简要介绍:你的研究方向、一个值得转化的科学问题、可提供的专业经验或资源,以及希望参与的角色。

化学与材料 · 优先试点数学与算法计算机科学与 AI物理生物与医学地球与气候社会与行为科学
让每一次科学探索,都有机会成为
解决下一个问题的能力。