Advances in AI have shown great potential in contributing to the acceleration of scientific discovery. Symbolic regression can fit interpretable models to data, but these models are not necessarily derivable from established theory. Recent systems (e.g., AI-Descartes, AI-Hilbert) enforce derivability from prior knowledge. However, when existing theories are incomplete or incorrect, these machine-generated hypotheses may fall outside the theoretical scope. Automatically finding corrections to axiom systems to close this gap remains a central challenge in scientific discovery. We propose a solution: an open-source algebraic geometry-based system that, given an incomplete axiom system expressible as polynomials and a hypothesis that the axioms cannot derive, generates a minimal set of candidate axioms that, when added to the theory, provably derive the (possibly noisy) hypothesis. We illustrate the efficacy of our approach by showing that it can reconstruct key axioms required to derive the carrier-resolved photo-Hall effect, Einstein's relativistic laws, and several other laws.


翻译:人工智能的进步在加速科学发现方面展现出巨大潜力。符号回归能够将可解释模型拟合到数据,但这些模型未必能从已有理论中推导得出。近期系统(如AI-Descartes、AI-Hilbert)强制要求从先验知识中可推导性。然而,当现有理论不完整或存在错误时,这些机器生成的假设可能超出理论范畴。如何自动寻找公理系统的修正以弥合这一鸿沟,仍然是科学发现的核心挑战。我们提出一种解决方案:基于代数几何的开源系统,当给定一个可表达为多项式的不完整公理系统以及公理无法推导的假设时,该系统能够生成一组最小候选公理,将其补充至理论后可严格推导出(可能含噪声的)假设。通过展示本方法能重构推导载流子分辨光霍尔效应、爱因斯坦相对论定律及其他若干定律所需的关键公理,我们验证了该方法的有效性。

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