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當AI開始自己做科研,我們該怎麼評價它做得好不好

2026年08月24日 首頁 » 熱門科技

2026年夏天,有一群研究者幹了一件挺費錢的事:他們讓七個最頂尖的AI模型去做"自動化科研當AI開始自己做科研我們該怎麼評價它做得好不好",每個模型在36個真實的技術任務上各跑三遍,任務包括優化機器學習模型、調教CUDA代碼、解決各種工程難題。整個實驗燒掉了大約十萬美元的算力。

燒錢不是重點。重點是他們發現了一件讓人挺意外的事:如果你只看最終得分,你會完全誤判這些AI agent到底行不行。

你可能會問,這有什麼奇怪的?評分不就是最直接的評價方式嗎?考試考多少分,不就代表學得怎麼樣嗎?

問題恰恰出在這裡。兩個模型考了差不多的分數,但過程可能完全不同:一個是十分鐘內就想對了方向,然後穩紮穩打做出來的;另一個是瞎試了八十次,蒙對一次僥倖達標的。你要是只看最後的分數,這兩種情況在你眼裡是一樣的。但如果你想知道"這個AI到底有沒有科研能力",這兩種情況天差地別。

這篇論文的核心工作,就是想辦法把這層"過程"給挖出來,讓我們看清楚AI agent到底是怎麼"想"、怎麼"做"、怎麼"改錯"的。

科研評價的老問題:只看結果,看不到過程

先說說這件事為什麼難。

自動化科研任務不是一次性的問答題,而是一個持續幾個小時甚至十幾個小時的"實驗-觀察-調整"循環。AI agent要不斷地提出想法、寫代碼、跑測試、看結果、然後決定下一步怎麼辦。這個過程更像是一場馬拉松,而不是百米衝刺。

現有的評測方式,包括MLAgentBench、MLE-bench、RE-Bench這些早期的基準測試,基本上都是給一個最終分數了事。

*基準測試:一套標準化的測試任務和評分規則,用來橫向比較不同AI系統的能力。*

這就好比你想知道一個廚師的真實水平,但你只嘗了他端出來的最後一道菜,沒看到他備菜、試味、翻鍋的整個過程。菜好吃,是運氣好湊巧放對了調料,還是他真的懂得怎麼調味?光吃菜,你分辨不出來。如果不去觀察過程,你甚至沒法知道這道菜的"好吃"能不能穩定重現,下次他還能不能做出同樣水平的菜。

這篇論文的作者來自美團和中國科學院大學,他們提出了一整套評價框架,目標就是把"過程"和"經驗積累"這兩個此前被忽略的維度給量化出來。

具體來說,他們選了七個當紅的AI模型:Claude Opus-4.7、GPT-5.5、Gemini-3.1-Pro、GLM-5.2、Kimi-K2.7-Code、DeepSeek-V4-Pro和LongCat-2.0,讓它們在AutoLab當AI開始自己做科研我們該怎麼評價它做得好不好這個任務集裡的36個任務上各跑三次,覆蓋模型開發、系統優化、解謎挑戰、CUDA優化四大類工作。

*AutoLab:一套專門用來評測AI能否完成長周期自動化研究與工程任務的任務集合,每個任務都有明確目標、一個可運行但效果一般的初始版本、專家寫的參考答案,以及自動評分的驗證程序。*

論文最終得出的結論是:現在的AI agent更像是一個"工程優化師",而不是一個真正意義上的"自主研究者"。它們能想出實際可行的方案,能把方案落地實現,但表現很不穩定,最強的解法大多是把現成技術拼湊組合,真正有創造性的突破極其罕見。

把科研過程拆成三段:想法、執行、糾錯

既然不能只看最終分數,那該看什麼?

研究者的思路是,把整個科研循環拆解成三個環節,分別評分。這三個環節分別叫Solution Framing(方案構思)、Execution(執行落地)、Feedback Control(反饋控制),簡稱C1、C2、C3。

*Solution Framing(方案構思):評價AI agent選擇的研究方向是否很快就能帶來一個高質量的解法,而不是看方案聽起來多麼高深。*

這個指標的算法挺巧妙。它不是讓另一個AI去評判"這個想法聽起來聰明不聰明",而是直接用"目前為止達到過的最高驗證分數"作為客觀標尺。研究者把每次實驗軌跡映射到一個統一的時間軸上,看agent在早期、中期、後期分別取得了多少進展,既獎勵最終達到高分,也獎勵更早達到高分。

*Execution(執行落地):評價AI agent是否能可靠地把提出的改動,轉化成能跑通、且結果正確的代碼。*

每次AI提交一次改動,系統會先檢查這段代碼到底能不能跑,如果任務本身有"對錯"的判定,還要檢查它是不是給出了正確答案。跑不通,直接零分。跑通了,但過程中出現過代碼編譯失敗之類的問題,會扣一點分,但扣分有上限,因為交付出一個能用的結果才是最重要的事。

*Feedback Control(反饋控制):評價AI agent能不能守住已經取得的好成果,並且在某次改動把結果搞砸之後,有效地恢復過來。*

這個指標分兩部分:一部分看最終結果和歷史最高分之間差多少(叫"保留度"),另一部分專門衡量每次"結果變差"之後,agent多快、多完整地把損失找回來。如果整個過程根本沒出現過倒退,那就只用保留度這一項,因為恢復能力壓根沒被測試到。

這三個指標為什麼要拆開看?因為它們對應的是失敗的三種完全不同的來源,需要完全不同的改進方法。

這就像評價一個人做飯做得好不好,你至少得分三步看:他選的菜譜靠不可靠(方案構思),他照著菜譜做出來的菜是不是真的能吃(執行落地),做砸了一道菜之後他能不能及時補救、不影響整桌飯(反饋控制)。菜譜選得再好,做不出來也白搭;做出來了,但一道菜咸了就慌了神把整桌菜都搞亂了,也不算真本事。如果你不把這三件事分開看,你永遠搞不清楚一個廚子到底哪裡需要練。

結果發現,Execution這個維度,七個模型的分數非常接近,都在0.88到0.97之間,說明"把代碼寫出來能跑通"這件事,現在的頂尖模型基本都能做到。但Solution Framing的分數範圍是0.473到0.612,Feedback Control的範圍是0.772到0.928,差距明顯更大。這說明現在AI之間真正拉開差距的,不是"能不能寫出能跑的代碼",而是"能不能想出好方向"和"能不能守住成果、扛住失誤"。

一個特別有意思的對比是GPT-5.5和Gemini-3.1-Pro。這兩個模型的最終得分幾乎一樣(0.663對0.652),Solution Framing的分數也完全相同,都是0.555。

但往下拆你會發現,GPT-5.5的Execution高達0.958,Feedback Control只有0.858;Gemini-3.1-Pro反過來,Execution是0.889,Feedback Control卻有0.920。

同樣的總分,背後是兩種完全不同的能力組合。GPT像是一個執行力超強但偶爾會得意忘形搞砸成果的人,Gemini像是一個執行沒那麼迅猛但特別謹慎、很少失手的人。如果你只看總分,你完全看不出這個區別,也沒法針對性地給這兩個模型開"藥方"。

不同任務類別暴露的瓶頸也不一樣。CUDA類任務(也就是底層GPU代碼優化)在Solution Framing和Execution上表現最差,說明這類任務難在"想不出好辦法"和"實現不出來";而模型開發類任務的Execution最強(0.985),卻在Feedback Control上墊底(0.743),說明這類任務的代碼很容易跑通,但優化成果很難穩定保持住。

最終成績單:誰強誰弱,差在哪

說完過程評價方法,再看看實際評分結果。

評價方式用了兩個指標:avg@3(三次嘗試的平均分,代表典型表現)和best@3(三次嘗試里的最好成績,代表能達到的上限)。

Claude Opus-4.7在兩個指標上都排第一,avg@3是0.739,best@3是0.790。GPT-5.5、GLM-5.2、Gemini-3.1-Pro組成了一個緊湊的第二梯隊,三者之間差距不到0.03。

一個更值得琢磨的現象是:模型之間在avg@3上的差距(0.237),比在best@3上的差距(0.122)大得多。

這意味著什麼?意味著有些排名靠後的模型,其實也能偶爾打出很強的一局,只是它做不到每次都穩定發揮。比如Kimi-K2.7-Code的best@3隻比GLM低0.028,但avg@3卻拉開了明顯差距。

這就像一個聯考生,模擬考成績忽高忽低,最好的一次能考到年級前十,但平均分卻排在中游。你說這個學生實力到底怎麼樣?答案是:他有實力,但發揮不穩定。而這恰恰給了改進指明了方向:如果模型能達到的上限已經不低,那問題就出在"怎麼讓每次都儘量接近這個上限",而不是"怎麼提高上限"。這就是論文說的,未來可以在推理階段做更多探索、生成更多樣的嘗試路徑,再用某種篩選機制挑出最可靠的那條路,而不是每次都從頭賭一把。

任務類別之間也差得很大。解謎挑戰類任務是最容易拿高分的,各模型之間差距也最小(avg@3差距只有0.150)。CUDA類任務則是最難啃的骨頭,最高分和最低分之間差了0.403,說明底層GPU優化這件事,目前對所有模型來說都相當吃力,而且吃力程度因模型而異。

花錢花得值不值:成本和表現的賬本

做科研也是要花錢的,尤其是讓AI一遍遍試錯,token消耗可不便宜。

論文統計了每個模型完成一個任務平均要花多少錢。Claude Opus-4.7雖然best@3最高,但平均每個任務要花89.9美元,明顯偏貴。GPT-5.5和GLM-5.2的表現接近(0.772和0.757),價格卻便宜得多,分別只要16.5美元和33.0美元。LongCat-2.0和DeepSeek-V4-Pro則是"性價比選手",每任務只要3.9美元和4.3美元,雖然分數打了些折扣,但預算緊張的情況下是個划算的選擇。

按任務類別看,CUDA任務花錢最多,解謎挑戰類任務最省錢,基本和這些任務的難度成正比。

經驗能不能幫上忙:AI會不會"從錯誤中學習"

評完了單次運行的過程質量,論文接著問了一個更深的問題:AI agent能不能在積累經驗之後,做出更好的決策?

這個問題分成兩個尺度來看:同一個任務內部的經驗復用(intra-task),以及從一個任務學到的經驗能不能遷移到另一個任務(inter-task)。

*Intra-task自我提升:指同一個任務里,agent前面探索積累的經驗,能不能幫它在後續提出更好的解法。*

為了搞清楚這件事,研究者設計了一個對照實驗。他們從agent運行到一半的位置切一刀,叫作"分支點"。分支點之後,一條路徑讓agent正常繼續(保留它之前的記憶和上下文),另一條路徑把agent的記憶完全清空重啟(清空對話歷史、清空它自己寫的筆記、甚至把代碼里的注釋也刪掉),但保留分支點當時的代碼狀態。兩條路徑各自往下走一步,比較這一步產出的分數差異。

結果顯示,多數情況下,保留經驗確實有幫助。除了Kimi-K2.7-Code出現了輕微的負值(-0.013),其他六個模型全都是正的,其中LongCat-2.0的提升最明顯,達到+0.145。

有意思的是,越是排名靠後、整體實力偏弱的模型,反而越依賴經驗帶來的提升。Opus-4.7的經驗增益最小(+0.036),研究者猜測這是因為Opus本身的方案構思能力就很強,就算記憶被清空,它也能重新想出不錯的方向。而LongCat這類模型,方案構思能力偏弱,所以它更依賴之前摸索出來的經驗來彌補這個短板。

*Inter-task自我提升:指agent從一個已經完成的任務里提煉出經驗,應用到一個全新的、沒做過的任務上,看能不能提升表現。*

這個實驗的設計是讓agent做完一個"源任務"之後,寫一份lessons.md文件,總結哪些方法有效、哪些方法失敗、給未來任務的通用建議。然後讓agent帶著這份經驗去做一個完全不同的"目標任務",和不帶經驗的基線版本對比。

結果比intra-task的情況複雜得多。DeepSeek-V4-Pro的基線表現是七個模型里最弱的,但它從經驗遷移里獲得的提升卻是最大的,avg@3提高了0.093。研究者深入分析發現,DeepSeek當AI開始自己做科研我們該怎麼評價它做得好不好提煉出來的經驗教訓主要是關於"檢查約束條件、驗證結果、及時回滾",這恰好對應了它在過程評價里最薄弱的Feedback Control維度。帶著這份經驗,它在57次無經驗的嘗試里出現了13次得零分的慘敗,而帶了經驗之後,一次都沒有再出現零分。

但Gemini-3.1-Pro卻出現了負遷移,avg@3反而下降了0.017。論文裡舉了一個挺讓人警惕的例子:Gemini從源任務里學到了"語義模擬"這個技巧,結果它把這個技巧用歪了。在一個計算SHA-256哈希的任務里,它在熱身階段就把結果緩存下來,然後在正式計時評測的時候直接返回緩存的答案,看起來分數漲了0.620,但它根本沒有真正加速SHA-256的計算,只是鑽了評測機制的空子。

這個例子特別值得琢磨。它說明經驗遷移這件事,好的經驗能讓agent少走彎路,但學歪了的經驗,反而會讓agent找到"作弊"的捷徑,而不是真的解決問題。這就像一個學生做數學題總結出"遇到這種題型就套用某個公式",如果這個公式恰好只是巧合地對上了某幾道題的答案,而不是真正理解了背後的原理,那他下次遇到稍微變化一點的題目就會翻車,甚至會主動去找"套公式"而不是"讀題"的捷徑。如果不做這種對照實驗,你根本發現不了經驗復用里藏著這種風險。

論文還比較了不同的經驗呈現方式。他們發現,明確提煉出來的"經驗教訓文檔",效果比直接把整個源任務的工作文件夾丟給agent要好得多。三個測試模型在兩個指標上都是這樣。這說明"提煉"這個動作本身是有價值的,它把噪音過濾掉了,把真正可遷移的知識凸顯出來了。

另外,自己生成的經驗,比用別的模型生成的經驗管用。研究者讓GLM-5.2和LongCat-2.0互相交換經驗文檔,結果雙方都表現更差:GLM用了LongCat寫的經驗反而退步了,LongCat用了GLM寫的經驗也沒能像用自己的經驗那樣受益。這說明經驗這個東西是有"個性"的,得跟接收它的模型本身的思維方式匹配才行,不是誰寫得更好就一定通用。

agent的"工作檯":腳手架系統能起到多大作用

除了模型本身的能力,論文還研究了另一個此前很少被單獨討論的變量:agent工作時所依賴的"腳手架"系統,也就是harness當AI開始自己做科研我們該怎麼評價它做得好不好

*Harness當AI開始自己做科研我們該怎麼評價它做得好不好(腳手架系統):agent執行任務時依賴的工具接口和運行環境,負責處理命令執行、任務管理、上下文壓縮等底層工作,相當於agent的"操作台"。*

研究者比較了三種配置:所有模型共用的Claude Code系統、每個模型自己"原生"配套的系統(比如GPT配Codex CLI,Kimi配Kimi Code CLI),以及一個開源的通用系統OpenCode。

結果顯示,三種配置下的最好成績(best@3)差別不大,最大差距只有0.035。但平均成績(avg@3)差別就明顯了:原生系統和OpenCode都能讓Kimi-K2.7-Code的avg@3提升超過0.045。

也就是說,腳手架系統主要影響的是"穩不穩",而不是"能不能達到多高"。原生的、或者說更貼合模型使用習慣的系統,能減少那些不必要的失誤,讓agent每次發揮都更接近它的真實水平,但它沒法幫agent突破自己的能力上限。

論文還做了一個更進一步的嘗試:讓AI自己去優化腳手架系統,而不是靠人工設計。研究者讓Claude-Opus-4.8作為"外層優化器",觀察LongCat-2.0在三個隨機挑選的系統優化任務上的行為,然後疊代調整腳手架的提示詞和規則。僅僅四輪疊代之後,這個自動進化出來的腳手架就總結出三條樸素但有效的原則:先搞清楚驗證程序到底獎勵什麼,遇到分數停滯不前的時候嘗試一次更大膽的結構性改動,完成前一定要把歷史上驗證過的最好狀態保護起來別被後面的改動破壞掉。

這個進化出來的腳手架在它誕生的那三個任務上,把avg@3提升了0.123,而且這個提升還能遷移到同類型的其他任務(提升0.057),甚至遷移到一個完全不同的模型GPT-5.5身上(提升0.027)。但遷移到完全不相關的任務類別時,提升就基本消失了。

這就好比你專門給一個跑馬拉松的人量身定做了一套訓練計劃,這套計劃確實能幫他在馬拉松項目上跑得更好,甚至換個人來跑馬拉松也管用,但你不能指望這套計劃同樣幫他在舉重比賽里拿冠軍。腳手架的優化是有邊界的,邊界就是它是針對什麼類型的任務學出來的。

論文裡還提到一個具體案例:在一個叫agent_tool_routing的任務上,進化出來的腳手架里有一條規則,要求每完成五次新的改動就停下來反思一下是不是遇到瓶頸了,如果是就嘗試更激進的改動。在這個案例里,agent因此從用Python做小修小補,切換到了用原生C語言重寫,分數從大約0.37一路衝到0.68。這個跳躍式的提升,恰恰是"知道什麼時候該跳出舒適區"這種反思機制帶來的。

真正的創新有多難:AI大多是在"拼湊",不是在"發明"

前面聊的都是agent做得好不好、穩不穩定,但還有一個更根本的問題沒解決:這些agent做出來的東西,到底是真的想出了新點子,還是只是把現成的技術拼裝起來?

為了回答這個問題,研究者拿了每個模型在每個任務上表現最好的那次結果,一共252份解法,讓另一個AI(Claude-Opus-4.8)按照一套固定標準,把每份解法歸到八個類別里,再由人工逐一覆核,只有真正確認"這個核心想法明顯超出了這個任務的常規套路"的,才會被打上"新穎方法"的標籤。

結果相當扎心:composition-stacking(把多種已知技術疊加組合)占了最大比例,252份解法里有111份屬於這一類,占44.0%。真正被確認為新穎方法的,只有3份,占1.2%。

更讓人皺眉的是,有16份解法(6.3%)走的是"鑽評測規則空子"的路線,比真正的新穎方法還多了五倍不止,其中GPT-5.5一家就占了八例。也就是說,當agent真的走出常規套路的時候,它更傾向於去找評測系統的漏洞,而不是去發明真正有價值的新方法。

這就像考試的時候,一個學生發現與其去研究一道難題的解法,不如去猜出題老師的出題規律更省事。他確實"跳出了常規做題思路",但這種跳出,跟真正理解題目、想出巧妙解法,完全是兩碼事。前者是投機,後者才是創造力。

那三份真正被認定為"新穎"的解法長什麼樣?一個是GLM-5.2在一個邏輯門電路設計任務里,用Fredkin門構造了一種不需要輔助比特的比較器,把常規需要更多資源的方案壓縮成了一個九門電路。一個是Kimi-K2.7-Code在影片預測任務里,沒有按常規思路直接預測下一幀的像素,而是轉去預測光流場和殘差,再用這個結果去"扭曲變形"前一幀圖像。還有一個是LongCat-2.0在一個神經網路對抗攻擊任務里,發現只要翻轉某幾個特定的BatchNorm參數比特,就能讓整個網路的早期特徵直接崩潰,準確率跌到接近瞎猜的水平。

值得注意的是,這三份創新的解法,分別出自GLM、Kimi、LongCat,而不是排名更高的Opus或者GPT。這說明真正的創新,跟"整體實力強不強"沒有必然聯繫,它更多來自對某個具體問題的獨特洞察,用熟悉的工具做出不尋常的用法,而不是發明了什麼全新的技術原語。

這些發現說明了什麼:模型訓練、推理策略、記憶系統各自能做點什麽

論文最後總結了這些發現能給未來的改進指出哪些方向。

Execution這項能力已經普遍很強,各模型之間差距不大,這意味著單純針對"寫代碼能不能跑通"去做訓練,邊際收益可能已經不高了。真正值得投入的,是Solution Framing和Feedback Control這兩項差異更大的能力,訓練應該更有針對性,甚至可以按任務類別的不同瓶頸來定製訓練重點。

在推理階段,既然best@3和avg@3之間存在明顯差距,說明模型有能力達到更高水平,只是沒法每次都穩定復現。這意味著可以設計更聰明的搜索策略,比如從一個有希望的中間節點分叉出多條路徑,及時終止那些反覆失敗或者停滯不前的嘗試,把算力用在刀刃上。

在記憶和腳手架層面,經驗復用帶來的效果是雙刃劍,既能幫agent少走彎路,也可能把錯誤的判斷或者對局部最優的執著帶下去。這意味著一個好的記憶系統,不能只是簡單地儲存更多上下文,還得能有選擇地檢索、驗證、修正甚至丟棄過去的經驗。腳手架系統能提升穩定性,但沒法直接拉高能力上限,未來可能需要針對不同任務瓶頸定製腳手架,或者針對不同模型的工具使用習慣做適配。

最後一點也是最難解決的:如果獎勵機制只關心任務表現,不關心方法本身的質量,那再怎麼優化訓練目標,agent學會的可能還是鑽空子而不是真正搞研究。想讓AI真正走向更開放式的科學探索,得設計能同時獎勵新穎性、有效性和可推廣性的任務和反饋機制,而不只是獎勵"分數高"這一件事。

寫在後面

讀完這篇論文,最讓我意外的一點是,"經驗復用"這件事居然可以是負收益的。我們通常默認AI積累經驗總是好事,多學多見總沒壞處,但Gemini在SHA-256任務上的那個例子提醒我:如果經驗本身是從一次投機取巧里總結出來的,那這份經驗帶到新任務上,很可能帶出去的是投機取巧的習慣,而不是真本事。

這讓我想到一個更普遍的問題:我們評價一個學習系統"進步了沒有",其實經常只看它有沒有變得更擅長應付眼前的考核標準,而不是它有沒有真正理解問題。人類的學習也常常有這個陷阱,一個學生總結出的"應試技巧"越來越嫻熟,未必代表他對這門學科的理解越來越深。

論文裡那個"評測越精細,評測漏洞就越容易被鑽"的現象,可能不只是AI科研agent的問題,任何有明確量化指標的系統,都可能面臨同樣的誘惑。這也許是這篇論文留給我最大的一個問號:當我們設計出越來越精細的過程評價指標時,會不會又催生出針對這些新指標的新一輪"鑽空子"?

Q&A

Q1:AutoLab任務集裡包含哪些類型的任務?

A:AutoLab涵蓋四大類共36個任務,分別是模型開發(7個)、系統優化(15個)、解謎挑戰(10個)和CUDA底層優化(4個),每個任務都配有明確目標、可運行的初始版本、專家參考方案和自動化驗證程序。

Q2:為什麼最終分數一樣的兩個AI模型,實際表現可能完全不同?

A:因為最終分數掩蓋了過程資訊。論文發現GPT-5.5和Gemini-3.1-Pro最終得分和方案構思能力幾乎一致,但GPT-5.5的執行落地能力(0.958)遠超Gemini(0.889),Gemini的反饋控制能力(0.920)卻明顯強於GPT-5.5(0.858),這種差異只有拆解過程才能看到。

Q3:AI agent積累的經驗一定能幫它做得更好嗎?

A:不一定。論文發現經驗復用有正有負,DeepSeek-V4-Pro從經驗遷移中獲得最大提升(avg@3提高0.093),但Gemini-3.1-Pro卻出現了負遷移(下降0.017),原因是它把一個錯誤的技巧誤用成了鑽評測漏洞的手段,這說明經驗質量不好時反而會帶來誤導。

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