[AI v.s 物理] AI與物理方法比較

AI為何在這陣子會變得那麼紅,它的核心概念是想辦法定義一層又一層的函數以及最關鍵因子輸入,以及每一個結點下相關的權重,去得到最終的輸出。輸入與輸出是根據給定的數據結果,然後權重就是需要進行最佳化方法的查找,才能得到值。簡單來講,AI就是根據事先給定的數據,去找出最佳的權重值,以描述輸入與輸出之間的關係。透過這種方法,就可以之後在面對未知的輸出條件,給定已知輸入,我們就可利用AI去預測輸出。那這樣的建構方式,其實是通用性相當廣的,因為只要問題可被量化,有數據可以讓AI擬合就可得到最佳的結果。

這適用在當我們不了解輸入與輸出之間關係的時候,尤其再輸入與輸出之間的關係也相當複雜,我們也難以透過了解其中牽涉的機制,在不了解的情況下,依然用AI建模的方式,解決問題,所以AI等於是在人類針對一個複雜問題,也沒有方法去分析的時候,一種讓我們找到方法的賦能技術。

不過AI唯一受限的就是需要有數據,如果再沒有數據的情況下,就完全不能使用。這時候以某些情境下,牽涉物理機制就可以用物理方法建立模型。物理的方法在於需要明白輸入與輸出之間當中運作的機制,而且是清楚的了解。這當中複雜的部分就是我們要先能夠了解機制是什麼,再把機制轉換成數學方程式,還要將這些方程式的相關參數給定後,再一一對這些方程式求解,就可得到輸入與輸出之間的關係。這樣的好處在於在數據量很少的情況下,一樣可以去建立輸入與輸出之間的關係。因而,物理的解決方式,也可看成是當數據量不多時候的解決方法。

綜合比較起來,AI厲害的地方在於不需要瞭解事物運作的機制,直接就可強大的從數據歸納出一套運作方式,在某些情境下,人類難以去歸納了解機制的時候,變成是一種賦能的技術,他的缺點在於有時候模型會不穩定,很有可能預測的結果會錯誤,會偏離事實,所以這依然有一些配套措施來進行補強。

物理厲害在於少量的數據,透過瞭解事物背後真正運作的原理,才進行輸入與輸出之間的歸納,通常歸納完成之後,預測的穩定度就會相當高,因為基本上只要是貼近事實的描述,預測出來的結果就事實。缺點在於當情境複雜到很難被歸納,或參數難以被測得的時後,就也是需要一些手法來進行補強。

[參考]

https://chih-sheng-huang821.medium.com/%E4%BB%80%E9%BA%BC%E6%98%AF%E4%BA%BA%E5%B7%A5%E6%99%BA%E6%85%A7-%E6%A9%9F%E5%99%A8%E5%AD%B8%E7%BF%92%E5%92%8C%E6%B7%B1%E5%BA%A6%E5%AD%B8%E7%BF%92-587e6a0dc72a