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相似度场论:智能的数学框架

人工智能 2026-04-07 v5

摘要

我们认为,转换相似关系构成可理解动态系统的结构基础。本文引入相似度场论,一个形式化相似值在实体之间及其演化的原则的数学框架。我们定义:(1) 一个作用于实体宇宙 UU 上的相似度场 S:U×U[0,1]S: U \times U \to [0,1],满足自反性 S(E,E)=1S(E,E)=1,并被视为有向关系场(允许非对称性和非传递性);(2) 通过序列 Zp=(Xp,S(p))Z_p=(X_p,S^{(p)}) 索引 p=0,1,2,p=0,1,2,\ldots 的系统演化;(3) 作为诱导出纤维 Fα(K)=EUS(E,K)αF_{\alpha}(K)={E\in U \mid S(E,K)\ge \alpha} 的概念 KK,即一元映射 SK(E):=S(E,K)S_K(E):=S(E,K) 的超水平集;(4) 产生新实体的生成算子 GG。在此框架下,我们形式化一种智能定义:若给定包含属于 KK 纤维中实体的系统,GG 生成的实体也属于该纤维,则算子 GG 对于概念 KK 是智能的。相似度场论因此为表征、比较和构建智能系统提供了基础语言。在高层次上,该框架将智能和可解释性重新框定为相似度场上的几何问题——保持和组合水平集纤维——而非统计问题。我们证明了两个定理:(i) 非对称性阻止互包含;(ii) 稳定性要么导致锚坐标,要么在目标水平上逼近收敛(可达任意小的容差)。这些结果约束相似度场演化,激发一种可应用于大型语言模型的解释性视角。AI 系统可能更倾向于对人类可观察和可解释的人类安全观念进行对齐,而非完全决定底层安全概念。

关键词

引用

@article{arxiv.2509.18218,
  title  = {Similarity Field Theory: A Mathematical Framework for Intelligence},
  author = {Kei-Sing Ng},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.18218},
  year   = {2026}
}