LLMs是否已准备好进行科学发现?面向AI科学家的能力导向基准

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摘要

介绍了SDABench,一个评估LLMs在五个领域六种科学分析能力上的基准,发现模型在需要假设选择和机制推理的任务上表现困难。

现有基准主要评估LLMs的代码执行或工作流完成能力,忽略了科学分析旨在支持不同类型的科学主张:假设探索、统计推断、机制解释,每种都有不同的假设和有效性标准。我们引入了SDABench,该基准将评估重新组织为六种能力(描述性、探索性、推断性、预测性、因果性和机制性),涵盖五个领域(生物学、化学、环境、地理、物理学)。SDABench包括527个真实数据实例(SDA-Real)和6000个合成实例(SDA-Synth),每个实例均包含选择题和开放式问题两种格式,通过自动化流程构建。评估了15个代表性LLMs后,我们发现模型能很好地处理描述性分析,但在需要假设选择、潜在过程建模或机制推理的任务上性能急剧下降。SDABench进一步提供了一个五阶段错误分析框架,用于定位LLMs失败的原因:更先进的模型能更可靠地识别相关范围和变量,但在选择合适的分析程序、建模变量关系以及得出有效结论方面仍有困难。
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来源: https://huggingface.co/papers/2607.11079

摘要

现有的科学数据分析基准主要评估LLM在代码执行或工作流完成方面的能力,但忽略了科学分析旨在支持不同类型的科学主张:假设探索、统计推断、机制解释,每种类型都有不同的假设和有效性标准。我们引入了SDABench,这是一个基准,围绕六种能力(描述性、探索性、推断性、预测性、因果性和机制性)在五个领域(生物学、化学、环境、地理、物理)重新组织评估。SDABench包含527个真实数据实例(SDA-Real)和6000个合成实例(SDA-Synth),每个实例都有选择题和开放式两种格式,通过自动化流程构建。通过对15个代表性LLM的评估,我们发现模型在处理描述性分析时表现良好,但在需要假设选择、潜在过程建模或机制推理的任务上急剧下降。SDABench进一步提供了一个五阶段的错误分析框架,用于定位LLM失败之处:更先进的模型能更可靠地识别相关范围和变量,但仍难以选择合适的分析程序、建模变量关系以及得出有效结论。

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