问题

机器学习自嘲的炼丹和化学材料自嘲的炒菜有什么本质上的区别?

回答
机器学习领域的“炼丹”和化学材料领域的“炒菜”,虽然都带有自嘲的意味,并且在某种程度上都涉及到对现有材料或算法进行组合、优化和实验,但它们在本质上存在着显著的区别。这些区别体现在其目标、方法论、实验对象、可控性、理论基础以及最终产物的价值导向等方面。

下面我将尽量详细地阐述它们之间的本质区别:

机器学习的“炼丹” vs. 化学材料的“炒菜”

1. 目标 (Goal)

机器学习“炼丹” (Model Tuning/Hyperparameter Optimization):
目标是找到“最佳”的模型,以实现某个特定的预测或决策任务。 这里的“最佳”通常是指在某个预设的评估指标(如准确率、F1分数、AUC、MSE等)上达到最高值或最低值。
炼丹的核心是 寻找参数空间中最优的组合,以让模型能够更好地拟合数据、泛化到未知数据,并最终解决一个实际问题(如图像识别、自然语言处理、推荐系统等)。
目标具有一定的 明确性和可量化性,可以通过各种指标来衡量进展。

化学材料“炒菜” (Material Synthesis/Optimization):
目标是合成出具有特定性质或功能的材料。 这里的“性质”可以是导电性、催化活性、强度、柔韧性、光学特性等等。
炒菜的核心是 通过改变反应条件、原材料配比或加入添加剂来获得具有期望性能的新材料,或者改进现有材料的性能。
目标可能更加 探索性,有时甚至是为了发现意想不到的、具有独特功能的材料,其最终的应用场景可能并非一开始就完全明确。

2. 方法论 (Methodology)

机器学习“炼丹”:
基于数据和算法的迭代优化。 主要方法包括:
超参数调优 (Hyperparameter Tuning): 例如调整学习率、正则化强度、网络层数、节点数、激活函数等。
模型架构搜索 (Neural Architecture Search NAS): 自动寻找最优的网络结构。
特征工程: 手动或自动地选择、转换和组合特征。
数据增强: 通过变换现有数据来增加训练数据的多样性。
核心是实验设计和参数搜索。 通常依赖于大量的计算资源进行反复训练和评估。
很大程度上是一种“黑箱”优化过程。 即使知道哪个超参数组合有效,也未必能完全理解其背后的原理。

化学材料“炒菜”:
基于化学原理、物理规律和实验经验的探索与设计。 主要方法包括:
反应条件控制: 温度、压力、反应时间、溶剂选择、催化剂使用等。
成分配比: 不同组分的比例对材料结构和性能至关重要。
合成方法: 干法、湿法、气相沉积、固相反应等多种合成路径。
后处理: 退火、退火、表面处理等对材料性质有影响。
核心是理解物质的组成、结构与性能之间的关系。 尽管存在实验试错,但通常有较强的理论指导。
更强调对物理化学过程的理解和控制。

3. 实验对象 (Experimental Object)

机器学习“炼丹”:
抽象的数学模型(通常是神经网络)。 实验对象是模型结构、模型参数和训练过程中使用的超参数。
这些对象是 可计算的、可复制的(在相同的硬件和软件环境下),并且可以通过代码进行精确控制和修改。
可以看作是在 数字世界 中进行的实验。

化学材料“炒菜”:
具体的物理化学物质。 实验对象是原子、分子、晶体、高分子等。
这些对象是 具体的、物质存在的,其性质受制于原子排列、化学键、晶体结构、杂质等多种因素。
实验发生在 物理世界 中,需要真实的化学试剂、仪器设备和实验室环境。

4. 可控性与随机性 (Controllability and Randomness)

机器学习“炼丹”:
高度可控,但也存在固有的随机性。
可控性: 可以精确地设置超参数、模型架构、数据划分、优化器等所有训练过程中的变量。
随机性: 模型初始化权重、数据加载顺序、某些正则化技术(如 Dropout)本身就引入了随机性,这使得即使重复“炼丹”过程,也可能得到略微不同的结果。这种随机性有时也是为了帮助模型逃离局部最优。

化学材料“炒菜”:
相对可控,但更易受环境和材料本身复杂性影响。
可控性: 科学家可以精确控制温度、压力、反应时间、试剂纯度等。
随机性/不可控性: 材料的微观结构(如晶界、缺陷)、杂质的存在、反应过程中微小的环境波动(如空气中的水分、振动)都可能对最终材料的性质产生显著影响。有时即使重复实验,也难以得到完全一致的结果,这被称为 批次差异 (batchtobatch variation)。

5. 理论基础与理解深度 (Theoretical Foundation and Depth of Understanding)

机器学习“炼丹”:
理论基础相对较弱,更依赖于经验和启发式方法。
虽然有优化理论、统计学习理论等作为支撑,但对于深度学习模型为何有效、哪些超参数组合能取得好的效果,很多时候缺乏深刻的理论解释,更像是一种 工程上的调优。
“炼丹”这个词本身就暗示着一种 “试错”和“玄学” 的成分,即在不完全理解所有细节的情况下,通过反复尝试来找到好的解决方案。
许多研究致力于 可解释性 (Interpretability),但目前仍是活跃的研究领域。

化学材料“炒菜”:
拥有深厚的理论基础。
以物理化学、量子化学、固体物理等学科为支撑,科学家可以基于原子、分子层面的相互作用来设计和预测材料的性质。
虽然也存在经验和试错,但更多的是在 已知的理论框架下进行探索和创新。例如,基于能带理论设计半导体材料,基于晶体学原理合成具有特定结构的催化剂。
对材料的 结构性质性能 关系的理解通常更为深入和直接。

6. 最终产物与价值 (End Product and Value)

机器学习“炼丹”:
最终产物是一个训练好的模型(或模型架构)和一个与之相关的性能指标。
价值体现在模型的 预测能力、泛化能力,以及它能够解决的实际问题带来的效率提升、成本降低或新功能实现。
模型本身是抽象的,但其带来的 应用价值是具体的。

化学材料“炒菜”:
最终产物是具体的、具有特定物理化学性质的材料样品。
价值体现在材料本身的 内在性能,例如作为电池材料提升能量密度,作为催化剂提高反应效率,作为结构材料提供强度等。
这些材料可能被用于制造器件、产品或改进现有工艺,其价值是 物质层面的和功能层面的。

7. “自嘲”的性质 (Nature of "Selfdeprecation")

机器学习“炼丹”的自嘲:
暗示着过程的“不精确”和“不科学”。 炼丹师们知道自己在做什么,但有时感觉像是在大海捞针,凭运气和经验(加上计算能力)来找到那个“灵丹妙药”。
反映了深度学习在理论解释上的不足。 很多时候,即使调优成功,也无法清晰地解释为何某个超参数组合能带来如此显著的提升,感觉更像是对模型“属性”的调整,而非对其内在机制的深刻改造。
是对计算资源消耗的戏谑。 高效的超参数搜索往往需要大量的计算资源进行重复训练,耗时耗力。

化学材料“炒菜”的自嘲:
反映了实验过程的“试错”和“经验主义”。 即使有理论指导,很多时候也需要反复尝试不同的配方和条件,才能获得满意的结果,过程中会遇到很多预料之外的问题。
可能指代对现有材料的“简单组合”。 某些时候,对材料的改进可能只是微小的配方调整或简单的物理混合,缺乏颠覆性的创新,被戏称为“炒菜”。
暗示了对“非主流”或“边缘”材料研究的谦虚。 相对于一些有明确理论支撑的“硬核”研究,对新材料的探索有时显得更加“接地气”和“凭感觉”。

总结对比表格

| 特征 | 机器学习“炼丹” | 化学材料“炒菜” |
| : | : | : |
| 目标 | 优化模型性能,解决特定任务 | 合成具有特定性质的材料 |
| 方法论 | 迭代优化,参数搜索,数据增强 | 基于化学原理,控制反应条件,调整配比 |
| 实验对象 | 抽象的数学模型(权重、结构、超参数) | 具体的物理化学物质(原子、分子、晶体) |
| 世界 | 数字世界 | 物理世界 |
| 可控性 | 高度可控,但有训练中的随机性 | 相对可控,但易受微观结构和环境影响 |
| 理论基础 | 相对薄弱,更多经验和启发式方法 | 深厚,以物理化学等学科为支撑 |
| 最终产物 | 训练好的模型(及其性能) | 具有特定性质的材料样品 |
| 价值 | 预测能力,解决实际问题的效率提升 | 材料本身的内在性能,应用到器件或产品 |
| “炼丹/炒菜”的自嘲根源 | 缺乏深刻理论解释,依赖试错和计算资源 | 实验试错,经验主义,对过程复杂性的戏谑 |

本质上来说,机器学习的“炼丹”更侧重于在抽象的数学和计算空间中寻找最优的“配置”,以最大化一个量化指标。而化学材料的“炒菜”则是在具体的物质世界中,通过理解和操控化学过程,来创造或优化具有特定物理化学性质的实体。

尽管都带有“试错”和“优化”的色彩,并且在一定程度上依赖于经验和计算能力,但它们处理的“物质”不同,其背后的科学原理深度和直接性也不同,最终追求的价值也存在差异。机器学习的“炼丹”是在一个相对“干净”且可控的数字环境中进行参数优化,而化学材料的“炒菜”则是在一个充满复杂性和不确定性的物理世界中进行物质创造。

网友意见

user avatar

方法论上并没有什么区别。实际上不止炼丹和炒菜,现代实用科研里大多数人都在试错,本质上就是神农尝百草。因为理论能准确预测的东西前人早就研究完了,哪还轮得到你。

理论物理看起来有理论,是因为理论太超前了,现有条件无法实验验证,所以搞理论的可以随便开脑洞。应用物理大家其实还是在试错。

现代科学和古代经验按说应该泾渭分明,可是一实践就发现越来越像,一半多的医学论文都没发复现。所以我觉得如果现代医学算科学,那么神农氏也算科学家。

机器学习和化学的唯一区别是,搞机器学习的如果有钱,可以开一百台机器一次试一百个参数,属于资本密集产业,劳动生产率很高,所以工资高。

搞化学的如果有钱,要雇一百个博士才能一次试一百个参数,属于劳动力密集产业,劳动生产率很低,所以工资低。

user avatar

当后者用机器取代人力进行暴力穷举试错时候,这个问题才有讨论的意义。

类似的话题

  • 回答
    机器学习领域的“炼丹”和化学材料领域的“炒菜”,虽然都带有自嘲的意味,并且在某种程度上都涉及到对现有材料或算法进行组合、优化和实验,但它们在本质上存在着显著的区别。这些区别体现在其目标、方法论、实验对象、可控性、理论基础以及最终产物的价值导向等方面。下面我将尽量详细地阐述它们之间的本质区别: 机器学.............
  • 回答
    作为一名机器学习初学者,如何选择适合自己水平的论文是一个非常关键的问题。阅读论文是深入理解机器学习理论和实践的最佳途径之一。如果一开始就选择过于复杂或与自己知识背景脱节的论文,很容易产生挫败感,影响学习的积极性。下面我将为你详细讲解如何一步步选择适合你水平的机器学习论文: 第一阶段:打好基础,建立知.............
  • 回答
    想要自学机器学习、深度学习和人工智能?这三个领域近些年可谓是炙手可热,学习资源也如雨后春笋般涌现。别担心,我这就为你梳理一番,看看哪些网站能让你在这条探索之路上走得更稳、更远。说实话,想在这几个领域里“门儿清”,靠一个网站是肯定不够的。机器学习、深度学习和人工智能,虽然紧密相连,但它们各自的侧重点和.............
  • 回答
    机器学习算法工程师想要跳出打工的框架,自己接项目单干,并且收入翻倍甚至更多,这条路绝对可行,但绝非易事。它需要你不仅仅是个技术牛人,更要学会成为一个精明的生意人、一个高效的项目管理者,和一个有魅力的人脉拓展师。下面我将从几个关键维度,详细拆解一下这条“单干”之路,希望能给你一些实在的指引。一、 核心.............
  • 回答
    这个问题挺有意思的,也确实触及到了当前教育体系中一个很现实的矛盾。我们不妨仔细掰扯一下。说学校和教育机构“督促不具有自主学习能力的人学习,使其取得应试成绩”,这前半句“督促不具有自主学习能力的人学习”本身就有点绕了。一个真正“不具有自主学习能力”的人,恐怕真的很难被“督促”到有效学习的程度。所谓的“.............
  • 回答
    太酷了!用机械臂玩电脑小游戏,这绝对是一个能让人眼前一亮的项目。想把这个想法变成现实,你需要储备不少知识,而且这过程本身就充满乐趣。咱们一步一步来拆解,我尽量把它们讲得详实,并且让你感觉这是个经验丰富的过来人跟你聊。核心目标分解:1. 感知: 传感器要能“看到”游戏画面,理解游戏状态。2. 决策.............
  • 回答
    这是一个非常有趣且深刻的问题,触及了我们学习的生物学基础和进化过程。简单来说,人类在学习时确实会分泌多巴胺,而且这种机制在进化中扮演了至关重要的角色。 你的提问可能源于一种误解,认为目前的学习机制不够“优化”,或者以为“多巴胺奖励机制”是独立于学习而存在的,而不是学习过程的一部分。让我们从头来梳理一.............
  • 回答
    女生学摄影系在扛机器方面,总体来说 并不一定比男生“真的难”,但确实会面临一些挑战,需要更多技巧、体能训练和策略。这并不是一个绝对的“难易”问题,而是关于如何应对和适应的问题。我没有自己就是干这行的女生,但我可以分享一些从摄影行业(包括男性和女性从业者)的观察和了解,来详细解答这个问题:一、 扛机器.............
  • 回答
    学习编导专业,如果遇到的机构不太理想,确实会让人感到沮丧。但请不要灰心,自学同样可以成为一条通往成功的道路,甚至在某些方面比依赖机构更加灵活和深入。自学编导需要的是系统的方法、强大的自律性和持续的热情。下面我将详细地为你讲述如何通过自学提高编导专业的通过率,无论你是为了考研、考编还是为了实际工作能力.............
  • 回答
    好,咱们来聊聊如果地球是反着转,也就是从东向西自转,这世界会发生什么奇妙的变化。这不是为了抖机灵,纯粹是探讨物理规律和我们熟知的一切。想象一下,我们熟悉的世界突然换了个方向,这可不是小打小闹,会影响到气候、生活习惯,甚至是我们对宇宙的认知。首先,最直观的区别就是 太阳升起和落下的方向要对调。我们现在.............
  • 回答
    初中文凭,完全可以学习编程!这绝对不是一句空话,而是有无数真实案例支撑的。关键在于你的决心、学习方法以及如何选择适合自己的路径。靠谱的培训机构还是自学?这个问题,我觉得没有绝对的“哪个更好”,更像是“哪个更适合你”。 培训机构: 优点: 系统性强,有明确的学习路径.............
  • 回答
    您好!关于在公司发表的Sci论文,而未署名您所在学校机构,是否能用于硕士毕业论文,这个问题比较复杂,需要分情况仔细探讨。首先,我们需要明确几个关键点:1. “公司发表”的性质: 这是指您在公司任职期间,以公司名义完成的研究成果,还是您在公司实习期间,在公司实验室进行的,并获得公司授权发表的研究?这.............
  • 回答
    这个问题确实挺让人纠结的,特别是当只有一个名额的时候。咱们就来掰扯掰扯,看看这事儿到底有多“水”或者说有多“不公平”,以及其他同学有没有一丝丝的机会。首先,我们得明确一个基本事实:学院内部的博士招生,尤其是只有一个名额时,确实存在一定的“内部消化”倾向。 这不是说完全没有机会,而是说,这个机会的“难.............
  • 回答
    哥们,能理解你这心情,一本机械毕业想买房养活自己,这目标很实在,也很清晰。别担心,虽然现在市场卷,但机械这专业本身就挺硬的,咱们好好规划一下,绝对有路子。首先,得明确一点:机械专业本身是个基础,但“买房养活自己”这个目标,更看重的是你的“专业能力”和“赚钱能力”。 而这两点,可以通过毕业后的学习和实.............
  • 回答
    二战考研,对于非法本的你来说,这确实是一个重要的关口,尤其当这是你最后一次机会时,纠结在“喜欢”和“稳妥”之间,我特别能理解。这不仅仅是选择一所学校,更是对自己过去努力的肯定和未来方向的规划。咱们一步一步来捋一捋,到底该怎么选。首先,我们得明白“喜欢”和“稳妥”各自代表着什么。“喜欢”的学校: .............
  • 回答
    你说的情况,上班后自己掏钱学作曲,想成为职业作曲家,机会大不大?这个问题挺实在的,也问到了点子上。我帮你掰开了揉碎了说,尽量让你觉得这就是个过来人跟你聊聊,而不是什么冷冰冰的机器生成。首先,我们得认清一个事实:成为一个“职业作曲家”的定义有很多种,而且竞争确实是存在的。 你说的“职业作曲家”,是指靠.............
  • 回答
    你这个问题,我太懂了!尤其那个“贫穷”两个字,简直说到心坎里。要说法硕非法学,这绝对是一条充满挑战,但绝对不是绝路的路。我的建议是:不一定非要报考机构,但“看情况”,而且你得有个清晰的计划。我给你掰开了揉碎了说,咱就聊聊B站资源、练习题,以及如何“穷着考”。 关于“报考机构”这事儿:先别急着下结论说.............
  • 回答
    哈喽,学表演的同学们!你们这个问题问得太关键了,直接关系到你们未来能走多远。我来给大家扒一扒湖南高二表演艺考生的训练那些事儿,尽量说得详细点,让你们心里有谱。学校组织去长沙统一训练 vs. 自己找培训机构:到底哪种好?这个问题的答案,其实没有绝对的哪个一定更好,很大程度上取决于你所在的学校、你的个人.............
  • 回答
    是否有必要将机器学习算法自己实现一遍?这是一个在机器学习学习者和实践者中非常常见的问题,而且答案并不是简单的“是”或“否”,而是取决于 你的目标、你的学习阶段、以及你想达到的深度。下面我将从不同的角度详细阐述这个问题: 1. 有必要,但不是所有人都需要,也不是所有算法都需要将机器学习算法自己实现一遍.............
  • 回答
    AutoGluon:亚马逊AI开源自动机器学习的深度剖析亚马逊AI近期开源的AutoGluon项目,无疑在自动机器学习(AutoML)领域掀起了一股不小的波澜。对于开发者和数据科学家而言,它提供了一种前所未有的便捷方式来构建和部署高性能的机器学习模型,尤其是在时间紧迫或资源受限的情况下,其价值尤为突.............

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2025 tinynews.org All Rights Reserved. 百科问答小站 版权所有