Scientific discovery is an inherently creative and uncertain process, requiring reasoning beyond the recall of known knowledge. While many benchmarks have been proposed to evaluate large language model (LLM) performance on deep research tasks via multi-hop retrieval, their innovative reasoning abilities essential for true scientific discovery remain largely untested. We introduce a benchmark framework for evaluating model performance in scientific discovery and reasoning, building up from a raw problem to the classical null hypothesis test. In our framework, models initially receive only the topic and research question from a recent paper, with technical details progressively revealed. At each stage of information disclosure, the model is tasked with generating hypotheses that address the research question, which is compared with the conclusions from the original paper and evaluated via automated semantic similarity of constituent atomic claims. This progressive evaluation of semantic divergence from ground-truth conclusions enables assessment of a model's innovativeness (under minimal information) to grounded reasoning capabilities (under full experimental details), both critical for using LLMs for scientific discovery purposes. Our framework provides a foundation for systematically evaluating scientific reasoning and discovery capabilities in LLMs, crucial for advancing the development of next-generation AI scientist/co-scientist systems. Specifically, here we evaluate GPT-5, GPT-5.4, Gemini 2.5 pro, and Gemini 3.1 pro preview across 45 papers spanning bioactive materials, mechanical materials, and nanomaterials. We find that GPT-5.4 and Gemini 3.1 pro outperform their previous generation counterparts as expected, and GPT-5.4 in particular maintains 0.7 F1 score alignment with ground truth conclusions even under minimal context.


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ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
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