We present a new self-supervised machine learning approach for symbolic simplification of complex mathematical expressions. Training data is generated by scrambling simple expressions and recording the inverse operations, creating oracle trajectories that provide both goal states and explicit paths to reach them. A permutation-equivariant, transformer-based policy network is then trained on this data step-wise to predict the oracle action given the input expression. We demonstrate this approach on two problems in high-energy physics: dilogarithm reduction and spinor-helicity scattering amplitude simplification. In both cases, our trained policy network achieves near perfect solve rates across a wide range of difficulty levels, substantially outperforming prior approaches based on reinforcement learning and end-to-end regression. When combined with contrastive grouping and beam search, our model achieves a 100\% full simplification rate on a representative selection of 5-point gluon tree-level amplitudes in Yang-Mills theory, including expressions with over 200 initial terms.


翻译:我们提出了一种新的自监督机器学习方法,用于复杂数学表达式的符号简化。通过打乱简单表达式并记录逆运算来生成训练数据,从而创建同时提供目标状态及达到目标的显式路径的引导轨迹。随后,基于置换等变性的Transformer策略网络在此数据上逐步训练,以在给定输入表达式时预测引导动作。我们在高能物理中的两个问题——双对数约简和旋量-螺旋度散射振幅简化——上验证了该方法。在两种情况下,训练后的策略网络在广泛难度范围内实现了近乎完美的求解率,显著优于先前基于强化学习和端到端回归的方法。当与对比分组和束搜索结合时,我们的模型在杨-米尔斯理论中代表性的5点胶子树级振幅选择上实现了100%的完全简化率,包括包含超过200个初始项的表达式。

0
下载
关闭预览

相关内容

【博士论文】自监督学习视频表示
专知会员服务
26+阅读 · 2024年2月5日
专知会员服务
65+阅读 · 2021年4月11日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
167+阅读 · 2020年3月18日
对比自监督学习
深度学习自然语言处理
35+阅读 · 2020年7月15日
【泡泡图灵智库】密集相关的自监督视觉描述学习(RAL)
泡泡机器人SLAM
11+阅读 · 2018年10月6日
【论文笔记】自注意力机制学习句子embedding
国家自然科学基金
43+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
17+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
31+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2013年12月31日
Arxiv
15+阅读 · 2023年4月24日
VIP会员
最新内容
综述 | 3D场景图:开放挑战与未来方向
专知会员服务
0+阅读 · 13分钟前
21世纪的无人机战争
专知会员服务
1+阅读 · 今天14:05
《量子技术的军事任务技术适配与利用》
专知会员服务
1+阅读 · 今天13:51
美国从乌克兰无人机战争中学习经验
专知会员服务
7+阅读 · 6月21日
ICML 2026 | 面向视觉语言模型的语义鲁棒性认证
专知会员服务
5+阅读 · 6月21日
相关基金
国家自然科学基金
43+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
17+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
31+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2013年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员