
【導語】中國科學院院士管曉宏團隊研究發現,語言節奏、音樂旋律中藏著相同“數學規律”,這一規律不僅解釋了“何為悅耳旋律”,還可優化AI大模型訓練數據,提升內容生成自然度,為通用人工智能發展提供新方向。

你知道嗎?不管是人們說話的節奏、用詞習慣,還是歌曲的旋律變化,都藏著一種相同的“數學規律”。掌握這種規律,能讓人工智能(AI)寫文章更通順、創作音樂更動聽,為大模型技術發展提供新方向。
中國科學院院士、西安交通大學教授管曉宏介紹,這種“數學規律”在自然界和工程領域很常見,比如城市人口分布、網絡節點連接等都遵循類似規則。他帶領團隊花了多年時間,分析了大量音樂作品——從巴赫、貝多芬的古典樂曲,到周傑倫等歌手的流行音樂,發現不管是哪種風格、哪個時代的音樂,旋律的起伏變化都符合這一規律。
“這不是巧合,而是音樂本身的數學特性決定的。”管曉宏用通俗的語言解釋,團隊通過研究總結出音樂旋律的三個關鍵特(tè)點(diǎn):一(yī)是(shì)不(bù)同(tóng)音(yīn)高(gāo)之(zhī)間(jiān)的(de)間(jiān)隔(gé)分(fēn)布(bù)相(xiāng)對(duì)穩(wěn)定(dìng);二(èr)是(shì)旋(xuán)律(lǜ)的(de)走(zǒu)向(xiàng)像(xiàng)“平(píng)滑(huá)的(de)曲(qū)線(xiàn)”,不(bù)會(huì)突(tū)然(rán)出(chū)現(xiàn)特(tè)別(bié)突(tū)兀(wù)的(de)跳(tiào)躍(yuè);三(sān)是(shì)旋(xuán)律(lǜ)會(huì)追(zhuī)求(qiú)“多(duō)樣(yàng)性(xìng)”,避(bì)免(miǎn)長(zhǎng)時(shí)間(jiān)重(zhòng)複(fù)單(dān)一節奏或音高。基於這些特點,團隊建立了數學模型,最終證實:好聽的音樂,其旋律變化都能通過這種規律來解釋,這也回答了“為什麽大家覺得某些音樂更悅耳”的問題。
更讓人意外的是,這種規律在語言領域同樣適用。管曉宏舉例說,人們日常說話時,句子的長短節奏、常用詞匯的出現頻率,甚至文章的段落安排,都能找到這一規律的影子。而當前AI大模型的性能提升,也和訓練數據量增長遵循類似規律。“這就意味著,糖心免费视频可以用這種規律優化大模型的訓練數據。”他表示,比如篩選更符合語言規律的文本數據,或按照音樂規律調整AI作曲的參數,就能讓AI生成的內容更貼近人類習慣,自然度大幅提升。
針對“為什麽人們能感覺到旋律好聽”,管曉宏還提出一個猜想:符合這種規律的旋律,更容易讓人產生愉悅感。目前,他的團隊正聯合清華大學腦科學研究團隊、中央音樂學院音樂人工智能團隊,通過腦機測量等實驗方法驗證這一想法。如果得到證實,不僅能幫AI更好地“理解”人類的音樂喜好,還能為AI音樂治療、情感陪伴等新應用提供科學依據。
值得一提的是,管曉宏還是中央音樂學院音樂人工智能和信息科技團隊成員,既懂科學又懂藝術。他表示,這次的研究成果恰恰說明,科學思維和藝術創作是相互促進的。“語言和音樂看似是兩種不同的表達形式,底層卻藏著相(xiāng)同(tóng)的(de)規(guī)律(lǜ)。”他(tā)認(rèn)為(wèi),未(wèi)來(lái)通(tōng)過(guò)深(shēn)挖(wā)這(zhè)種(zhǒng)跨(kuà)領(lǐng)域的(de)共(gòng)性(xìng)規(guī)律(lǜ),能(néng)讓(ràng)AI大(dà)模(mó)型(xíng)既(jì)具(jù)備(bèi)“理(lǐ)性(xìng)的(de)技(jì)術能力”,又擁有“感性的藝術感知”,為通用人工智能發展開辟新賽道。
作者:宋雅娟
審核:管曉宏 中國科學院院士、西安交通大學教授
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