如何让AI兼具“技术理性”与“艺术感性”？答案可能在语言音乐规律中

【导语】中国科学院院士管晓宏团队研究发现，语言节奏、音乐旋律中藏着相同“数学规律”，这一规律不仅解释了“何为悦耳旋律”，还可优化AI大模型训练数据，提升内容生成自然度，为通用人工智能发展提供新方向。

你知道吗？不管是人们说话的节奏、用词习惯，还是歌曲的旋律变化，都藏着一种相同的“数学规律”。掌握这种规律，能让人工智能（AI）写文章更通顺、创作音乐更动听，为大模型技术发展提供新方向。

中(zhōng)国(guó)科(kē)学(xué)院(yuàn)院(yuàn)士(shì)、西安交通大学教授管晓宏介绍，这种“数学规律”在自然界和工程领域很常见，比如城市人口分布、网络节点连接等都遵循类似规则。他带领团队花了多年时间，分析了大量音乐作品——从巴赫、贝多芬的古典乐曲，到周杰伦等歌手的流行音乐，发现不管是哪种风格、哪个时代的音乐，旋律的起伏变化都符合这一规律。

“这不是巧合，而是音乐本身的数学特性决定的。”管晓宏用通俗的语言解释，团队通(tōng)过(guò)研(yán)究(jiū)总(zǒng)结(jié)出(chū)音(yīn)乐(lè)旋(xuán)律的三个关键特(tè)点(diǎn)：一(yī)是(shì)不(bù)同(tóng)音(yīn)高(gāo)之(zhī)间(jiān)的(de)间(jiān)隔(gé)分(fēn)布(bù)相(xiāng)对(duì)稳(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)线(xiàn)”，不(bù)会(huì)突(tū)然(rán)出(chū)现(xiàn)特(tè)别(bié)突兀的跳跃；三是(shì)旋(xuán)律(lǜ)会(huì)追(zhuī)求(qiú)“多(duō)样(yàng)性(xìng)”，避(bì)免(miǎn)长(zhǎng)时(shí)间(jiān)重(zhòng)复(fù)单(dān)一(yī)节(jié)奏(zòu)或(huò)音(yīn)高(gāo)。基(jī)于(yú)这(zhè)些(xiē)特(tè)点(diǎn)，团(tuán)队(duì)建(jiàn)立(lì)了(le)数(shù)学(xué)模(mó)型(xíng)，最(zuì)终(zhōng)证(zhèng)实(shí)：好(hǎo)听(tīng)的(de)音(yīn)乐(lè)，其(qí)旋(xuán)律(lǜ)变(biàn)化(huà)都(dōu)能(néng)通(tōng)过(guò)这种规律来解释，这也回答了“为什么大家觉得某些音乐更悦耳”的问题。

更让人意外的是，这种规律在语言领域同样适用。管晓宏举例说，人们日常说话时，句子的长短节奏、常用词汇的出现频率，甚至文章(zhāng)的(de)段(duàn)落(luò)安(ān)排(pái)，都(dōu)能(néng)找(zhǎo)到(dào)这(zhè)一(yī)规(guī)律(lǜ)的(de)影(yǐng)子(zi)。而(ér)当(dāng)前(qián)AI大(dà)模(mó)型(xíng)的(de)性(xìng)能(néng)提(tí)升(shēng)，也(yě)和(hé)训(xun)练(liàn)数(shù)据(jù)量(liàng)增(zēng)长(zhǎng)遵(zūn)循(xún)类(lèi)似(shì)规(guī)律(lǜ)。“这(zhè)就(jiù)意(yì)味(wèi)着(zhe)，我(wǒ)们(men)可(kě)以(yǐ)用这种规律优化大模型的训练数据。”他表示，比如筛选更符合语言规律的文本数据，或按照音乐规律调整AI作曲的参数，就能让AI生成的内容更贴近人类习惯，自然度大幅提升。

针对“为什么人们能感觉到旋律好听”，管晓宏还提出一个猜想：符合这种规律的旋律，更容易让人产生愉悦感。目前，他的团队正联合清华大学脑科学研究团队、中央音乐学院音乐人工智能团队，通过脑机测量等实验方法验证这一想法。如果得到证实，不仅能帮AI更好地“理解”人类的音乐喜好，还能为AI音乐治疗、情感陪伴等新应用提供科学依据。

值得一提的是，管晓宏还是中央音乐学院音乐人工智能和信息科技团队成员，既懂科学又懂艺术。他表示，这次的研究成果恰恰说明，科学思维和艺术创作是相互促进的。“语言和音乐看似是两种不同的表达形式，底层却藏着相同的规律。”他认为，未来通过深挖这种跨领域的共性规律，能让AI大模型既具备“理性的(de)技(jì)术(shù)能(néng)力(lì)”，又(yòu)拥(yōng)有(yǒu)“感(gǎn)性(xìng)的(de)艺(yì)术(shù)感(gǎn)知(zhī)”，为(wèi)通(tōng)用(yòng)人(rén)工(gōng)智(zhì)能(néng)发(fā)展(zhǎn)开(kāi)辟(pì)新(xīn)赛(sài)道(dào)。

作(zuò)者(zhě)：宋(sòng)雅(yǎ)娟(juān)

审(shěn)核(hé)：管(guǎn)晓(xiǎo)宏(hóng) 中(zhōng)国(guó)科(kē)学(xué)院(yuàn)院(yuàn)士(shì)、西(xi)安(ān)交(jiāo)通(tōng)大(dà)学(xué)教(jiào)授(shòu)