Эксперименты лаборатории
Лаборатория интерпретационных рисков ИИ

Математика и Язык внутри ИИ

Экспериментальная программа · шесть типов пар A/B

Эксперименты строятся по цепочке преобразований. Мы берём математическую структуру, которая остаётся неизменной, и меняем только её языковую оболочку. Одна математика — разные формулировки. Дальше смотрим, что происходит с ответом машины.

Каждый эксперимент — это минимальная пара: вариант А и вариант Б. Они математически эквивалентны, но различаются по одному языковому параметру: синтаксису, лексике, степени неявности, форме символа. Это позволяет отделить влияние языка от влияния математики.

Принцип: если математика одна и та же, а ответы разные — значит, разница вызвана языком. Именно эту разницу мы и измеряем.

I.Шесть типов эксперимента

1

Формула > естественный язык

Гипотеза: даже при абсолютно идентичной математике переход от символической записи к словесной меняет вероятность правильного ответа.
Вариант А — формула
Математическая запись
2x + 3 = 11
Вариант Б — слова
К некоторому числу прибавили три и получили одиннадцать. Найдите число.
Математика одна: x = 4 Язык разный: символ / слово
2

Синтаксис

Гипотеза: синтаксическая сложность конструкции влияет на качество ответа даже при неизменном математическом содержании.
Вариант А — простой синтаксис
У Петра было 12 яблок. Он отдал 5. Сколько осталось?
Вариант Б — сложный синтаксис
Пётр, имевший изначально двенадцать яблок, передал пять из них, после чего требовалось установить, какое количество яблок у него осталось.
Математика одна: 12 ? 5 = 7 Меняется синтаксическая сложность
3

Лексика

Гипотеза: лексическая замена «20%» на «одну пятую» меняет ответ, хотя математически это одно и то же.
Вариант А — процент
Увеличьте число на 20%.
Вариант Б — дробь
Увеличьте исходное число на одну пятую его первоначального значения.
Математика одна: x · 1.2 Меняется лексика
4

Неявное отношение

Гипотеза: неявное отношение («на сколько больше») интерпретируется хуже, чем явное («значение разности»).
Вариант А — неявно
На сколько больше?
Вариант Б — явно
Каково значение разности между первым и вторым количеством?
Математика одна: a ? b Меняется степень неявности
5

Символ против слова

Гипотеза: символ неравенства и его словесный эквивалент обрабатываются машиной по-разному.
Вариант А — символ
Математическая запись
x > 5
Вариант Б — слово
икс больше пяти.
Математика одна: x > 5 Символ vs слово
6

Новое обозначение

Гипотеза: если заменить привычный символ импликации на произвольный, качество математического рассуждения падает — модель теряет опору на знакомую форму.
Вариант А — привычный символ
Импликация в стандартной записи
a > b
Вариант Б — незнакомый символ
Пусть символ ¦ означает импликацию. Проверьте рассуждение.
a ¦ b
Математика одна: a > b Меняется только символ
Связанное исследование: Dias-Alexiou и соавторы заменяли привычный символ импликации на произвольный ¦ и проверяли, насколько меняется качество математических доказательств LLM.
Ядро лаборатории
Матрица «Язык ? Математика»
Две оси, по которым классифицируется любой ответ ИИ
Математика сохранена
Математика нарушена
Язык сохранён
Корректное решение Формулировка точна, структура удержана, операция выполнена верно.
Математическая ошибка Задача понята правильно, но операция, алгоритм или вычисление — неверны.
Язык нарушен
Интерпретационная ошибка Формулировка искажена, но модель «спасла» математику и ответила правильно.
Смешанная ошибка Язык и математика пострадали одновременно. Самый опасный случай.
Практическая ценность: матрица позволяет отделить ошибку языка от ошибки математики. Это и есть главный инструмент аудита ИИ в математическом образовании.

II.Где возникает ошибка: поток задачи

Задача проходит несколько стадий, прежде чем становится ответом. На каждой из них может возникнуть ошибка — и важно понимать, на какой именно. Условные проценты показывают, где по нашим наблюдениям концентрируются потери.

МАТЕМАТИЧЕСКИЙ ЗАМЫСЕЛ
v 12% потерь
ЯЗЫК
v 23% потерь
ИНТЕРПРЕТАЦИЯ
v 17% потерь
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ
v
ОТВЕТ
Числа условны. Реальные значения даст эксперимент.

III.Техническая архитектура

Универсальный механизм вместо десятков страниц

Эксперименты хранятся в отдельном файле данных. Добавление нового эксперимента — это не программирование, а одна запись в массиве. Страница сама его отобразит.

/experiment/
    data/
        experiments.js
    css/
        experiment.css
    js/
        experiment.js
    index.html
    theory.html
    experiments.html
    try.html
    results.html

Каждый эксперимент в experiments.js — это объект:

{
  id: 7,
  title: "Синтаксическая форма",
  hypothesis: "...",
  promptA: "...",
  promptB: "...",
  mathematicalStructure: "...",
  linguisticFeature: "syntactic complexity"
}

Это принципиально важно: вы сможете сами создавать новые эксперименты с помощью ИИ, добавляя только новые записи в массив.

Центральный вопрос лаборатории

Где заканчивается язык и начинается математика — и что происходит с задачей на этой границе?