最近,大型语言模型(LLM)使得权重空间编程(WSP)成为可能,即直接生成神经网络权重而无需梯度优化。将 WSP 应用于物理问题面临两个难点:既要保证数值解的精度,又要满足物理守恒或方程约束。为此,本文提出 Physics2Weight(PtW)框架,针对偏微分方程(PDE)通过以下机制生成网络:\n\n- 物理约束提示:在 LLM 的提示中嵌入 governing equation、初始条件和边界条件的符号描述,使生成的权重天然受物理约束。\n- 物理引导的结构编辑:依据方程的算子特性(如二阶导数、对流项)自动增删网络层或改变激活函数,以匹配求解需求。\n- 迭代权重细化:在首次生成后,利用 WSP 的自回归能力对权重进行多轮修正,逐步降低残差,同样不依赖梯度。\n\n实验在四类 PDE 上进行:热方程 $u_t = \alpha \nabla^2 u$、对流方程 $u_t + \mathbf{c}\cdot\nabla u = 0$、Burgers 方程 $u_t + u\nabla u = \nu \nabla^2 u$、Allen‑Cahn 方程 $u_t = \epsilon^2 \nabla^2 u - f(u)$。在相同网格和训练预算下,PtW 的数值误差普遍低于传统物理信息神经网络(PINN),尤其在线性热方程和对流方程上表现突出。然而,对于非线性 Burgers 和 Allen‑Cahn,生成的权重仍难完全满足方程的残差约束,表明当前 WSP 在强非线性场景仍有改进空间。\n\n总体而言,PtW 展示了 LLM 在无需梯度的情况下直接构造符合物理约束的神经网络的潜力,为加速科学计算提供了新思路。\n\n点评