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【导语】中科院院士管晓宏团队研究发现，语言节奏、歌曲旋律都藏着相同“数学规律”，该规律不仅可解释为何某些音乐更悦耳，还能优化AI大模型(xíng)训(xun)练(liàn)数(shù)据(jù)，提(tí)升(shēng)生(shēng)成(chéng)内(nèi)容(róng)自(zì)然(rán)度(dù)，未(wèi)来(lái)或(huò)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)。

你(nǐ)知(zhī)道(dào)吗(ma)？不(bù)管(guǎn)是(shì)人(rén)们(men)说(shuō)话(huà)的(de)节(jié)奏(zòu)、用(yòng)词习(xí)惯(guàn)，还(hái)是(shì)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。

中国科学院院士、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(shì)，团(tuán)队(duì)通(tōng)过研究总结出音乐旋律的三个关键特点：一是不同音高之间的间隔分布相对稳定；二是旋律的走向像“平滑的曲线”，不会突然出现特别突兀的跳跃；三是旋律会追求“多样性”，避免长时间重复单一节奏或音高。基于这些特点，团队建立了数学模型，最终证实：好听的音乐，其旋律变化都能通过这种规律来解释，这也回答了“为什么大家觉得某些音乐更悦耳”的问(wèn)题(tí)。

更(gèng)让(ràng)人(rén)意(yì)外(wài)的(de)是(shì)，这(zhè)种(zhǒng)规(guī)律(lǜ)在(zài)语(yǔ)言(yán)领(lǐng)域同(tóng)样(yàng)适(shì)用(yòng)。管(guǎn)晓(xiǎo)宏(hóng)举(jǔ)例(lì)说(shuō)，人(rén)们(men)日(rì)常(cháng)说(shuō)话(huà)时(shí)，句(jù)子(zi)的(de)长(zhǎng)短(duǎn)节(jié)奏(zòu)、常用词汇的出现频率，甚至文章的段落安排，都能找到这一规律的影子。而当前AI大模型的性能提升，也和训练数据量增长遵循类似规律。“这就意味着，我们可以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“理性的技术能力”，又拥有“感性的艺术感知”，为通用人工智能发展开辟新赛道。

作者：宋雅娟

审核：管晓宏 中国科学院院士、西安交通大学教授