Лучшая нейросеть для физики: проверь единицы, трение и порядок величины
Лучшая нейросеть для физики та, что не путается в единицах и трении покоя: четыре задачи-проверки, готовый запрос и разбор настоящего ответа.
Андрей
Преподаватель, научный редактор
7 мин чтения
72 км/ч за 10 секунд — это 200 метров, а не 720. Лучшая нейросеть для физики та, у которой этот перевод виден в ответе: она пишет единицы в каждом шаге, не подставляет формулу туда, где нужно понимание, и даёт оценки, которые выдерживают здравый смысл.
Рейтинг тут не поможет: он меряет чужие задачи. Нужна проверка на своих, и для физики она особая. Её можно уложить в один запрос из четырёх задач с известными ответами.
Какая нейросеть лучше решает физику?
Та, что проходит твою проверку на твоих задачах. Для физики проверка устроена иначе, чем для алгебры: кроме правильного числа, важны единицы, смысл и масштаб. Вот запрос, в котором каждая задача проверяет одно из этого:
Я проверяю, насколько нейросеть подходит для подготовки к физике, на задачах с известными ответами. Реши четыре задачи по шагам, с единицами измерения в каждом шаге, и в конце каждой напиши ответ отдельной строкой: 1) Автомобиль едет со скоростью 72 км/ч. Какой путь он пройдёт за 10 с? 2) Что упадёт на дно трубки с откачанным воздухом раньше: перо или монета? 3) Брусок массой 2 кг лежит на горизонтальном столе, его никто не тянет. Чему равна сила трения? 4) Оцени массу воздуха в комнате размером 5 × 4 × 3 м.
Его можно отправить любой нейросети, которую ты выбираешь. Я отправил его от лица школьника в LibraChat. Правильные ответы такие: 200 м, одновременно, ноль, около 70 кг.
Смотри и на подачу. Объясняет ли ответ словами, почему выбран именно этот закон? Для подготовки к экзамену это важнее итогового числа: в задаче с развёрнутым ответом проверяют как раз «почему».
Зачем требовать единицы в каждом шаге?
Первая задача ловит одну из самых частых школьных ошибок: скорость в километрах в час, время в секундах. Перемножишь как есть — получишь 720 и без единиц даже не заметишь, что это бессмыслица. Ответ в тесте начинается с перевода:
И только потом путь, 200 м. Ошибка с единицами коварна правдоподобием: 720 метров за десять секунд похожи просто на очень быструю машину, пока не пересчитаешь обратно в километры в час.
Если нейросеть пропускает единицы в промежуточных шагах, ты не увидишь, где именно она перевела и перевела ли вообще. Поэтому в запросе прямо стоит «с единицами измерения в каждом шаге». Это требование я бы ставил в любой физической задаче, не только в тесте: учитель всё равно спросит, откуда взялись метры.
Есть и быстрая проверка любого ответа: подставь единицы вместо чисел. Метры в секунду, умноженные на секунды, дают метры. Если в итоге выходят квадратные метры там, где ждали путь, формула выбрана неверно, даже если число похоже на правду.
Чем лучшая нейросеть для физики отличается в задачах на понимание?
Для этого третья задача. Брусок лежит, его никто не тянет. Рука сама тянется к формуле трения, но коэффициента в условии нет, и это не случайность. Ответ в тесте рассуждал через равновесие:
Брусок покоится, горизонтальных сил, действующих на него, нет.
И дальше вывод: сила трения покоя равна нулю. Это верно. Трение покоя появляется только тогда, когда тело пытаются сдвинуть, и ровно уравновешивает эту попытку. Нейросеть, которая в такой задаче выдала бы произведение коэффициента на вес, решала бы по шаблону, а не по смыслу.
Задачу можно и усложнить. Отдельным запросом я отправил тот же брусок, только теперь его тянут с силой 3 Н, а коэффициент трения 0,5. Ответ начался с итога:
Сила трения равна 3 Н.
Дальше по шагам: наибольшая сила трения покоя здесь 9,8 Н, тянут слабее, брусок стоит. Ключевой шаг звучит так:
В состоянии покоя сила трения покоя равна по модулю и противоположна по направлению приложенной силе.
Это верно. Шаблонное «коэффициент на вес» дало бы 9,8 Н, то есть силу, при которой брусок уже начал бы двигаться. На таком варианте шаблон и спотыкается.
Вторая задача, про перо и монету, проверяет то же с другой стороны. Без воздуха оба тела падают с одинаковым ускорением. Ответ пришёл с объяснением про отсутствие сопротивления воздуха:
Поэтому перо и монета упадут одновременно.
Засчитываю, но у доски попросил бы добавить главное: в поле тяжести ускорение не зависит от массы тела. Без воздуха ничто этому не мешает.
Можно ли верить числам в оценочных задачах?
Оценочная задача — самая коварная, потому что точного ответа в задачнике может и не быть. Четвёртая задача теста такая. Ответ посчитал объём комнаты, 60 кубометров, и взял плотность воздуха из справочных значений:
Средняя плотность воздуха при комнатных условиях ≈ 1,2 кг/м³.
Итог — 72 кг.
Как проверить такое число без учителя? Порядком величины. Плотность воздуха есть в справочной таблице любого задачника, и она около килограмма с небольшим на кубометр. Значит, масса воздуха в комнате должна быть порядка объёма в кубометрах, то есть десятки килограммов. Ответ в эти рамки попадает. Плотность 1,2 кг на кубометр взята для комнатной температуры, в таблицах для нуля градусов стоит около 1,29. Для оценки разница в несколько процентов не важна, важна разница в тысячу раз. Если бы пришло 0,07 кг или 70 тонн, это был бы сигнал искать ошибку в единицах.
Само число многих удивит: воздух в обычной комнате весит примерно как взрослый человек. Хорошая оценочная задача и должна удивлять, а проверка порядком величины не даёт удивлению перейти в доверие без оснований. Порядок стоит прикинуть в уме до того, как смотреть на ответ.
Что делать, если ответ не сошёлся с задачником?
Сначала не спеши решать, кто ошибся. Проверь три вещи:
единицы: не перепутаны ли километры с метрами и часы с секундами;
константы: в задачниках часто берут ускорение свободного падения 10 м/с², а в ответе может стоять 9,8;
условие: не потерялась ли деталь вроде «его никто не тянет» или «воздух откачан».
Ещё одна причина расхождений — округление в промежуточных шагах. Если ответ отличается от задачника на единицы процента, сравни, где округляли: нейросеть и автор задачника могли делать это на разных шагах. Ошибкой такое расхождение не считается.
Если расхождение не объясняется ни одним из трёх пунктов, попроси в том же чате показать ход решения ещё раз и найди шаг, где числа разошлись. И даже если тест пройден, ответ на следующую задачу всё равно сверяй: верные ответы на четыре задачи ничего не обещают про пятую. Задачу из учебника можно прислать и фотографией: к сообщению прикладывается фото страницы, и разбор пойдёт по нему. Как разбирать сами формулы, а не только ответы, показано в статье про нейросеть для физики, а работа с записью формул — в разборе про нейросеть для формул.
Составь свой тест из четырёх задач
Возьми свою тему, кинематику или динамику, и подбери четыре задачи из задачника с ответами: одну на перевод единиц, одну на понимание без формулы, одну с ловушкой в условии, например брусок, который тянут с силой 3 Н при коэффициенте трения 0,5, и одну оценочную. Отправь их одним запросом по образцу выше и посмотри не только на ответы, но и на то, есть ли единицы в каждом шаге. Если выбираешь между нейросетями, отправь один и тот же тест двум и сравни не итоговые числа, а единицы в шагах и объяснение, почему выбран закон. Если готовишься к экзамену, бери задачи из прошлых вариантов: как встроить такую проверку в подготовку, разобрано в статье про подготовку к ЕГЭ.
