جوجل ألفا إيفولف: نظرة معمقة على وكيل الذكاء الاصطناعي الرياضي المدعوم بـ Gemini

Audrey Lopez

Audrey Lopez

30 يوليو 2025

جوجل ألفا إيفولف: نظرة معمقة على وكيل الذكاء الاصطناعي الرياضي المدعوم بـ Gemini

برز AlphaEvolve من Google DeepMind كتقدم كبير في الاكتشاف والتحسين الآلي للخوارزميات، مستفيدًا من القدرات الهائلة لعائلة نماذج اللغة الكبيرة (LLM) Gemini ضمن إطار عمل تطوري متطور. يتجاوز هذا النظام البرمجة التقليدية المدعومة بالذكاء الاصطناعي من خلال توليد حلول خوارزمية للمشاكل المعقدة في الرياضيات وعلوم الكمبيوتر والهندسة وتقييمها وتحسينها بشكل تكراري. يتعمق هذا المقال في التعقيدات التقنية لـ AlphaEvolve، مستكشفًا بنيته، وتفاعل مكوناته الأساسية، وإنجازاته الرائدة من منظور تقني، وموقعه ضمن المشهد الأوسع لتصميم الخوارزميات الآلي.

الفرضية الأساسية لـ AlphaEvolve هي أتمتة وتوسيع نطاق عملية تطوير الخوارزميات التي غالبًا ما تكون شاقة وتعتمد على الحدس. يحقق ذلك من خلال إنشاء نظام مغلق حيث يتم تعديل الأفكار الخوارزمية، المعبر عنها ككود، واختبارها باستمرار مقابل أهداف محددة، واختيارها بناءً على الأداء، مما يعزز "البقاء للأصلح" الرقمي للكود.

💡
هل تريد أداة رائعة لاختبار واجهات برمجة التطبيقات (API) تقوم بإنشاء وثائق API جميلة؟

هل تريد منصة متكاملة وشاملة لفريق المطورين لديك للعمل معًا بأقصى إنتاجية؟

يقدم Apidog جميع متطلباتك، ويحل محل Postman بسعر أكثر معقولية بكثير!
button

البنية الأساسية ودورة التشغيل

يعمل AlphaEvolve من خلال خط أنابيب مصمم بدقة يدمج توليد الكود المدفوع بنماذج اللغة الكبيرة (LLM) مع تقييم آلي صارم واستراتيجية بحث تطورية. يمكن تفكيك دورة التشغيل النموذجية على النحو التالي:

تعريف المشكلة والتهيئة: تبدأ العملية بخبير بشري يحدد المشكلة. يتضمن ذلك توفير:

قاعدة بيانات البرامج وأخذ عينات المطالبات: يحتفظ AlphaEvolve بـ قاعدة بيانات برامج تخزن جميع متغيرات البرامج التي تم إنشاؤها وتقييمها مسبقًا، جنبًا إلى جنب مع درجات أدائها والبيانات الوصفية الأخرى. يقوم وحدة أخذ عينات المطالبات باستعلام قاعدة البيانات بذكاء لتحديد البرامج "الأصلية". يتم اختيار هذه البرامج بناءً على استراتيجيات مختلفة، قد تشمل الأداء العالي (الاستغلال) أو التنوع (الاستكشاف، ربما بتوجيه من تقنيات مثل MAP-Elites لتغطية مناطق مختلفة من مساحة الحلول). يقوم أخذ العينات بعد ذلك بإنشاء مطالبة غنية لنماذج اللغة الكبيرة (LLMs). تتضمن هذه المطالبة عادةً:

توليد وتعديل الكود المدعوم بنماذج Gemini LLMs: يتم إدخال المطالبة التي تم إنشاؤها إلى مجموعة من نماذج Gemini من Google. يستخدم AlphaEvolve بشكل استراتيجي:

التقييم الآلي: يتم بعد ذلك تجميع البرامج "الفرعية" التي تم إنشاؤها حديثًا (والناتجة عن تطبيق فروقات الكود التي تم إنشاؤها بواسطة نموذج اللغة الكبيرة على البرامج الأصلية) (إذا لزم الأمر) وإخضاعها لاختبار صارم بواسطة مجمع المقيمين. هذا مكون حاسم وغير تافه.

الاختيار وتحديث السكان: يتم تغذية درجات أداء البرامج الفرعية مرة أخرى في قاعدة بيانات البرامج. ثم يقرر متحكم تطوري أي البرامج يجب الاحتفاظ بها ونشرها. عملية الاختيار هذه مستوحاة من مبادئ من الحساب التطوري:

التكرار والتقارب: تتكرر هذه الدورة من أخذ العينات، التعديل، التقييم، والاختيار، ربما لآلاف أو حتى ملايين التكرارات، وتعمل بشكل غير متزامن عبر البنية التحتية الحاسوبية الموزعة. بمرور الوقت، من المتوقع أن يتطور سكان الخوارزميات نحو حلول تكون مثالية بشكل متزايد فيما يتعلق بالأهداف المحددة. يمكن إنهاء العملية بناءً على معايير مختلفة، مثل الوصول إلى هدف أداء، استنفاد ميزانية حسابية، أو ملاحظة ثبات في التحسن.

الدور الحاسم لنماذج Gemini LLMs

تعتبر تعقيد نماذج Gemini أمرًا أساسيًا لقدرات AlphaEvolve. على عكس أنظمة البرمجة الوراثية السابقة التي غالبًا ما كانت تعتمد على عوامل تعديل عشوائية أو محددة بشكل ضيق، يستفيد AlphaEvolve من فهم نماذج اللغة الكبيرة لبنية الكود، دلالاته، وأنماط البرمجة الشائعة.

استراتيجية التعديل "القائمة على الفروقات" جديرة بالملاحظة بشكل خاص. من خلال جعل نماذج اللغة الكبيرة تقترح تغييرات بالنسبة للكود الموجود الذي يعمل (أو يكاد يعمل)، يمكن لـ AlphaEvolve استكشاف الجوار المحلي للحلول الجيدة بشكل أكثر فعالية مع القدرة أيضًا على إجراء تغييرات أكبر وأكثر تحويلية. يمكن القول إن هذا أكثر كفاءة من محاولة توليد خوارزميات معقدة بأكملها من الصفر مرارًا وتكرارًا.

تحليل فني للإنجازات الرئيسية

نجاحات AlphaEvolve المبلغ عنها ليست مجرد تحسينات تدريجية بل غالبًا ما تمثل اختراقات جوهرية:

ضرب المصفوفات (مصفوفات معقدة 4x4):

جدولة مهام مراكز البيانات (Google's Borg):

تسريع تدريب نماذج الذكاء الاصطناعي (Gemini Kernels):

تصميم الأجهزة (تحسين TPU Verilog):

الاكتشاف الرياضي (رقم التقبيل، إلخ):

الجوانب الرمزية العصبية والمقارنة بالأعمال السابقة

يمكن اعتبار AlphaEvolve تجسيدًا لمبادئ الرمزية العصبية. يجمع بين قوة التعرف على الأنماط والتوليد للشبكات العصبية (نماذج Gemini LLMs) مع التمثيل الرمزي والتلاعب بالكود والهياكل المنطقية (الخوارزميات نفسها وإطار التقييم). توفر نماذج اللغة الكبيرة "الحدس العصبي" لاقتراح التغييرات، بينما توفر المقيمون والإطار التطوري الدقة "الرمزية" للاختبار وتوجيه البحث.

مقارنة بأنظمة Google DeepMind السابقة:

تكمن نقاط تميز AlphaEvolve الرئيسية في عموميتها، استخدامها لنماذج لغة كبيرة متطورة مثل Gemini لمعالجة الكود الدقيقة، وإطارها التطوري الذي يعمل مباشرة على الكود المصدري لتحسين الحلول بشكل تكراري بناءً على التقييم التجريبي.

القيود الفنية والاتجاهات المستقبلية

على الرغم من قوته، لا يخلو AlphaEvolve من التحديات التقنية ومجالات البحث المستقبلية:

  1. كفاءة العينة في البحث التطوري: يمكن أن تكون الخوارزميات التطورية غير فعالة من حيث العينة، وتتطلب العديد من التقييمات للعثور على الحلول المثلى. بينما يستفيد AlphaEvolve من نماذج اللغة الكبيرة لإجراء تعديلات أكثر ذكاءً، فإن الحجم الهائل لاختبار الآلاف أو الملايين من المتغيرات يمكن أن يكون مكلفًا من الناحية الحسابية. تحسين كفاءة البحث هو هدف مستمر.
  2. تعقيد تصميم المقيم: غالبًا ما يكون "كعب أخيل" لمثل هذه الأنظمة هو الحاجة إلى دالة تقييم محددة جيدًا، قابلة للأتمتة، وفعالة. بالنسبة لبعض المشاكل المعقدة، خاصة تلك التي تحتوي على مكافآت متفرقة أو أهداف يصعب قياسها كميًا، يمكن أن يكون تصميم مثل هذا المقيم صعبًا مثل حل المشكلة نفسها.
  3. قابلية التوسع لقواعد الكود الكبيرة للغاية: بينما يمكن لـ AlphaEvolve تطوير برامج كاملة، فإن قابليتها للتوسع لقواعد الكود الضخمة حقًا (مثل نواة نظام تشغيل كاملة) والتفاعلات بين المكونات المتطورة المتداخلة بعمق تمثل عقبات كبيرة.
  4. التقطير والتعميم: سؤال بحث رئيسي هو كيف يمكن تقطير "المعرفة" التي اكتسبها AlphaEvolve من خلال بحثه الشامل مرة أخرى في نماذج اللغة الكبيرة الأساسية لتحسين قدراتها الكامنة في الاستدلال الخوارزمي، دون الحاجة إلى حلقة التطور الكاملة لكل مشكلة جديدة. تشير الأعمال الحالية إلى أن هذا اتجاه واعد ولكنه لم يتحقق بالكامل بعد.
  5. التحسين الذاتي التكراري الحقيقي: بينما يحسن AlphaEvolve تدريب النماذج التي تدعمه، فإن تحقيق ذكاء اصطناعي مستقل حقًا، يتحسن ذاتيًا باستمرار ويمكنه تعزيز جميع خوارزمياته الأساسية دون تدخل بشري، هو رؤية أكثر تعقيدًا وطويلة الأجل. لا يزال النظام الحالي يتطلب إعدادًا وإشرافًا بشريًا كبيرًا للمشاكل الجديدة.
  6. التعامل مع الغموض والمشاكل غير المحددة بشكل كافٍ: يتفوق AlphaEvolve عندما تكون الأهداف "قابلة للتقييم آليًا" بوضوح. المشاكل ذات المتطلبات الغامضة أو تلك التي تحتاج إلى حكم بشري ذاتي للتقييم تظل خارج قدراته المباشرة الحالية.

تشمل الاتجاهات الفنية المستقبلية على الأرجح:

في الختام، يمثل AlphaEvolve مزيجًا متطورًا من نماذج اللغة الكبيرة، الحساب التطوري، وتقييم البرامج الآلي. تمكنه بنيته التقنية من معالجة مجموعة متنوعة من المشاكل الخوارزمية الصعبة، مما ينتج عنه حلول يمكن أن تتجاوز نظيراتها التي صممها البشر وحتى تحطم الأرقام القياسية التي استمرت لفترة طويلة في الرياضيات. بينما لا تزال هناك تحديات تقنية، فإن نجاحات AlphaEvolve التي تم إثباتها وتصميمه العام يبشران بعصر جديد يلعب فيه الذكاء الاصطناعي دورًا أكثر استباقية وإبداعًا في عملية الاكتشاف العلمي والتكنولوجي نفسها.

ممارسة تصميم API في Apidog

اكتشف طريقة أسهل لبناء واستخدام واجهات برمجة التطبيقات

جوجل ألفا إيفولف: نظرة معمقة على وكيل الذكاء الاصطناعي الرياضي المدعوم بـ Gemini