自动微分在科学机器学习中的数值稳定性挑战

2025-09-18
自动微分在科学机器学习中的数值稳定性挑战

科学机器学习(SciML)广泛依赖自动微分(AD)来构建梯度,但AD在处理微分方程(ODE)和偏微分方程(PDE)时,其数值稳定性和鲁棒性却面临挑战。演讲者将探讨AD的数值分析,并通过Python库Jax和PyTorch的例子展示AD方法可能导致高达60%甚至更大的梯度误差。演讲还将介绍Julia SciML库中为克服这些数值不稳定性而采用的非标准AD修改方法,以及权衡取舍。

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显式与隐式ODE求解器:稳定性、鲁棒性和实际应用

2025-09-16
显式与隐式ODE求解器:稳定性、鲁棒性和实际应用

本文深入探讨了显式和隐式常微分方程(ODE)求解器的优缺点。作者指出,虽然隐式方法通常被认为更稳健,因为它们具有更好的稳定性,但在处理某些问题,特别是需要保留振荡的系统时,显式方法可能更合适。文章通过线性ODE分析、稳定性区域的概念以及实际案例(如冷却模型和振荡系统), 说明了两种方法在不同场景下的表现,并强调了选择合适的求解器需要根据具体问题进行权衡,而非一概而论。

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