时间轴对应物理、生物、化学、材料状态或实验循环的真实演化,而不是样本的任意排序。
什么是科学时序数据
科学时序不是任意排列的数值向量,而是科学系统在特定尺度下,经由观测过程形成的动态记录。
每条序列需要声明目标状态所在尺度、被忽略的自由度,以及支撑分析的有效模型。
记录仪器、传感器或观测算子如何将目标状态映射为真实数据,并保留采样与校准信息。
典型科学时序
多变量传感器、三分量或多通道波形、空间场、时序光谱、带控制输入的轨迹,以及充放电或实验 shot 等分层循环。
不能仅凭一维横轴认定
单张静态谱图、静态成分—性质表、任意排序样本,以及只有最终标签而没有过程记录的数据。
三维研究与评测框架
用“科学系统 × 物理描述尺度 × 适配预算”组织跨领域、跨尺度的科学时序研究。
科学系统维度
物理与宇宙 · 地球 · 生命 · 分子与材料,覆盖互补的动力学和观测范式。
物理描述尺度维度
从电子与分子过程,到连续场和整体系统动力学的有效描述层级。
适配预算维度
零样本、少样本与全量微调共同构成完整迁移曲线。
L0–L4 是可跨越、可并存的有效描述层级,并非所有领域必须依次经过的单向阶梯;同一科学系统也可能同时涉及多个层级。
跨系统主结果必须建立在真实科学数据上,体现实际观测过程、缺失模式与仪器差异。
服务跨尺度研究,但不能替代真实数据上的主要结果;模拟到真实迁移作为独立挑战单独评测。
四类科学系统与八个任务包
以最小但互补的任务包,覆盖不同控制方式、演化机制、观测拓扑和迁移边界,而不是简单枚举学科。
物理与宇宙系统
覆盖受控强非线性、多速率临界失稳,以及完全被动、稀疏和弱信号观测。
地球系统
覆盖开放时空场、输运—反应耦合、流域长记忆、极端事件与介质波传播。
生命系统
覆盖稳态调节、自适应、状态切换、个体差异以及跨设备和缺失通道鲁棒性。
分子与材料系统
覆盖反应动力学、分子状态转化、加工历史、结构演化与不可逆服役退化。
统一任务体系
统一的是任务接口、尺度元数据、适配预算与评测逻辑,而不是强行把所有原始数据转换成相同形状。
动力学预测
多变量、空间场、控制输入与长时间滚动预测。
状态重建与逆问题
从间接或稀疏观测恢复科学状态、参数和隐变量。
事件与变化检测
识别极端、瞬变、失稳、断裂、相变与异常事件。
缺失与传感器鲁棒性
处理时间段、通道、设备缺失,以及漂移与校准变化。
退化与剩余寿命
建模容量衰减、疲劳、腐蚀、老化与失效风险。
表征学习与跨领域适配
评测冻结表征、零样本迁移与参数高效适配。
跨尺度桥接与闭合学习
学习势能面、本构关系、输运系数、观测算子及高低保真映射。
迁移与科学有效性评测
最终结果不是一个孤立平均误差,而是目标领域标注数据量—模型性能迁移曲线,并明确模型在哪些动力学与尺度上失效。
少样本预算按受试者、流域、shot、台站、天体、事件或材料批次等独立科学实体计算,而不是按高度重叠的时间窗口计算。
任务性能
连续与概率预测、事件检测、状态重建和寿命任务采用各自合适的指标,而非强行统一误差。
科学有效性
评估物理一致性、守恒与边界违反率、不确定性校准、极端事件表现和长期滚动稳定性。
迁移与效率
报告数据效率、负迁移、跨领域平均与最差领域表现,以及适配时间和计算成本。