A framework for evaluating the chemical knowledge and reasoning abilities of large language models against the expertise of chemists
Notice bibliographique
Résumé
Large language models (LLMs) have gained widespread interest owing to their ability to process human language and perform tasks on which they have not been explicitly trained. However, we possess only a limited systematic understanding of the chemical capabilities of LLMs, which would be required to improve models and mitigate potential harm. Here we introduce ChemBench, an automated framework for evaluating the chemical knowledge and reasoning abilities of state-of-the-art LLMs against the expertise of chemists. We curated more than 2,700 question-answer pairs, evaluated leading open- and closed-source LLMs and found that the best models, on average, outperformed the best human chemists in our study. However, the models struggle with some basic tasks and provide overconfident predictions. These findings reveal LLMs' impressive chemical capabilities while emphasizing the need for further research to improve their safety and usefulness. They also suggest adapting chemistry education and show the value of benchmarking frameworks for evaluating LLMs in specific domains.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,015 | 0,070 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,003 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,008 | 0,003 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,003 | 0,006 |
| Science ouverte | 0,003 | 0,004 |
| Intégrité de la recherche | 0,003 | 0,003 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,002 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».