人工智能改變科學的四種方式

從新的醫學研究到對宇宙的新理解，新模型已經震撼了科學界。

世界上大多數人都在關注人工智能(AI)將如何在未來改變世界，無論是好是壞。但事實上，人工智能已經給現在帶來了一些巨大的改變，盡管這些改變還不是很明顯。

醫學和科學研究界自然處於人工智能部署的最前沿，已經取得了重大發現，這些發現將催生新產品，甚至改變我們看待物質和宇宙的方式。

本文將討論人工智能僅在過去一年就取得的四個改變遊戲規則的發現。

人工智能改變科學的四種方式

1、人工智能加速醫學研究

也許最重要的進步是在生物學領域取得的。今年早些時候，密歇根大學宣布开發出一種新模型，每天可以自主對細菌進行多達10,000次實驗。BacterAI平台代表了醫學研究範圍和速度的大幅提高，有可能導致改善生命甚至挽救生命的技術的快速發展。

人體內部和外部都有數萬億細菌，其中一些是有害的，但許多對我們的日常身體功能至關重要。通過更好地了解它們如何生活、生長以及與其他細菌和組織相互作用，科學界可能即將發現治療多種感染的新方法，並創造延長人類壽命和克服伴隨衰老而來的身體和認知問題的方法。

更重要的是，BacterAI可以在不了解任何特定細菌種類的情況下开始研究，其中90%的細菌尚未被研究。該模型創建自己的數據集，設計自己的實驗室實驗，解釋結果，然後以人類可以理解和檢查的方式提煉其發現，以進行進一步的測試。

在最近的一次演示中，該平台通過測試氨基酸組合來分析兩種常見口腔細菌的代謝，氨基酸的組合可以達到數百萬。它在9天內以90%的准確率完成了這項任務，而這項任務通常需要數周、數月甚至數年才能完成。

2、新藥物

藥物發現也是一個從大量人工智能湧入中受益匪淺的領域。《麻省理工科技評論》的Will Douglas Heaven指出，人工智能不僅有可能加快藥物研究的步伐，並降低藥物研究的成本——這可能需要長達10年的時間，耗資數十億美元，而且還可以推動罕見疾病的治療工作，這些疾病由於需求有限而經常被忽視。

例如，許多癌症患者可以從針對其特定DNA和其他標記物定制的藥物中獲益匪淺，但這些藥物的制造起來很困難且昂貴，通常需要經過大量的試驗和錯誤。人工智能可以通過檢查實際患者組織的微小變化來顯着改善這一過程，以比傳統方法更快、更准確地了解哪些有效、哪些無效。

但也許人工智能推動的更深刻的發現屬於更深奧但同樣重要的純科學研究領域。這是過去一些最重要的知識進步發生的地方（F=ma，E=MC²），人工智能可以通過處理大量數據，並發現人類無法觀察和分析的隱藏模式，從而在這方面表現出色。

3、重新想象物理宇宙

例如，哥倫比亞大學的研究人員最近發現了一組控制粒子運動的新變量，开創了對物理學的全新理解。該團隊开發了一種人工智能模型，可以分析運動物體的視頻——從簡單的雙擺到壁爐中的火焰，並通過識別動量和角速度等變量來預測未來的運動。它檢測到的大多數變量都是衆所周知的，但也有一些不爲人知，事實證明這些變量對於模型預測的准確性至關重要。

更有趣的是，當研究人員多次進行實驗時，變量的數量保持不變，但用於預測的具體變量發生了變化。這導致有可能有多種方法來描述宇宙，並且幾十年來困擾物理學家的一些棘手問題可以通過重新考慮變量來解決。時間旅行,有人知道嗎?

4、物質收益

更實際的是布魯克海文國家實驗室正在進行的工作，利用正在加強醫學研究的人工智能驅動的“自我實驗”，產生了三種新的自組裝納米結構。通常，研究現有材料的所有結構組合來創造新材料是乏味且昂貴的。Brookhaven的模型可以從頭开始自主定義和執行實驗，使用光譜分析、超亮X射线和其他技術的數據來計算出最有希望的組合。

一個潛在的重大發現是一種獨特的納米級“階梯”，僅經過六個小時的實驗就出現了——這一過程通常需要一個月或更長時間。所有三種新材料的潛在應用範圍從微電子到清潔能源解決方案。

寫在最後

每一個偉大的科學發現時代，在很大程度上都是由新工具和技術的發展推動的，如望遠鏡、顯微鏡、無线電和數字計算。每一次，知識都通過增強我們自己的感官來擴展，以看到、聽到和以其他方式感知宇宙。人工智能有潛力進一步完善攝取數據和形成結論的能力，從根本上增強大腦的思考能力。

目前，人工智能仍然主要掌握在領先的科學機構手中。然而，隨着它的規模擴大並變得更加普遍，誰也不知道它接下來會揭开什么真相。

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