经济学人看世界（0916）：人工智能如何彻底改变科学

人工智能正从根本上加快科学发现的步伐，推动科学进步并引领发现的黄金时代，尤其在医学、气候科学和绿色技术等领域展现出巨大潜力。具体体现在以下几个方面：历史先例表明新工具可推动科学进步17世纪，显微镜和望远镜的发明开辟了新的发现前景，鼓励研究人员挑战古代智慧。科学期刊的推出提供了分享发现的新方式，推动了天文学、物理学等领域的快速进步，并催生了从摆钟到蒸汽机的新发明。19世纪末，实验室的建立汇集了理论、人员和材料，引发了人造肥料、药品和晶体管等创新。20世纪中叶，计算机的出现催生了基于模拟和建模的新科学形式，从武器和飞机设计到更准确的天气预报。计算机革命尚未结束，人工智能工具和技术现已应用于几乎所有科学领域，尽管采用程度差异很大。2022年发表的物理学和天文学论文中有7.2%涉及人工智能，兽医科学占1.4%。人工智能在科学中的实际应用识别有前途的分析候选物：在药物发现中识别具有特定特性的分子，或在材料科学中识别具有电池或太阳能电池所需特性的材料。筛选大量数据：分析粒子对撞机或机器人望远镜产生的数据，寻找模式。建模和分析复杂系统：如蛋白质折叠和星系形成。具体案例：人工智能已被用来识别新的抗生素、揭示希格斯玻色子以及识别狼的区域口音等。人工智能改变科学实践的两个关键领域基于文献的发现（LBD）：使用ChatGPT式的语言分析来分析现有的科学文献，以寻找人类可能错过的新假设、联系或想法。LBD在确定新实验、推荐潜在的研究合作者方面表现出希望，可以刺激跨学科工作并促进领域之间的创新。LBD系统还可以识别特定领域的“盲点”，甚至可以预测未来的发现以及谁将做出这些发现。机器人科学家（自动驾驶实验室）：这些机器人系统使用AI根据对现有数据和文献的分析形成新的假设，然后通过在系统生物学和材料科学等领域进行数百或数千次实验来测试这些假设。与人类科学家不同，机器人不太执着于先前的结果，较少受到偏见的驱动，而且最重要的是，它很容易复制。它们可以扩大实验研究，发展出意想不到的理论，并探索人类研究人员可能没有考虑到的途径。人工智能改变科学实践的障碍与希望主要障碍是社会学的：只有人类科学家愿意并且能够使用这些工具，人工智能改变科学实践的情况才可能发生。许多人缺乏技能和培训，有些人担心自己会失业。科研界出现了充满希望的迹象：人工智能工具正从人工智能研究人员推动转向其他领域专家的接受。政府和资助机构通过敦促更多地使用通用标准来提供帮助，允许人工智能系统交换和解释实验室结果和其他数据。可以资助更多研究，研究人工智能与实验室机器人的集成，以及私营部门所追求的人工智能形式之外的研究。私营部门几乎将所有筹码都押在了ChatGPT等基于语言的系统上。人工智能将带来类似显微镜和望远镜的变革1665年，在科学飞速进步时期，胡克将显微镜和望远镜等新科学仪器的出现描述为“在自然中添加了人造器官”，它们让研究人员探索以前无法进入的领域，并以新的方式发现事物，“对各种有用的知识都有巨大的好处”。将人工智能添加到科学工具包中将在未来几年实现同样的效果，并带来类似的改变世界的结果。