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AlphaFold的突破和普通人什么關(guān)系? | 智2平方論壇速報(bào)

2020/12/07
導(dǎo)讀
希望人工智能幫助我們突破固有經(jīng)驗(yàn),更好地認(rèn)識(shí)自然界,探索宇宙。
智2平方論壇第一期討論現(xiàn)場(chǎng):從左到右分別為:龔新奇、李海濤、魯白、王宏偉、代季峰。圖源:智2平方論壇

 


導(dǎo)  語(yǔ)

11月30日,谷歌旗下DeepMind公布AlphaFold系統(tǒng)在第14屆國(guó)際蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)競(jìng)賽(CASP)奪魁,平均項(xiàng)目拿下92.4中位數(shù)的高分甚至可與實(shí)驗(yàn)方法一較高下。而用實(shí)驗(yàn)方法解析蛋白是結(jié)構(gòu)生物學(xué)家的工作范疇。AlphaFold是結(jié)構(gòu)生物學(xué)的革命還是會(huì)革了結(jié)構(gòu)生物學(xué)的命?為什么AlphaFord在一眾人工智能中遙遙領(lǐng)先?它的成功和普通人有什么關(guān)系?
2020年12月6日,智識(shí)學(xué)研社與智源社區(qū)策劃的智2平方 論壇,邀請(qǐng)到清華大學(xué)生命科學(xué)院教授、2019科學(xué)探索獎(jiǎng)得主王宏偉,清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授李海濤,中國(guó)人民大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)研究院教授龔新奇和商湯研究院研究執(zhí)行總監(jiān)、智源青年科學(xué)家代季峰,再次探討人工智能與人類(lèi)的未來(lái)。本討論由知識(shí)分子創(chuàng)始人、清華大學(xué)藥學(xué)院教授魯白主持,騰訊新聞獨(dú)家直播。

整理 | 戴威
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主持人魯白:大家好,歡迎大家來(lái)到這場(chǎng)非常特殊的、也是非常及時(shí)的一個(gè)研討會(huì)。研討會(huì)的題目是 “AlphaFold:人工智能對(duì)生命科學(xué)的顛覆性挑戰(zhàn)和沖擊”。

 

今年12月初,谷歌的DeepMind團(tuán)隊(duì)發(fā)布了AlphaFold2,它能夠預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu),而且準(zhǔn)確率非常高。我們希望通過(guò)這場(chǎng)研討會(huì)給做大眾一些簡(jiǎn)單的介紹與科普,也對(duì)發(fā)現(xiàn)的社會(huì)意義和科學(xué)意義做一些初步的探索。





1
結(jié)構(gòu)生物學(xué),主要工作是什么?

 

魯白:我們先邀請(qǐng)幾位嘉賓分別談?wù)勛约旱膶?zhuān)業(yè)背景,為什么來(lái)到了這里,和我們今天的話(huà)題有什么關(guān)系。

 

王宏偉:大家好,我叫王宏偉,是清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授。我的背景是生物物理學(xué),我現(xiàn)在研究用新的方法,主要是冷凍電子顯微學(xué)對(duì)蛋白質(zhì)和其他的生物大分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行解析。

 

什么是結(jié)構(gòu)生物學(xué)?打個(gè)比方:我們開(kāi)一輛汽車(chē),如果想知道為什么方向盤(pán)向左打車(chē)會(huì)向左轉(zhuǎn)、為什么掛檔的時(shí)候車(chē)有不同的方向和馬力,我們就要把車(chē)打開(kāi)看里面的零件是什么樣,這些零件是怎么連接和運(yùn)轉(zhuǎn)的。結(jié)構(gòu)生物學(xué),從某個(gè)意義上來(lái)說(shuō)就是我們對(duì)生命體、對(duì)組成身體的蛋白質(zhì)和其他的分子里面的原子空間組成方式,和這些分子相互之間的位置關(guān)系的分析。這些結(jié)果會(huì)幫助我們理解細(xì)胞怎么工作的,生命是怎么發(fā)生發(fā)展,形成各種各樣生命的現(xiàn)象。

 

蛋白質(zhì)是組成人體的主要成分,在我們的身體中有十幾萬(wàn)種。蛋白質(zhì)的基本組成單元是叫做氨基酸的有機(jī)分子。自然界有20種天然氨基酸,這些氨基酸之間可以通過(guò)肽鍵的方式連接成線(xiàn)性的多肽鏈。如果把每個(gè)氨基酸比擬成一個(gè)小珠子的話(huà),多肽鏈就像項(xiàng)鏈一樣由不同的珠珠連成一條線(xiàn)。不同的多肽鏈中的氨基酸的種類(lèi)和排列不同,形成一維的序列。由不同排列組合的珠珠連起來(lái)的多肽鏈在三維空間中折疊扭曲,最終形成具有三維空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì),具有特定的形狀,這就是蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。

 

上個(gè)世紀(jì)50年代一個(gè)科學(xué)家叫 Christian Anfinsen(1916年3月26日–1995年5月14日),通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)珠珠在多肽鏈中的排列方式會(huì)讓這根 “項(xiàng)鏈” 自發(fā)折疊形成固定的三維形狀。他因此提出蛋白質(zhì)中氨基酸排列的一級(jí)序列決定蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)。他后來(lái)因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)這個(gè)原理而獲得了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

 

美國(guó)科學(xué)家Christian Anfinsen因發(fā)現(xiàn)特氨基酸序列與生物活性構(gòu)象之間的關(guān)聯(lián)獲1972年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。圖為Anfinsen在實(shí)驗(yàn)室。圖源:https://ihm.nlm.nih.gov/images/B01171

 

李海濤:大家好,我是清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院的李海濤。我的背景是三大結(jié)構(gòu)解析手段之一的晶體學(xué),我關(guān)注的科學(xué)問(wèn)題是表觀遺傳。結(jié)構(gòu)生物學(xué)的重心在生物學(xué),我們最終的目的是用結(jié)構(gòu)解析手段解決生物學(xué)問(wèn)題。大家所熟知的中心法則中,遺傳信息解讀首先是從DNA到RNA到蛋白質(zhì)的序列信息傳遞,最后特定的序列還要形成一個(gè)特定的結(jié)構(gòu),才能發(fā)揮特定的功能。這里面一些規(guī)律正是我們希望探索的科學(xué)問(wèn)題。

 

說(shuō)到結(jié)構(gòu)生物學(xué),王宏偉老師舉了一個(gè)很好的例子,比如我們想知道汽車(chē)是怎么開(kāi)的、怎么動(dòng)的。大家知道DNA是遺傳信息的存儲(chǔ)者,從某種意義上講就像一個(gè)圖紙,不代表是一個(gè)執(zhí)行者。結(jié)構(gòu)生物學(xué)主要關(guān)心的是怎么樣把圖紙變成汽車(chē)、變成大樓,光看圖紙不會(huì)感受到汽車(chē)的便捷,也不會(huì)享受到建筑物的溫暖。結(jié)構(gòu)生物學(xué)關(guān)注的是很切合我們生活實(shí)際的科學(xué)問(wèn)題,是想了解遺傳信息怎么變成功能執(zhí)行者的科學(xué)。

 


2

AlphaFold為什么比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手更強(qiáng)?

 

魯白:我簡(jiǎn)單總結(jié)一下結(jié)構(gòu)生物學(xué)的兩個(gè)基本點(diǎn):第一,王宏偉老師說(shuō)的所謂的線(xiàn)性的氨基酸的排列組合,決定一個(gè)蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu);李海濤老師說(shuō)的是,蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定了它的功能,也就是它能做什么。

 

我們問(wèn)一下AI的專(zhuān)家,先問(wèn)一下龔老師,這個(gè)CASP大賽為什么重要?這次DeepMind的團(tuán)隊(duì),又做出了什么樣的突破?

 

龔新奇:大家好,我是龔新奇,中國(guó)人民大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)研究院教授,主要做蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)和蛋白質(zhì)相互作用的預(yù)測(cè)。這次CASP的競(jìng)賽是國(guó)際蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)競(jìng)賽,有19個(gè)國(guó)家的215個(gè)小組參加,用自己的方法從蛋白質(zhì)的氨基酸序列預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu),并跟實(shí)驗(yàn)學(xué)家解析出來(lái)的那個(gè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)做比較。第三方中立的評(píng)估機(jī)構(gòu)去評(píng)估你預(yù)測(cè)的這個(gè)結(jié)構(gòu)和實(shí)驗(yàn)的結(jié)構(gòu)之間的差別,并打分排序。這次的突破在于,這個(gè)競(jìng)賽從1994年開(kāi)始到現(xiàn)在進(jìn)行了14輪,這么多年全世界這么多科學(xué)家,包括有諾貝爾獎(jiǎng)得主、各個(gè)國(guó)家的院士參加,準(zhǔn)確率提不上去,大家開(kāi)始打鼓,這個(gè)問(wèn)題能解決嗎?人類(lèi)是不是找不到唯一解?

 

結(jié)果,這次谷歌公司AlphaFold2突然一下子就比后面的人好了非常多,大部分結(jié)構(gòu)解析程度達(dá)到90分以上,可以替代實(shí)驗(yàn)解析蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的水平。大家突然看到這個(gè)問(wèn)題原來(lái)可以解決,數(shù)學(xué)方法、計(jì)算方法能把這個(gè)問(wèn)題破解掉。


AlphaFold2預(yù)測(cè)的結(jié)構(gòu)(深藍(lán)色)與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的結(jié)果呈高度一致

 

魯白:我再請(qǐng)青年科學(xué)家代季峰博士。代博士,你覺(jué)得AlphaFold2算法里面有什么特別的地方?為什么它是第一名?第二名跟它差的太遠(yuǎn)了。它在算法上面有什么特殊的地方?

 

代季峰:非常感謝。我叫代季峰,來(lái)自于商湯科技研究院,是研究執(zhí)行總監(jiān)。我從做深度學(xué)習(xí)或者做機(jī)器學(xué)習(xí)的角度來(lái)跟大家解釋一下。

 

首先需要說(shuō),AlphaFold目前并沒(méi)有正式報(bào)告或者正式發(fā)表的論文,我們目前的資料是DeepMind放在網(wǎng)上的博客以及參加比賽的人錄的一段視頻、做的一個(gè)報(bào)告。我們是基于有限的資料對(duì)它做一個(gè)分析和判斷。

 

感謝生物學(xué)家們幫我們定義了一個(gè)很好的應(yīng)用問(wèn)題。從深度學(xué)習(xí)的角度來(lái)看,輸入就是一段蛋白質(zhì)氨基酸的序列,輸出是要知道這個(gè)序列經(jīng)過(guò)各種生物學(xué)的過(guò)程,最后生成的蛋白質(zhì)、它的三維結(jié)構(gòu)長(zhǎng)什么樣子。這在機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域就成為一個(gè)數(shù)據(jù)集,我們結(jié)構(gòu)生物學(xué)家已經(jīng)解析出來(lái)上萬(wàn)條氨基酸序列以及對(duì)應(yīng)的三維結(jié)構(gòu),構(gòu)成我們計(jì)算機(jī)科學(xué)家的一個(gè)訓(xùn)練集。測(cè)試的時(shí)候會(huì)在幾十條、或者上百條還沒(méi)有公布三維結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)氨基酸序列上去看,從前人發(fā)現(xiàn)的上萬(wàn)條序列上學(xué)得的一個(gè)模型,面對(duì)新的序列的時(shí)候,性能怎么樣。

 

谷歌的這套系統(tǒng)利用了最近深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域很好的模型進(jìn)展,它基于 “變形金剛”(transformer)模型,這個(gè)模型基于“自然語(yǔ)言處理”(NLP)(把人說(shuō)的一段話(huà)從英語(yǔ)翻譯成中文、對(duì)自然語(yǔ)言整個(gè)文本的理解,等等)提出來(lái)的。而NLP生來(lái)就是處理序列模型的。這次AlphaFold2借助了最新的強(qiáng)大模型,用了這個(gè)模型,并且非常好地將其修改加入處理氨基酸序列的領(lǐng)域知識(shí),達(dá)到了很好的效果。這是深度學(xué)習(xí)技術(shù)在重要領(lǐng)域一個(gè)非常成功的應(yīng)用,帶來(lái)了一個(gè)具體的重要學(xué)科領(lǐng)域的大的進(jìn)步。

 

為什么比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手做得好?這跟科研的普遍規(guī)律一樣,首先會(huì)有一些科研能力或者愿景非常好的人,他們很好地設(shè)計(jì)一個(gè)模型和算法,把最新的AI進(jìn)展以及這個(gè)領(lǐng)域很重要的知識(shí)結(jié)合起來(lái)。還有很重要的一點(diǎn),他們有很強(qiáng)大的工程師的能力,他們作為一家公司能夠調(diào)動(dòng)比大學(xué)等更多的人力。

 

龔新奇:這次競(jìng)賽很多大牛公司都參加了,微軟、騰訊、百度和華為等。谷歌這是第二次參賽了。他們做得這么好,里面還有它獨(dú)到的技術(shù)。他們的摘要中30個(gè)作者里面,很多都是各個(gè)領(lǐng)域的頂尖人物,不是只一個(gè)頂尖人物,有卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)明人,還有一些對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)理解很厲害的一些人。30個(gè)作者中19個(gè)是并列第一作者,而且這19個(gè)人都有自己的特長(zhǎng)。還有很重要的一點(diǎn),他們把我們能用到的生物信息,比如說(shuō)氨基酸序列信息、結(jié)構(gòu)信息、宏基因組的信息,整合在一起,這個(gè)能力一般人做不到。

 

魯白:聽(tīng)上去他們方法學(xué)上或者從概念上、理論上,并沒(méi)有什么特別創(chuàng)新的,只是說(shuō)他們用的資源比較多,或者用的人比較牛,或者他們的工程能力比較強(qiáng),落實(shí)的能力比較強(qiáng),是這樣嗎?

 

代季峰:能夠把這些做得很強(qiáng)就是非常困難的事。創(chuàng)新的角度來(lái)看,很多時(shí)候一個(gè)大突破所需要的理論和基礎(chǔ)技術(shù)。以AlphaGo為例,它所需要的強(qiáng)化學(xué)習(xí)技術(shù),是上個(gè)世紀(jì)八九十年代就已經(jīng)在教科書(shū)了、到現(xiàn)在沒(méi)有太多變化。還用到了深度學(xué)習(xí),它是非常好地把二者結(jié)合起來(lái),取得應(yīng)用上的突破。并不是說(shuō)非要突然一個(gè)很創(chuàng)新的理論才能做到這件事情,而是要把之前最好的突破,和以前沒(méi)有人看到的方法結(jié)合起來(lái)。探索結(jié)合有非常多的可能性,需要非常有眼光的人以及工程執(zhí)行能力,還要有足夠多的資源,才能夠找到兩個(gè)特定的結(jié)合,做出突破。

 


3

AlphaFold是革命?

革了結(jié)構(gòu)生物學(xué)的命?

 

魯白:有人說(shuō)AlphaFold的出現(xiàn)至少是結(jié)構(gòu)生物學(xué)革命性的變化,不知道說(shuō)的過(guò)不過(guò)分。

 

王宏偉:我不贊同這是革命的說(shuō)法。我認(rèn)為這可以說(shuō)是一次躍遷,包括技術(shù)的躍遷和我們科學(xué)研究范式的一種躍遷。我自己是做冷凍電子顯微學(xué)研究的,這也是結(jié)構(gòu)生物的方法。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)包括AlphaFold,這次是在結(jié)構(gòu)生物學(xué)工具層面上的很重要的突破,但我不認(rèn)為算一次真正的革命。很多概念、很多理念在前期有很多積累,這次AlphaFold2的成功有它獨(dú)到的地方,但還沒(méi)有到革命的程度。


魯白:AlphaFold2后面還會(huì)有AlphaFold3,AlphaFold4。這是第一次做的出乎人們意料的好。算不算結(jié)構(gòu)生物學(xué)的一次革命,海濤你怎么看?

 

李海濤:我感覺(jué)從技術(shù)層面講,可以算是一個(gè)突破。原來(lái)很多結(jié)構(gòu)很難解、很難預(yù)測(cè)準(zhǔn)確?,F(xiàn)在通過(guò)人工智能手段實(shí)現(xiàn),顯然是一個(gè)突破,我承認(rèn)這一點(diǎn),也很高興看到這一突破,省了我們很多事。我們做結(jié)構(gòu)生物學(xué)的,解完結(jié)構(gòu)之后還要花很大功夫分析結(jié)構(gòu),解釋它的功能。如果計(jì)算手段能讓我們更快拿到想要的結(jié)構(gòu),那我們想做的事情能快很多,對(duì)蛋白質(zhì)功能的機(jī)理認(rèn)識(shí)能深刻很多,從這個(gè)意義上AlphaFold出現(xiàn)的革命性還是可以成立的。

 

從理論層面,AlphaFold只是提出問(wèn)題,為什么能夠成功預(yù)測(cè)出來(lái)結(jié)構(gòu)?這里面有著更深層的理論問(wèn)題需要進(jìn)一步探討。這方面還沒(méi)有真正突破,有很多規(guī)律我們是不知道的,這像一個(gè)黑匣子:我們能運(yùn)用黑匣子,黑匣子內(nèi)部究竟是怎么樣的?問(wèn)題更多。

 

魯白:我聽(tīng)好幾位人工智能的專(zhuān)家說(shuō),你們結(jié)構(gòu)生物學(xué)家,以后不需要再解析結(jié)構(gòu)了,就沒(méi)啥事了。但你們確還有很多事情要做,還有很多問(wèn)題沒(méi)搞明白,不會(huì)失業(yè)的。我想聽(tīng)聽(tīng)做計(jì)算的人士怎么看,這是不是帶來(lái)一個(gè)革命性的突破?

 

龔新奇:我覺(jué)得是革命性的東西,我剛開(kāi)始學(xué)結(jié)構(gòu)生物學(xué),就被教育說(shuō)氨基酸序列決定蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu),這是第二遺傳密碼,如果把這個(gè)密碼找到,就是跟中心法則一樣重要的東西?,F(xiàn)在終于找到了,終于能解決了,這是第一。第二,一個(gè)很現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題,自然界有這么多蛋白質(zhì)序列。我們拿到的解析出的結(jié)構(gòu),不到所有蛋白質(zhì)序列的千分之一。測(cè)蛋白質(zhì)序列很容易,解析蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)很困難。你測(cè)個(gè)一個(gè)蛋白的序列,我就能算出它的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)多了以后,對(duì)生命科學(xué),對(duì)藥物研發(fā),都很有意義,能做的事情更多。第三,我們做數(shù)理的人發(fā)現(xiàn),這個(gè)東西真能解決了,以前總是心里在打鼓,到底能不能行?,F(xiàn)在解決了,我們覺(jué)得這里是一個(gè)突破。

 

代季峰:在我看來(lái),AlphaFold2應(yīng)該算是應(yīng)用層面的一個(gè)巨大的突破和創(chuàng)新,而不是理論層面。

 

王宏偉:第一,利用蛋白質(zhì)序列現(xiàn)在可以精準(zhǔn)地把一些三維結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)出來(lái)這件事情本身絕對(duì)是一個(gè)好事情。就像剛剛海濤講到的,現(xiàn)在有了這樣一個(gè)工具之后會(huì)讓結(jié)構(gòu)生物學(xué)的研究和發(fā)現(xiàn)變得更加便利。研究者不需要花大量時(shí)間在解析結(jié)構(gòu)本身的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,而能把更多的精力和時(shí)間放在回答生物學(xué)問(wèn)題上,比如對(duì)功能、機(jī)理的揭示和新的藥物與治療手段的研發(fā)方面。這樣的新技術(shù)對(duì)生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展尤其可能有非常大的幫助。

 

李海濤:魯老師剛才好幾次說(shuō)到失業(yè)或轉(zhuǎn)業(yè),我覺(jué)得其實(shí)該換成一個(gè)詞:“解放”。失業(yè)是痛苦的,轉(zhuǎn)業(yè)是無(wú)奈的,解放是幸福的。AlphaFold讓老師和同學(xué)們都解放了,我們不再受制于結(jié)構(gòu)解析的手段,能夠很快的拿到這個(gè)結(jié)構(gòu)之后真正探討結(jié)構(gòu)生物學(xué)的核心問(wèn)題,這個(gè)太重要了。如果說(shuō)我和學(xué)生的眼里因此含著淚水,含著的應(yīng)該是高興的淚水、解放的淚水,我很歡心于這個(gè)新突破。

 


4
和普通人有什么關(guān)系?

 

魯白:我還想問(wèn)一個(gè)問(wèn)題。這個(gè)事情跟我們今天晚上這么多的觀眾,跟他們有什么關(guān)系?這個(gè)事件的發(fā)生,可以解決我們結(jié)構(gòu)生物學(xué)中蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)問(wèn)題,在計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域,也沒(méi)有理論上或者方法學(xué)上的突破。這跟老百姓有什么關(guān)系?對(duì)未來(lái)的人工智能的發(fā)展,又有什么意義?

 

李海濤:“小” 的事物可能很重要。比如我們蓋一幢大樓,這個(gè)大樓的基石雖然小,但是很重要,能撐起整個(gè)大廈。我十分佩服科技的發(fā)展,現(xiàn)在人類(lèi)對(duì)生命的認(rèn)識(shí)已經(jīng)深入到原子層面,從十億到百億分子一米尺度看生命,依然是大千世界。從這個(gè)角度講,AlphaFold 加速了人們對(duì)生命的深刻理解和認(rèn)識(shí),可謂是基石性突破。大家想想基石有多重要——大廈的安全??紤]到生物大分子與人類(lèi)健康與疾病的密切聯(lián)系,人工智能在結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)方面的突破肯定對(duì)人類(lèi)生活的各個(gè)方面有著很大的影響。

 

龔新奇:這是我們?nèi)藢?duì)智力追求的一種欣賞,一種不斷更高更快更強(qiáng)的追求。這是一個(gè)精神上的,主要是大眾精神上的愉悅。它也有實(shí)際的意義,可能今后的藥更便宜,到醫(yī)院檢查更快一點(diǎn)。

 

王宏偉:我覺(jué)得這是非常有意思的話(huà)題。AlphaFold這次的表現(xiàn)確實(shí)很驚艷。其實(shí)上次的AlphaGo出來(lái)之后打敗了圍棋高手,而后來(lái)的AlphaZero更是下出了很多圍棋大師們沒(méi)有見(jiàn)過(guò)的戰(zhàn)法,就體現(xiàn)出現(xiàn)有的人工智能的能力發(fā)揮到某種極致?tīng)顟B(tài)是可以突破我們?nèi)祟?lèi)認(rèn)知極限的。我期待AlphaFold不管是2還是3,有一天它會(huì)預(yù)測(cè)或設(shè)計(jì)出來(lái)一個(gè)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu),是我們?nèi)祟?lèi)尚未發(fā)現(xiàn)的,然后我們實(shí)驗(yàn)手段解析出來(lái)跟它預(yù)測(cè)出來(lái)是一樣的。這樣的新結(jié)構(gòu)如果還有特定的功能,它就是突破了我們科學(xué)家認(rèn)知的極限。因?yàn)槲覀內(nèi)祟?lèi)的認(rèn)知是容易受到我們自己的經(jīng)驗(yàn)的束縛的,我希望人工智能幫助我們突破固有經(jīng)驗(yàn),幫助我們更好地認(rèn)識(shí)自然界,探索宇宙。


魯白:這個(gè)觀點(diǎn)很有意思。那推而廣之,我能不能更大膽地暢想一下:AI能夠設(shè)計(jì)出世界上不存在的全新的蛋白,而蛋白質(zhì)是生命的基礎(chǔ),那是不是有一天,AI能夠設(shè)計(jì)出新的物種,新的生命?

 

李海濤:我在想,剛才代博士說(shuō)的很好,用語(yǔ)言學(xué)習(xí)做比喻。我們有文字,文字組合是無(wú)窮多的,實(shí)際上我們看到的文章是有限的,而且大家都讀的懂。文字的排列有語(yǔ)法和規(guī)律并且可以被人類(lèi)所理解,這體現(xiàn)了語(yǔ)言對(duì)文字組合的約束,這種約束性是蠻重要的事情。人工智能之所以能夠?qū)崿F(xiàn)自然語(yǔ)言處理和學(xué)習(xí),其實(shí)在有意無(wú)意的遵照和運(yùn)用了這種約束。文字的排列組合空間很大,掌握了一門(mén)語(yǔ)言后,你想做詩(shī)還是想寫(xiě)散文,有很多事情值得去創(chuàng)意。在人工智能驚艷的時(shí)代,我們關(guān)注什么對(duì)象,研究什么序列,寫(xiě)什么樣的文章,還有很多的精彩值得期待。

 

龔新奇:現(xiàn)在其實(shí)人工智能可以做一些新的設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)一些新的分子,只是因?yàn)橛?jì)算設(shè)計(jì)難以被實(shí)驗(yàn)證實(shí),不像預(yù)測(cè)那么受關(guān)注。對(duì)我們學(xué)科,未來(lái)是去搞清楚人工智能的數(shù)學(xué)模型,基本的數(shù)學(xué)原理一直我們?cè)陉P(guān)注的事。現(xiàn)在看到了這么做是可以達(dá)到好結(jié)果的,我們就可以死心塌地去挖掘里面的原理,原來(lái)我們不太敢。

 

代季峰:我對(duì)人工智能的展望是,目前這一代人工智能算法主要的特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn) “大數(shù)據(jù)、小任務(wù)” 領(lǐng)域里極大的成功。比如說(shuō)分析一段基因,AlphaFold整個(gè)空間只有20多個(gè)氨基酸的可能性,還是定義非常完善的具體的任務(wù),加上大量數(shù)據(jù),這一代人工智能可以做的非常好,但沒(méi)有理論上的原創(chuàng)性突破。AlphaFold2是非常好的例子。不知道有沒(méi)有其他有意思的學(xué)科,你把重要的最基石性的問(wèn)題定義成“大數(shù)據(jù)、小任務(wù)”這種類(lèi)型。AI算法還是希望走向少量數(shù)據(jù)的情況下,以及任務(wù)不是那么具體的時(shí)候,看看 “小數(shù)據(jù)、大任務(wù)” 的時(shí)候工作的怎么樣?現(xiàn)在這代算法分析的是一種關(guān)聯(lián)性,不善于分析因果性以及做推理,這也是下一代算法需要解決的問(wèn)題。

 

魯白:再次感謝今天幾位專(zhuān)家。今天我們從小的結(jié)構(gòu)生物學(xué)的問(wèn)題,說(shuō)到對(duì)生命科學(xué),對(duì)藥物研發(fā),以及最后對(duì)我們AI本身和我們老百姓對(duì)人的智力有什么沖擊。這次AlphaFold事件后,我們還會(huì)繼續(xù)關(guān)注人工智能以及生命科學(xué)問(wèn)題。北京智源和智識(shí)學(xué)研社,以及我們?nèi)斯ぶ悄芎蜕茖W(xué)專(zhuān)家,會(huì)繼續(xù)通過(guò)這樣的方式或者其他的方式進(jìn)行交流,推動(dòng)我們這個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展,也給我們的社會(huì)帶來(lái)福祉,謝謝大家!



關(guān)于智2平方論壇

 

智2平方論壇由智識(shí)學(xué)研社與智源社區(qū)發(fā)起,是一個(gè)面向大眾的交流平臺(tái),將定期邀請(qǐng)人工智能及相關(guān)交叉學(xué)科學(xué)者展開(kāi)對(duì)話(huà)與交流,以促進(jìn)大眾對(duì)于人工智能領(lǐng)域的了解。 

智識(shí)學(xué)研社是由清華大學(xué)教授錢(qián)穎一、北京大學(xué)教授饒毅和中國(guó)科技大學(xué)教授潘建偉聯(lián)合發(fā)起的非營(yíng)利性社會(huì)組織,致力于傳播科學(xué)知識(shí),弘揚(yáng)科學(xué)精神,從科技出發(fā)探索人類(lèi)命運(yùn)共同體,打造面向未來(lái)的開(kāi)放平臺(tái),介紹國(guó)內(nèi)外前沿科技進(jìn)展,在公共政策中提供科學(xué)家的專(zhuān)業(yè)判斷,提出驅(qū)動(dòng)未來(lái)的科技創(chuàng)新方案,幫助推進(jìn)科學(xué)、技術(shù)與創(chuàng)新,促進(jìn)科學(xué)文化在中國(guó)逐步建立。智識(shí)學(xué)研社旗下的媒體包括 “知識(shí)分子” 和 “賽先生”,是公認(rèn)具有權(quán)威性、公信力和影響力的兩大科學(xué)新媒體品牌。 

智源社區(qū)是北京智源人工智能研究院打造的一個(gè)內(nèi)行、開(kāi)放的AI 實(shí)名社區(qū),致力于促進(jìn)AI 交流。



 

制版編輯 盧卡斯



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