北京日?qǐng)?bào)客戶端 | 記者 汪丹時(shí)光如白駒過(guò)隙,，轉(zhuǎn)眼間已是新的一年，那些舊歲未完成的夢(mèng)想又將翻開(kāi)新章,。去年底英國(guó)《自然》雜志刊文預(yù)測(cè)的2024年十大科學(xué)進(jìn)展中,，人工智能的進(jìn)步和ChatGPT人工智能占據(jù)前兩位,。人工智能的發(fā)展，在過(guò)去一年中已有無(wú)數(shù)突破,，也引起了廣泛的爭(zhēng)議,，但不可否認(rèn)的是，人工智能已成為未來(lái)已來(lái)的標(biāo)志,，將在當(dāng)下和今后繼續(xù)走近和影響人們的生活,，并對(duì)人類社會(huì)進(jìn)步產(chǎn)生廣泛而深刻的影響。那么,，人工智能對(duì)于科學(xué)而言,，它的哪些成果將帶來(lái)有益的發(fā)展,？今天我們請(qǐng)知名科普作者張?zhí)锟眮?lái)聊聊這個(gè)話題。（1）國(guó)產(chǎn)“PANDA”用于胰腺癌早篩人工智能逐漸走入人們的生活，其中在疾病診治領(lǐng)域,，人工智能已發(fā)揮出較強(qiáng)的影響力,。被稱為“癌王”的胰腺癌5年生存率極低，美國(guó)癌癥協(xié)會(huì)2023年最新數(shù)據(jù)顯示,，胰腺癌患者的5年生存率為11%-12%,，中國(guó)的最新數(shù)據(jù)為7.20%?；颊呷绻鼙M早發(fā)現(xiàn)病情并實(shí)施手術(shù),，療效相對(duì)更好，但是,，胰腺癌往往不易查出,，確診時(shí)大多已是晚期。因此,，采用人工智能技術(shù)幫助早期診斷胰腺癌和其他癌癥，是科學(xué)家寄予厚望的努力方向,。最近,，上海市胰腺疾病研究所與阿里達(dá)摩院、浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院等機(jī)構(gòu)聯(lián)合,，采用“平掃CT聯(lián)合人工智能”（平掃CT+AI）進(jìn)行大規(guī)模的胰腺癌早期篩查,，在真實(shí)世界中的敏感性達(dá)92.9%（判斷存在胰腺腫瘤的準(zhǔn)確率）、特異性達(dá)99.9%（判斷無(wú)腫瘤的準(zhǔn)確率）,。這一結(jié)果發(fā)表在國(guó)際一流期刊《自然-醫(yī)學(xué)》上,，該期刊還專門刊登評(píng)論文章稱：人工智能和基于圖像的癌癥篩查，即將迎來(lái)黃金時(shí)代,。我國(guó)研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)并訓(xùn)練了一種基于人工智能的胰腺癌早期篩查模型PANDA（Pancreatic Cancer Detection with AI）,，利用AI放大并識(shí)別平掃CT圖像中肉眼難以識(shí)別的細(xì)微病灶特征。結(jié)果顯示,，PANDA能夠在平掃CT上準(zhǔn)確地檢測(cè)和診斷胰腺導(dǎo)管腺癌（胰腺癌中最常見(jiàn)的類型,，占90%以上）和非胰腺導(dǎo)管腺癌病變，并可隨時(shí)用于大規(guī)模無(wú)癥狀患者群體的篩查,。與增強(qiáng)CT相比,，對(duì)患者使用平掃CT可減少輻射劑量，且能消除患者因?qū)Ρ葎┊a(chǎn)生不良反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn),。臨床上,，即使是經(jīng)驗(yàn)豐富的放射科醫(yī)生也難以通過(guò)平掃CT來(lái)識(shí)別胰腺導(dǎo)管腺癌,，但PANDA與平掃CT結(jié)合使用，在鑒別常見(jiàn)胰腺病變亞型方面有一定優(yōu)勢(shì),。研究人員收集了多家醫(yī)療機(jī)構(gòu)3208例真實(shí)患者的數(shù)據(jù)訓(xùn)練PANDA,，然后用于10個(gè)醫(yī)學(xué)中心6239例患者的驗(yàn)證。結(jié)果顯示,，這一模型識(shí)別胰腺導(dǎo)管腺癌的靈敏度和特異性表現(xiàn)優(yōu)秀,。PANDA有望作為一種新的大規(guī)模胰腺癌篩查工具，在醫(yī)院或體檢中心廣泛應(yīng)用,。目前,，該模型已在就醫(yī)、體檢等場(chǎng)景中被使用超過(guò)50萬(wàn)次,，假陽(yáng)性非常低,。除用于胰腺癌診斷篩查之外，研究團(tuán)隊(duì)正在聯(lián)合全球多家一流醫(yī)療機(jī)構(gòu),，利用PANDA與平掃CT檢查更多的癌癥，包括食管癌,、肺癌,、乳腺癌、肝癌,、胃癌,、結(jié)直腸癌等6種高發(fā)癌癥。（2）GPT等生成式AI將更新迭代展望今年的人工智能發(fā)展,，《自然》雜志列出了幾個(gè)代表性AI模式的出現(xiàn)和作用,，比如，GPT-5將會(huì)問(wèn)世,，而且可能比其前身GPT-4展示出更先進(jìn)的功能,。同時(shí)，GPT-4的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手Gemini（另一個(gè)生成式AI工具）和其他AI工具也將推出,。GPT-5和Gemini都是大語(yǔ)言模型,，也是生成式人工智能，可用于創(chuàng)建新的內(nèi)容和想法,，包括對(duì)話,、故事、圖像,、視頻和音樂(lè)等,。因此，它們不僅能生成多種語(yǔ)言文字,、翻譯作品,，還能生成藝術(shù)產(chǎn)品,，用于科研和教學(xué)。生成式人工智能模型在人的交流和服務(wù)方面具有巨大潛力,。不同的語(yǔ)言導(dǎo)致生活在不同地區(qū)的人類有交流障礙,，同聲翻譯AI軟件可能有助于解決這一難題。美國(guó)的元宇宙（Meta）公司研發(fā)出開(kāi)源無(wú)縫交流語(yǔ)音翻譯模型Seamless,，谷歌公司則研發(fā)了無(wú)監(jiān)督語(yǔ)音翻譯AI系統(tǒng)Translation 3,。其中，元宇宙公司的Seamless是個(gè)“大一統(tǒng)模型”,，集成了其他3款深度學(xué)習(xí)模型的全部功能,，可以實(shí)時(shí)進(jìn)行更自然、更真實(shí)的跨語(yǔ)言交流,。谷歌公司的Translation 3在翻譯詞匯的同時(shí),，還能處理停頓、語(yǔ)速,、說(shuō)話者身份等非文本語(yǔ)音的細(xì)微差異,。更為神奇的是，人工智能軟件還有望用于“嗅聞”氣味,，并分析氣味分子的結(jié)構(gòu),。目前，人們可以用波長(zhǎng)來(lái)研究視覺(jué),、用頻率來(lái)研究聽(tīng)覺(jué),，并可通過(guò)儀器進(jìn)行測(cè)量和評(píng)估，但還無(wú)法根據(jù)分子結(jié)構(gòu)來(lái)測(cè)量或準(zhǔn)確預(yù)測(cè)物質(zhì)分子的氣味,。美國(guó)谷歌公司、莫奈爾化學(xué)感官中心和英國(guó)雷丁大學(xué)等研究機(jī)構(gòu)的研究人員研發(fā)了一種僅根據(jù)分子結(jié)構(gòu)就能預(yù)測(cè)其氣味特征的AI工具,，它可以識(shí)別外觀不同但氣味相同的分子,，還可以識(shí)別外觀非常相似但氣味完全不同的分子。這個(gè)AI系統(tǒng)被稱為氣味圖譜（odor map）,，經(jīng)過(guò)氣味分子的大數(shù)據(jù)訓(xùn)練,，它不僅適用于辨別已知的氣味物質(zhì)，也可用來(lái)辨識(shí)結(jié)構(gòu)非常相似的氣味物質(zhì),，還可以描述具有不同分子特征的大量不相關(guān)分子,。從應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)看，氣味圖譜不僅可以用于食品和農(nóng)業(yè),，以預(yù)測(cè)和發(fā)現(xiàn)新的化合物,、香料和食物，還可以用于化工產(chǎn)品和化妝品的研發(fā)以及生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域,，其“嗅覺(jué)”靈敏度比狗的鼻子還可靠,。（3）對(duì)付抗生素耐藥菌有新突破《自然》雜志預(yù)測(cè),，今年,，深度思考人工智能公司將發(fā)布人工智能工具阿爾法折疊（AlphaFold）的新版本。此前,，研究人員已經(jīng)用阿爾法折疊的舊版本高精度預(yù)測(cè)了蛋白質(zhì)的3D形狀,，而新的阿爾法折疊將以原子精度模擬蛋白質(zhì)、核酸和其他分子之間的相互作用,，這一突破將為藥物研發(fā)開(kāi)辟新的途徑,。人工智能在化學(xué)、生物醫(yī)學(xué),、藥學(xué)方面更能大展身手,，最主要的原因是它能快速發(fā)現(xiàn)新物質(zhì)、發(fā)明新材料,。所有人都會(huì)生病,，過(guò)去人類為此使用了太多抗生素，再加上在養(yǎng)殖業(yè)中對(duì)動(dòng)物使用的抗生素,，使得很多細(xì)菌的耐藥性大增,。早在幾年前，世界衛(wèi)生組織就警示,，如果人類沒(méi)有節(jié)制地使用抗生素,，未來(lái)感染性疾病將陷入無(wú)藥（抗生素）可用的困境?；蛟S,，人工智能的介入可解決這一難題。美國(guó)麻省理工學(xué)院一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)發(fā)表的研究成果顯示,，人工智能從上千萬(wàn)種化合物中識(shí)別出了一類新型抗生素類型,，它可以殺死臨床上常見(jiàn)的超級(jí)細(xì)菌——耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)測(cè)試約3.9萬(wàn)種化合物對(duì)耐甲氧西林金黃色葡萄球菌的抗生素活性來(lái)生成訓(xùn)練數(shù)據(jù),，然后將這些數(shù)據(jù)以及化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)信息輸入一個(gè)深度學(xué)習(xí)模型,。與此同時(shí)，研究團(tuán)隊(duì)還訓(xùn)練了3個(gè)額外的深度學(xué)習(xí)模型,，以預(yù)測(cè)這些化合物是否對(duì)3種不同類型的人類細(xì)胞有毒性,。最終研究人員發(fā)現(xiàn)，一些化合物既可以殺死細(xì)菌,，又對(duì)人體產(chǎn)生的不良影響最小,。研究團(tuán)隊(duì)篩選出大約1200萬(wàn)種化合物，人工智能模型根據(jù)分子內(nèi)的化學(xué)亞結(jié)構(gòu)識(shí)別出5種不同類別的化合物,，并預(yù)測(cè)它們可對(duì)抗耐甲氧西林金黃色葡萄球菌,。最后,，人工智能模型選出兩種化合物，認(rèn)為是最好的抗生素候選者,。之后,，研究團(tuán)隊(duì)用兩種小鼠模型來(lái)驗(yàn)證抗生素候選者，一種是耐甲氧西林金黃色葡萄球菌皮膚感染小鼠模型,，另一種是耐甲氧西林金黃色葡萄球菌系統(tǒng)感染小鼠模型,。結(jié)果顯示，這兩種抗生素候選者均明顯降低了耐甲氧西林金黃色葡萄球菌的數(shù)量,。也就是說(shuō),，人工智能模型選出來(lái)的化合物對(duì)耐甲氧西林金黃色葡萄球菌的局部和全身感染都有效，適合進(jìn)一步研發(fā)并用于治療嚴(yán)重的,、敗血癥相關(guān)的耐藥菌感染,。耐甲氧西林金黃色葡萄球菌是一種革蘭氏陽(yáng)性菌，具有較厚的細(xì)胞壁,。進(jìn)一步的研究表明,，這兩種抗生素候選者能破壞該細(xì)菌的細(xì)胞壁，卻不會(huì)對(duì)人類細(xì)胞膜造成實(shí)質(zhì)性損害,，對(duì)人類細(xì)胞是安全的,。我們有理由相信，未來(lái)人工智能還可以篩選出更多的抗生素用于治療疾病,。（4）研究“AI會(huì)不會(huì)產(chǎn)生意識(shí)”很必要有意思的是,，《自然》雜志還把關(guān)于意識(shí)的辯論和發(fā)現(xiàn)列入了今年的科學(xué)進(jìn)展,，認(rèn)為這不僅是對(duì)人類基于大腦和神經(jīng)產(chǎn)生意識(shí)的研究，也表明在這個(gè)基礎(chǔ)上可以獲得關(guān)于人類心理學(xué)和哲學(xué)研究的突破,。當(dāng)然,，關(guān)于這項(xiàng)研究最大的爭(zhēng)議仍然是人工智能是否會(huì)產(chǎn)生意識(shí)，以及人類如何對(duì)待可能擁有意識(shí)的人工智能,。此前，鄧普頓世界慈善基金會(huì)資助3000萬(wàn)美元對(duì)意識(shí)產(chǎn)生的兩種主要理論進(jìn)行研究和驗(yàn)證,，一是整合信息理論,，二是全局神經(jīng)元工作空間理論。來(lái)自不同實(shí)驗(yàn)室的研究者利用功能性磁共振成像,、腦磁圖和腦電圖,，研究了256名人類參與者視覺(jué)體驗(yàn)的內(nèi)容和持續(xù)時(shí)間的神經(jīng)相關(guān)性。結(jié)果發(fā)現(xiàn),，在視覺(jué)皮層,、腹顳葉皮層和額葉下皮層中存在反映意識(shí)內(nèi)容的信息,；在枕葉皮層和外側(cè)顳葉皮層中的持續(xù)反應(yīng)反映了刺激持續(xù)時(shí)間；在額葉和早期視覺(jué)區(qū)域之間存在內(nèi)容特異性同步,。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),，這些結(jié)果證實(shí)了整合信息理論和全局神經(jīng)元工作空間理論的一些預(yù)測(cè)，但這兩種理論都不能解釋意識(shí)是如何產(chǎn)生的,?！蹲匀弧冯s志預(yù)測(cè)，在今年年底之前,，科學(xué)家會(huì)對(duì)意識(shí)的神經(jīng)基礎(chǔ)有新的認(rèn)識(shí),，并公布新的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。與此相關(guān)聯(lián)的是,，人工智能是否真的會(huì)產(chǎn)生意識(shí),？有科學(xué)家擔(dān)心，如果人工智能演化出意識(shí),，就有可能從人控制人工智能轉(zhuǎn)化為人工智能控制人,，那將是人類的末日。盡管更多的人對(duì)“人工智能產(chǎn)生意識(shí)”這個(gè)假設(shè)不屑一顧,，但是數(shù)學(xué)意識(shí)科學(xué)協(xié)會(huì)（AMCS）的成員呼吁聯(lián)合國(guó)提供更多資金,，來(lái)支持意識(shí)和人工智能的研究。該協(xié)會(huì)稱,，迫切需要對(duì)有意識(shí)和無(wú)意識(shí)系統(tǒng)之間的界限進(jìn)行科學(xué)調(diào)查,，這涉及倫理、法律和安全問(wèn)題,。這些問(wèn)題使得理解人工智能意識(shí)變得至關(guān)重要,，例如，如果人工智能發(fā)展出意識(shí),，是否應(yīng)該允許人們?cè)谑褂煤竽苡行Ф?jiǎn)單地將其關(guān)閉,？當(dāng)前，國(guó)際上有一些研究人員預(yù)測(cè),，人工智能產(chǎn)生意識(shí)將在5-20年內(nèi)實(shí)現(xiàn),。但事實(shí)是，這一結(jié)論缺少研究支持,，2023年沒(méi)有一項(xiàng)資助是用于“研究人工智能產(chǎn)生意識(shí)”的,。數(shù)學(xué)意識(shí)科學(xué)協(xié)會(huì)的研究人員認(rèn)為，了解什么可以使人工智能有意識(shí),，才能評(píng)估有意識(shí)的人工智能系統(tǒng)對(duì)社會(huì)所帶來(lái)的影響,，包括它們可能引發(fā)的危險(xiǎn)及如何應(yīng)對(duì)這種危險(xiǎn)。無(wú)論如何，在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天,，研究人工智能是否會(huì)產(chǎn)生意識(shí)并得出確切結(jié)論,，對(duì)于人類社會(huì)文明的未來(lái)極具意義，屆時(shí),，再評(píng)估人工智能對(duì)于人類社會(huì)文明是恩惠還是負(fù)擔(dān)也不遲,。（供圖：視覺(jué)中國(guó)）