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对话前DeepMind曹原:AI for Science爆发,一个新时代到来了

核心内容总结

这篇对话围绕AI for Science(AI4S,即用AI加速科学研究)展开,从行业动态(谷歌灵魂人物Jeff Dean离职创办AI4S公司)切入,深入探讨了AI4S爆发的技术基础、AI在科学中的角色、关键瓶颈、商业化路径,以及背后的哲学思考。核心观点是:AI4S已进入爆发期,但目前仍以“协同科学家”为主,距离自主完成诺奖级发现还有二三十年;其最大挑战是物理验证、因果推理和概念抽象能力;商业化可分层落地(如药物研发中间环节),长期将推动科学和AI自身的双重进化。

一、AI4S爆发:顶级玩家入场,技术到了临界点

1. 行业信号:Jeff Dean离职意味着什么?

Jeff Dean是谷歌的“技术灵魂”(主导过MapReduce、TensorFlow、Gemini等核心技术),他带团队创办Discovery Loop做AI4S,标志着AI4S从实验室走向产业化。背后原因有二:

  • 谷歌内部优先级调整:Gemini模型进展慢于OpenAI/Anthropic,公司资源向商业化(如编程智能体)倾斜,AI4S的长期研究被暂时搁置;
  • AI4S是自然延伸:过去AI在代码、数学上成熟后,下一个能产生巨大价值的方向就是用这些能力解决科学问题(如药物研发、材料设计)。

2. 技术成熟点:为什么现在爆发?

AI4S需要的核心能力终于凑齐:

  • 代码+推理能力:AI能写代码分析实验数据,能推理提出实验假设;
  • 智能体循环:AI能形成“提出假设→实验验证→反馈优化”的闭环(比如OpenAI和Ginkgo Bioworks合作,AI设计蛋白质,机器人自动实验);
  • 细分领域适配:生物制药、材料等领域流程标准化、数据丰富,适合AI介入(比如新药研发周期长、成本高,AI能加速靶点发现)。

二、AI在科学中的角色:是助手还是独立科学家?

AI在科学研究中目前有两种角色:

1. 协同科学家(Co-Scientist):做“加速工具”

AI帮人类科学家提效:比如分析实验数据、设计实验方案、调用工具(像Claude Science作为科学家的工作台)。这是当前主流,能明显缩短研究周期,但不会主动提出新科学概念。

2. 自主发现者:做“独立研究者”

AI自己提出新假设、发现新知识(比如AlphaFold预测蛋白质结构)。但现状是:

  • 这类案例很少,且多局限于“在已有知识中搜索组合”(比如AlphaGo的“神之一手”是组合已有棋路,不是创造新规则);
  • 距离自主完成诺奖级发现还很远(比如AI还不能像牛顿那样从苹果落地抽象出“力”的概念)。

三、AI4S的三大拦路虎:验证难、因果弱、不会抽象

1. 物理验证是最大瓶颈

科学研究最终要回到物理世界验证,但AI设计的实验(如新药、新材料)成本高、周期长:

  • 比如AI设计一个新药,要做临床试验,可能花几年、几亿美元;
  • 不像代码写完就能跑,物理实验无法快速反馈,导致AI迭代慢。

2. 因果推理能力不足

AI容易把“相关性”当成“因果性”:

  • 比如看到冰淇淋销量和溺水人数同时上升,AI可能以为是冰淇淋导致溺水,实际是夏天温度高;
  • 这是因为AI依赖训练数据中的表面关联,没有真正理解物理世界的底层规律(即“世界模型”)。

3. 无法抽象新概念

科学突破往往来自“抽象新概念”(比如牛顿的“力”、爱因斯坦的“相对论”),但AI做不到:

  • AI能从5把椅子中聚类出“椅子”的概念,但无法从“苹果落地、行星绕太阳转”中抽象出“万有引力”;
  • 这是因为抽象能力需要“溯因推理”(从现象找本质),而AI目前只会演绎(从已知推未知)和归纳(从数据找规律)。

四、AI4S的商业化:现在能赚钱,未来能拿诺奖?

AI4S的商业化是分层落地的:

1. 短期:中间环节赚钱

现在已经能商业化的是科学研究的“中间步骤”:

  • 比如帮药企设计分子结构、预测药物靶点(Isomorphic Labs就是AlphaFold的商业化公司);
  • 这些环节能直接降低成本、缩短周期,药企愿意付费。

2. 长期:诺奖级发现需二三十年

要让AI独立完成诺奖级发现,需要解决三大瓶颈:

  • 物理验证:自动化实验室(机器人做实验)普及;
  • 因果推理:AI建立“世界模型”;
  • 概念抽象:AI具备溯因推理能力。

曹原预测,这至少需要二三十年。

3. 对社会的影响

如果AI能完成诺奖级发现,意味着AI已经接近AGI(通用人工智能),会彻底改变科学和社会:

  • 科学进展会指数级加速;
  • 人类的角色会从“研究者”转向“问题定义者”“验证者”“价值判断者”(比如判断AI发现的科学成果是否有意义)。

五、哲学追问:数学是发明还是发现?人类和AI的本质差异

对话最后触及了AI4S背后的哲学问题:

1. 数学是人类发明还是宇宙规律?

曹原倾向“发明”:数学是人类创造的逻辑体系,有局限性(比如哥德尔不完备定理),而宇宙本身是自洽的,不可能有“无法证明的真理”。

2. 人类和AI的本质差异

人类能做“无用之大用”的思考:比如纯数学、艺术、哲学,这些没有直接效用,但能推动科学进步;AI只能做“有用”的任务,无法理解“美”或“好奇心”。

3. AI从业者需要读哲学吗?

需要!因为AI的核心问题(比如“智能是什么?”“人类如何认识世界?”)在哲学史上已经讨论过。比如康德的“先验结构”(人类用先天逻辑理解世界),对应AI需要的“世界模型”;黑格尔的“辩证统一”,对应AI的“持续学习”。

结语

AI4S是AI发展的下一个重要赛道,它不仅能加速科学进步,还能推动AI自身进化。但要实现“AI独立拿诺奖”,还有很长的路要走。在这个过程中,人类需要思考:我们的价值不是“做AI能做的事”,而是“做AI做不到的事”——定义问题、判断价值、创造美。未来的世界,AI会是强大的工具,但人类的独特性永远不会被替代。