今天一篇讲元科学、一篇讲科学 agent 缺推理,这篇知识分子旧文把「从人整理资料到 AI 直接提出假设」的范式转移讲得更完整,是那两篇缺的背景板。
旧文重读。AI 科学。
context:全文的中心概念,指以 AI 为核心引擎的科学研究新形态。文章借 2024 年诺奖、沈向洋「一定要做的事」、汤姆·米切尔白皮书和 DeepMind 报告确立它的分量,并明确它不止于「AI 赋能各个学科的交叉研究」,更宏伟的蓝图是「彻底打破学科界限」。
费曼一下:过去 AI 是科学家手里的一件工具,用完放回抽屉;现在它变成了做科学的方式本身——从提假设到做实验到写论文,整条链路都围着它重排。工具换了不算大事,做事的顺序换了才是。
context:文章对变化性质的定性——「从科学家手动整理资料,依赖学科理论提出假设,到 AI 主导,直接从数据出发识别模式和提出假设。这带来的不仅是效率上的变化,更是整个科研范式的改变」。
费曼一下:原来是先有理论、再拿数据去验证;现在是先把数据倒进机器,让它指出「这里有花样」,人再去想为什么。提问的第一步交给了机器,这不是跑得更快,而是换了跑道。
context:申恩志的原话是全文对标题问题最直接的回答——「把从 1 到 n 的事情留给机器去做,留出更多的时间来做从 0 到 1 的分析,我们就可以有更多的精力来真正做事」。
费曼一下:一件事一旦被想明白了,剩下的就是重复一万遍,这部分机器最擅长;从「没有」到「有」的那一下,还得靠人。AI 不是抢走了饭碗,是把碗里可称重的那部分端走了,留下的是最难称重也最贵的那部分。
context:鄂维南对新旧科研组织方式的比喻。旧的是「小农模式」——数百年里科学家在各自领域内深耕细作、同一团队从理论做到开发,低效且不互通有无;AI for Science 让人「从统一的基础研究平台来考虑不同学科的各类不同问题」,转为「安卓模式」。
费曼一下:以前每个实验室都自己种地、自己打铁、自己造车,什么都从头做一遍;现在底下有了一层公共平台,各学科像手机厂商一样在同一套系统上做自己的应用。共享的部分越厚,每个团队真正要独创的部分就越集中。
context:申恩志的研究对象,也是文章证明 AI 范式必要性的主案例。所有 RNA 中 98% 不编码蛋白质,它们「庞大、复杂,在生命体里是高度动态的」,与很多重大疾病密切相关,被称作人类基因序列中的「暗物质」。
费曼一下:过去以为基因组里只有编码蛋白质的那一小块有用,其余是废料;现在发现「废料」占了绝大部分,而且一直在暗中调节生命过程。看不见但决定结果,这跟宇宙里的暗物质是同一种处境。
context:文章用一组数字撑开非编码 RNA 的研究空间——人类蛋白质编码基因大约 2 万个,蛋白质种类却超过 5 万个,而 98% 的 RNA 不编码蛋白质;MicroRNA 曾两次获诺奖。
费曼一下:如果一条流水线只有 2 万套图纸,却出了 5 万种产品,说明中间一定有人在临场加工。数量对不上,就是理论留下的缺口,也是新研究的入口。
context:非编码 RNA 难做的原因被归为两条——「经典生物化学缺少技术工具支撑」,以及高通量技术带来数据指数级膨胀后,用经典方法解析测序数据、找到调控规律「几乎成了不可能完成的任务」。
费曼一下:不是科学家不够聪明,是手里的家伙不趁手。一个领域被卡住,往往先卡在工具上;工具一换,原本不可能完成的任务就成了日常作业。
context:杨金龙指出的两大瓶颈之一(另一条是高质量、统一标准的数据),文章说「压力给到那些真正希望探寻智力本源的研究者们」,并由此引出金耀初的工作。
费曼一下:今天的模型很会答题,但答题不等于会想事。所谓思维能力,是能自己决定该想什么、按什么结构去想。这个问题不是把模型堆大就能过去的,它得回到「智能到底是怎么长出来的」这一层。
context:金耀初的问题意识——「智能的从 0 到 1 是如何开始的?智能能否通过演化发育的机制自发地产生出来?」他的 EDEN 实验室(演化及发育神经网络)正是围绕这个问题建立的。
费曼一下:与其研究怎么把已有的智能做得更强,不如追问它当初是怎么从无到有冒出来的。搞清楚起点的机制,才可能重演一遍,而不是永远在模仿终点的样子。
context:金耀初对自然演化的判断——自然演化是很「懒」的过程,简单系统能活得好就不会搞复杂,「生物的演化过程并不是一个单一的增加复杂度的过程,而是要找到一个最适合这个环境的结构」,而这正是目前大模型所缺乏的。
费曼一下:自然从不为了复杂而复杂,它只求刚好够用。今天的做法却是默认更大更复杂就更强。懒惰不是缺点,是一种约束条件下的最优;把这个原则写进 AI 的设计里,方向就从「堆」变成了「选」。
context:金耀初给出的人脑高效之谜的答案——功能分区、模块化、模块的合作协同,「有这些,才能如此高效地出现我们看到的这些高等智能,这些东西,现在的大模型还没有」;他希望用演化与发育途径实现有分模块化的人工神经网络。
费曼一下:人脑不是一大团均匀的神经元,而是分工明确、彼此协作的若干片区。分工让每次动作只需唤醒一小部分,能耗自然低。今天的大模型更像一整块石头,做什么事都要整块抬起来。
context:金耀初的对比——大模型有千亿级复杂度且能耗极高,人脑同样有千亿级复杂度的神经元,功率却只有 20~25 瓦,「非常高效」。这组对比是他转向演化发育路线的直接理由。
费曼一下:同样的规模,一个要一座电站,一个只要一只灯泡。这说明差距不在零件数量,而在结构。用瓦特而不是参数量去衡量智能,会得到一份完全不同的排行榜。
context:文章第三部分的主题,指学术界与工业界在计算资源上的结构性落差。《Nature》调查显示大学科学家普遍买不起必要的 GPU;Apoorv Khandelwal 说行业巨头拥有数千个 GPU 而学术界只有一小部分;李飞飞称斯坦福自然语言实验室只有 64 块 GPU,「相比工业界,学术界正在从悬崖上跌落」;国内 2022 年只有约 8.4% 的高校建设了校级算力平台。
费曼一下:科学的门槛从「有没有好想法」变成了「有没有卡」。想法便宜,验证想法很贵,而贵的那头掌握在公司手里。真正被挤出局的不是某个职业,而是那些没钱验证的问题。
context:文章给出的供给侧解法。西湖大学 2020 年以来与浪潮信息合作,除构建算力系统外还打造了算力平台 AIStation,统一管理计算资源,「将计算资源利用率提升到 90% 以上,减少资源闲置,缓解多人使用下的资源拥挤以及计算资源不足问题」。
费曼一下:缺算力有两种解法,一种是买更多卡,一种是让已有的卡别闲着。统一调度就是后者——把各实验室零散占用的资源汇成一个池子按需分配,利用率从一半提到九成,等于凭空多出一批机器。
graph TD
C1["AI for Science 新范式"]
C2["科研范式变革 从数据出发提假设"]
C3["小农模式转为安卓模式"]
C4["从 1 到 n 交给机器"]
C5["科学家专注从 0 到 1"]
C6["非编码 RNA 与基因组暗物质"]
C7["经典方法的工具边界"]
C8["人工智能的思维能力"]
C9["智能的从 0 到 1"]
C10["演化的懒惰原则"]
C11["人脑的模块化与功能分区"]
C12["能效作为智能的判据"]
C13["算力鸿沟"]
C14["统一调度的算力平台"]
C15["高质量统一标准的数据"]
C1 -->|支撑| C2
C2 -->|演化| C3
C3 -->|因果| C4
C4 -->|支撑| C5
C7 -->|因果| C6
C6 -->|案例| C2
C1 ---|张力| C8
C15 -->|支撑| C8
C8 -->|路径| C9
C12 -->|因果| C11
C11 -->|支撑| C9
C10 -->|支撑| C11
C13 ---|制约| C1
C14 -->|缓解| C13
C13 ---|张力| C5
这张网络有三条主链,彼此在「谁被替代、谁被留下」这一问题上交汇。
第一条是范式链,回答「变了什么」。AI for Science(C1)不是把 AI 当工具加进旧流程,而是改写了提问的顺序——科研范式变革(C2)把「先理论后数据」翻转成「先数据后假设」。这一翻转的组织后果是小农模式转为安卓模式(C3):既然底层能力可以在统一平台上共享,团队就不必从理论到开发一手包办,学科界限随之松动。组织形态一变,分工必然重排,从 1 到 n 交给机器(C4)与科学家专注从 0 到 1(C5)是同一枚硬币的两面,前者是后者的成立条件。非编码 RNA 与基因组暗物质(C6)在链条里是验证节点:它之所以必须靠新范式,是因为经典方法的工具边界(C7)先把它堵死了——不是数据不够,是旧工具在指数级数据面前失效。工具边界与范式变革之间是因果而非并列,这一点决定了本文的论证不是「AI 更好用」而是「不用 AI 这题无解」。
第二条是智能链,回答「AI 自己缺什么」。它与第一条构成张力:正当 AI 大举进入科学时,人工智能的思维能力(C8)恰是它最欠缺的部分,而这一欠缺本身又是一道科学题。C8 的两个前提各有归属——高质量统一标准的数据(C15)要各学科去攒,属于工程与制度问题;思维能力则通向智能的从 0 到 1(C9),属于机理问题。C9 之下三个概念构成一组彼此支撑的解释:能效作为智能的判据(C12)先把问题的形状换掉——同样千亿级复杂度,人脑只用二十几瓦,说明差距在结构不在规模;顺着这个判据往下看,人脑的模块化与功能分区(C11)就成了结构的答案;而模块化为什么会出现,则由演化的懒惰原则(C10)解释:演化不追求复杂度,只寻找最适配环境的结构,模块化是省力的产物而非设计的目标。三者合起来,把「做更大的模型」这条默认路径换成了「让结构自己长出来」。
第三条是条件链,回答「什么在真正卡人」。算力鸿沟(C13)对 AI for Science(C1)的关系是制约而非对立——它不否定范式,只决定谁能进场。它同时与科学家专注从 0 到 1(C5)构成张力,这是全文最值得停一停的地方:分工层面的结论是乐观的(人被解放去做创造性的那一半),资源层面的结论却是悲观的(做创造性那一半也需要买得起卡)。统一调度的算力平台(C14)是文章给出的缓解项而非解决项:提高利用率能让同样的硬件多干活,却填不平学术界与工业界之间数量级的差距。
三条链交汇处就是标题的答案。饭碗没被砸掉,因为 C4 与 C5 完成了重新分工;饭碗甚至更重要了,因为 C8 到 C9 那一段只有科学家能做;但入场券变贵了,因为 C13 把门槛从「有没有好想法」挪到了「有没有算力去验证」。文章真正的忧虑不在 AI 一侧,而在 C13 与 C5 之间那根绷着的线上。
「饭碗」这个词把问题问偏了。真正被改写的不是科学家这个职业还在不在,而是科研工作里哪一段变得稀缺。
过去数百年,科学家手动整理资料,依赖学科理论提出假设,再一步步去验证;现在 AI 直接从大规模数据里识别模式、提出假设。效率只是表象,底下换掉的是范式。鄂维南把旧的叫「小农模式」——各自领域深耕细作,同一团队从理论做到开发,不互通有无;新的叫「安卓模式」,一个统一的基础平台上,不同学科的问题共用一套底层能力。学科界限被拆掉,比「提速」重要得多。
分工也随之改写。申恩志研究非编码 RNA,人类基因组三十亿碱基对里那 98% 不编码蛋白质的「暗物质」,庞大、动态、彼此调节,而经典生物化学「缺少技术工具支撑」,高通量数据一膨胀就成了不可能完成的任务。他的说法很干脆:把从 1 到 n 的事情留给机器去做,留出更多的时间来做从 0 到 1 的分析。这不是安慰,是对稀缺性的重新定价——能被规模化处理的那部分工作,价格会一路下跌。
更有意思的是,AI 自己最深的那道题,仍要科学家来解。金耀初问的是智能的从 0 到 1 如何开始:千亿级复杂度的大模型能耗极高,同样千亿级神经元的人脑却只要二十几瓦。他给出的线索不是堆得更大,而是自然演化其实很「懒」——生物不会为了复杂而复杂,只找最适合这个环境的结构;人脑真正厉害的是功能分区、模块化和模块间的协同,而这些恰恰是今天的大模型还没有的。
所以真正该担心的不是 AI 抢饭碗,而是谁还有资格上桌。李飞飞说斯坦福的自然语言实验室只有 64 块 GPU,「相比工业界,学术界正在从悬崖上跌落」;国内 2022 年只有大约 8.4% 的高校建了校级算力平台,不少实验室拿消费级显卡做实验。当算力成了提出问题的前置条件,被挤出局的不会是「科学家」这个身份,而是那些买不起入场券的人,和他们本来想问的问题。