2023年,这些人与事记录科学进步,直面共同挑战

文汇网
2023-12-19 09:55 来自上海市

《自然》《科学》等国际权威科技期刊日前陆续公布年度盘点榜单。《自然》评选出的“2023年度十大科学人物”汇总了今年科学界的重要事件,以及在这些里程碑中发挥重要作用的关键人物。《科学》公布的“2023年度十大科学突破”则代表着这一年中最重大的科学发现、科学进展及未来趋势。

健康与发展是人类历史演进的两大核心问题,今年两份年度科学榜单的最大亮点恰好呼应了这两大主题。《自然》年度人物榜单中首次出现了一位“非人类”——ChatGPT。它与其开发者的同时上榜,体现出整个人类社会对于人工智能(AI)及自身发展的超高关注度。而同时入选两大年度榜单的减肥神药GLP-1药物、新型疟疾疫苗,则表明生命与健康是科学研究的永恒热点。

此外,气候变化、未来能源,乃至科学家群体的职业发展,都将对人类社会的未来发展产生重要影响。这些人与事不仅记录了2023年科学的“高光时刻”,也提醒人们关注人类面临的共同挑战,用科学照亮未来。

——编者

ChatGPT与苏茨克维:

天才开发者引发的AI革命

它与人类共同撰写论文,编写计算机代码,并为研究思路提供指引;同时,它也会编造文献、捏造事实,甚至发表“危险言论”。不过最重要的是,它激发了人们的想象力,扮演着与众不同的角色。它,就是一年来占据各大新闻头条的人工智能工具ChatGPT。

为什么要在科学人物榜单上首次加入一个“非人类”?《自然》杂志给出的理由是:作为生成式人工智能的代言者,ChatGPT是一个惊人的人类模仿者。它代表着一个即将到来的新时代,但同时也带来了风险。ChatGPT并不是人,但在许多方面,这个AI工具在过去一年对科学产生了深远而广泛的影响。

作为OpenAI首席科学家,伊利亚·苏茨克维在开发ChatGPT及其底层大语言模型中发挥了关键作用,也因此而入选《自然》年度十大人物。

尽管伴随着风险,但变革已经不可逆

一些科学家很早就意识到大语言模型的潜力。但在2022年11月以免费对话媒介的形式推出的那一刻,ChatGPT迅速展现出了这项技术的巨大威力,以及它所埋藏的陷阱。

美国哈佛大学医学院的马林卡·齐特尼克表示,ChatGPT等软件可以帮助人们集思广益、强化科学搜索引擎,并识别文献中的研究空白,“以类似方式用科学数据进行训练的模型,或有助于构建引导研究的AI系统”。

但是这项技术也有危险,可能成为作弊者和剽窃者的“帮凶”。如果不加控制,它们或将不可逆转地糟践科学知识的源头。现在,一些未经声明的、由AI生成的内容已开始在互联网传播。一些科学家承认,他们使用了ChatGPT撰写论文而未作出声明。

而且,生成式AI目前的工作方式会不可避免地导致错误和偏见。现在大语言模型并没有鉴别真伪的概念,这导致程序在其训练数据中会复制既往的偏见或不准确的数据并捏造信息,比如根本不存在的科学文献。美国华盛顿大学西雅图分校的计算语言学家艾米丽·本德认为,ChatGPT的偏见可能会导致祸患,并误导用户认为输出的内容来自人类。

没人知道ChatGPT等系统还能生成多少内容,它们的能力可能受到算力或新的训练数据的限制,但生成式AI开启的变革已经开始,没有回头路。

他比任何人更早预见了这场变革

OpenAI首席科学家伊利亚·苏茨克维是率先走上这条“不归路”、引发生成式AI革命的科学家之一。

苏茨克维1986年生于苏联,十几岁时就在以色列上大学难度的编程课。全家搬到加拿大后,他与“现代人工智能之父”、加拿大多伦多大学教授杰弗里·辛顿在深度学习领域开展合作。辛顿回忆,当时苏茨克维不得不靠卖炸薯条维生。

读了辛顿布置的几篇论文后,苏茨克维感到诧异:为什么有些解决方案如此显而易见,但这些作者却想不到?在辛顿看来,这正是苏茨克维的与众不同之处,“不仅在于智商,更在于他着手处理问题的紧迫态度”。

2012年,苏茨克维和辛顿的另一名学生建立了神经网络AlexNet,并以压倒性优势赢得一项图像识别的重要比赛。此后,他进入谷歌,参与开发AlphaGo,在围棋比赛中击败了人类世界冠军。

2015年,苏茨克维与山姆·奥尔特曼、埃隆·马斯克等人共同创立了OpenAI。苏茨克维将此视作认真探求通用人工智能(AGI)的一次契机。他曾说:“在OpenAI,我们需要尽情展望宏图。”

2018年GPT-1首次推出后,苏茨克维带领公司将更多精力投入基于转换器的生成式预训练模型(GPT)的开发。苏茨克维当时就确信,仅靠提升算力就能使系统变得更智能——他几乎比任何人都更早认识到这一点。

对AI安全性始终心怀忧虑

苏茨克维并不是一个疯狂的实验者,他对人工智能的安全性非常关注,对于AI产生的诸多问题始终心怀忧虑。

不久前,OpenAI公司发生“宫斗”,苏茨克维和其他董事罢免了奥尔特曼。5天后,奥尔特曼重返公司,苏茨克维被踢出了董事会。《自然》杂志指出,AI的安全性与追求高速发展的商业动机之间存在严重矛盾,这个矛盾可能是这场闹剧背后的动因。

在AI方面,苏茨克维一直很敢说。2022年,他宣称AI可能已经“微微有意识”,引发一片惊叹、恐惧和嘲笑。他还公开表示,AGI以及超越人类集体智慧的“超级智能”,可能在几年或几十年内成真。美国斯坦福大学教授吴恩达表示,尽管自己对苏茨克维的乐观感到惊讶,但仍对他抱有钦佩——他只要选定了一个方向,无论别人是否赞同,都会不懈追求。

詹姆斯·哈姆林:

超导打假“侦探”

美国佛罗里达大学高压实验物理学家詹姆斯·哈姆林还记得他第一次被实验欺骗的情景。当时,还是研究生的他在一种材料中意外观察到超导迹象。激动之余,哈姆林赶紧向导师报告,但导师不为所动,并问了他很多问题,建议他再多做几次测量与检查。果然,在重复实验后,超导信号消失了。

从这件事中,哈姆林得到了一个简单而深刻的教训:不要假设已经发现了什么。

这个教训今年在国际科学界得到了验证。今年3月,美国纽约罗切斯特大学物理学家朗加·迪亚斯在《自然》杂志中报告称,他在适度压力下实现了“室温超导”这个长期追求的目标。

在一片炒作和批评声中,哈姆林与美国康奈尔大学超导研究员布拉德·拉姆肖向《自然》提出了他们对该研究的担忧。这篇论文最终于11月被撤回并引发轰动——这是迪亚斯在短短一年多内第三次被撤稿。

有过以往打假争议的前车之鉴,许多研究人员对《自然》在3月再次发表迪亚斯的论文感到惊讶:该论文再次宣称发现了室温超导体,只是换了一种材料。而这一次,许多原始数据是公开的,所以质疑迅速涌现。拉姆肖和哈姆林关注了几个核心问题,包括迪亚斯是否确实测量到电阻归零。

在后续同拉姆肖、哈姆林及《自然》编辑的交流中,迪亚斯及论文合著者萨拉玛特并没有解释他们如何获得这个测量值。哈姆林说:“连在这个非常简单的问题上,我们都无法得到一个明确而直接的回答。”

9月,该论文11位合著者中的8位要求撤回论文,这证实了哈姆林和拉姆肖的担忧。《自然》于11月7日撤回了该论文,理由是对数据完整性存忧。哈姆林和拉姆肖表示,由于这次数据可以获取,撤稿更加容易,只用了半年,而不像此前打假花了两年。

哈姆林的本科实验老师、美国犹他大学高压实验员珊蒂·迪米亚德对他的敬业精神并不意外,“那时候,我早上6点半到实验室,却发现他早就到了”。

当然,哈姆林并不是一位全职侦探,他更渴望专注于自己的超导研究,“超导仍然是最令我激动的物理课题”。

斯韦特兰娜·莫伊索夫:

被忽视的减肥药先驱

日前,一类新型减肥药迅速进入欧美诊所,为制药行业带来了数十亿美元的利润,并为其早期开发者赢得了科学界的盛誉。这类减肥药的研发基于一种名为胰高血糖素样肽-1(GLP-1)的肠道激素。然而,在该药物先期研究中作出重要贡献的美国纽约洛克菲勒大学生物化学家斯韦特兰娜·莫伊索夫,却未得到应有认可。

在GLP-1研究初期,莫伊索夫预测,哺乳动物肠道组织中存在一种特定激素,可激发大鼠胰腺释放胰岛素,并通过实验加以证实。此后,她展示了GLP-1的这种生物活性形态。与此同时,她创建的多肽和抗体对当时在细胞系中进行的几项GLP-1实验至关重要,使临床医生得以在临床试验早期就证明GLP-1可以降低血糖。

这项研究为奥泽匹克、威哥维等药物奠定了基础,这两款药物都包含一种名为“司美格鲁肽”的GLP-1类似物。药物研究者只是对莫伊索夫原始论文中描述的肽分子进行了微调,以提高其稳定性,确保更持久发挥效果。如今,司美格鲁肽的每月全球销售额超过10亿美元,预计将成为史上最畅销的药物之一。

然而,莫伊索夫在这一发现中的作用长期被忽视。她不得不通过一场持久的法律战,将自己的名字作为共同发明者添加到基础专利中。莫伊索夫因此在第一代GLP-1药物销售时获得了一两年的收益,但随着专利过期,司美格鲁肽的热销并未给她带来经济利益。

在莫伊索夫的敦促下,《细胞》《自然》等期刊修改了关于GLP-1发现过程的叙述,以更好地反映她在美国麻省总医院时的工作。麻省总医院与丹麦哥本哈根大学的研究者曾分别独立关注并描述了该激素活性形态。2023年9月,《科学》杂志和新闻媒体STAT刊发了人物介绍,讲述莫伊索夫40年前开始研究GLP-1的故事。

自此之后,莫伊索夫终于声名鹊起,参与早期GLP-1研究的科学家们也开始改变看法,认可她的贡献。或许,更多奖项和荣誉会随之而来。但对莫伊索夫而言,这不是她的首要任务。她要继续在实验室研究GLP-1和相关蛋白质,“我很高兴工作得到了认可,其他一切都是次要的”。

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文:孙寒潮/编译

编辑:许琦敏

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