导读:我一直很确信,很多人把AI for Science做反了。今天,我看到 OpenAI 公布 Navier–Stokes 千年问题的候选解答。
我一直很确信,很多人把AI for Science做反了。今天,我看到 OpenAI 公布 Navier–Stokes 千年问题的候选解答。我把那篇文章从头看到尾。约一万个并发智能体。约270万条智能体消息。约1300亿输出 token。大约88小时得到解答方案。随后,又用 GPT-6 Astra 花了约17小时,把证明推进到 Lean 形式化验证。严格讲,这件事还没有走完数学共同体漫长的认证程序。Clay Mathematics Institute 对千年问题有自己的规则,候选解答需要发表、经历时间检验,并获得数学共同体广泛认可。所以没人会急着宣布:人类已经彻底解决了 Navier–Stokes。但我看完之后,有一种比“千年问题被解决”更强烈的感觉。一种新的科研生产函数,已经出现了。而且它正在让我们过去几年津津乐道的很多 AI for Science 成果,突然显得有一点古典。
一
我为什么很早会有这种感觉?
因为 Navier–Stokes 并不是孤例。几个月前,OpenAI 给出了 Erdős 单位距离问题一个长期猜想的反例。随后又公布十项数学和理论计算机科学进展。高维球堆积。编码理论。群论。算术电路复杂性。算子代数。量子复杂性。格密码。Ramsey 理论。极值组合。这些词很抽象。也正因为抽象,我才觉得重要。OpenAI 当时还公布了一个很好玩的数字:寻找那十项结果所消耗的token,按照当时 Sol API 的价格估算,总成本大约2000美元。我第一次看到这个数字时,停了几秒。不是因为2000美元便宜。而是因为我突然意识到:人类历史上一种极其昂贵的商品——高级抽象推理——正在进入边际成本重估。这个变化远远大于“AI帮科研人员写代码”。它意味着过去由极少数头脑、几年甚至几十年时间构成的搜索过程,开始能够被机器并行展开。于是我自然想到另外一个场景。一个我过去两年看过很多次的场景。
二
晚上十点左右。深圳湾。会议刚结束。落地窗外灯还亮着。桌上一般有矿泉水、MacBook,以及一张永远画不完的技术路线图。有人打开PPT。机械臂出现了。一只机械臂拿起孔板。移动。放下。另一边开始加样。屏幕上依次出现几个英文单词:Design。Synthesis。Characterization。Learning。最后四根箭头漂亮地接成一个圆。Closed Loop。我每次看到这里都会下意识多看两秒。因为整个画面非常高级。玻璃。铝合金。冷白灯。机器人。实时曲线。英文缩写。如果再配上一块足够大的屏幕,甚至会产生一种非常庄严的错觉:孔板刚刚向右移动了二十厘米,人类对自然的认识似乎也同步向右移动了二十厘米。后来我慢慢明白,这几年 AI for Science 最成功的一项创新,也许并不属于算法。它属于修辞。我们成功地把物流路径,描述成了认识论。当然,我从来不否认机器人实验的价值。自动合成有价值。自动表征有价值。高通量有价值。我真正关心的是另一个问题:这种价值还能稀缺多久?
今年《Nature Reviews Drug Discovery》有一篇综述让我印象很深。作者回顾十多年 AI 药物发现之后,给出的判断非常克制。模型很多。benchmark很多。案例很多。真正能够证明改善临床相关结果的证据仍然有限。大量所谓 AI-first 项目还集中在临床前和早期临床。文章甚至明确点出了几个关键词:problem definition。underspecification。technology push。science pull。我看到 problem definition 的时候,觉得整件事情突然说通了。问题定义。就是这四个字。我们花了这么多年时间,让机器越来越擅长回答问题。结果到了真正的科学前沿,最贵的东西重新变成了:你问的那个问题,究竟对不对?
六
多年前我给自己做过一个思想实验。假设明天开始:分子生成免费。量化计算免费。蛋白结构预测免费。机器人实验成本降低两个数量级。文献检索无限。代码自动生成。实验自动设计。数据自动分析。一天做十万次实验也不再稀奇。那么 AI for Science 还剩下什么?这个问题想久一点,会有一点不舒服。因为很多今天看起来极其昂贵的技术资产,会迅速变成默认选项。最后真正留下来的,可能只有几个问题:为什么研究这个?为什么测这个量?为什么选择这个表征?为什么在这个空间里搜索?这个目标函数究竟代表机制,还是仅仅代表历史数据里的相关性?如果换一个坐标系,整个问题会不会直接消失?我越来越觉得,这才是未来 AI for Science 真正的分水岭。
这也是为什么我对“闭环”两个字一直觉得非常没品。闭环当然可以非常漂亮。但一个环能够闭上,只说明信息回来了。它并没有自动保证目标是对的。一个错误目标函数,同样可以形成完美闭环。甚至因为 AI 足够强,它可以闭得更加漂亮。这大概是人工智能时代一个很有意思的悖论:过去人的能力有限。所以一个错误方向,一天只能做几十次。以后能力无限。一个错误方向,可以全天候自动执行。我们第一次拥有了工业规模优化错误答案的能力。这件事情比模型参数量更值得研究。
所以现在重新划分 AI for Science,大概可以划成三层。第一层,执行。合成。加样。测试。表征。计算。写代码。查论文。这些能力会越来越像水电煤。第二层,搜索。找分子。找材料。找参数。找反应条件。找最优结构。这一层的价格也会迅速下降。第三层,问题定义。研究什么。忽略什么。什么量值得测。什么量只是代理变量。哪个坐标系更自然。哪些现象其实属于一个普适类。哪些所谓复杂性只是因为我们的表述方式太笨。什么东西根本无需搜索。这一层最难演示。也最难采购。因此它最贵。
十五
为什么希尔伯特1900年那场报告如此重要。他没有现场解决23个问题。他做了一件更加昂贵的事情:他定义了什么值得下一代人解决。Clay 后来选出七个千年问题,本质上也在做同一件事。问题本身就是资产。甚至是一种极高杠杆的资产。一个好问题可以组织几代人的智力。一个普通答案往往只能结束一个下午。这也是为什么我现在看 AI for Science,最关心的指标已经变了。我不太关心你一年生成多少个分子。我更想知道:你有没有提出一个以前不存在的问题?我不太关心机械臂工作了多少小时。我更想知道:你有没有证明其中大量实验可以不做?我不太关心闭环跑了多少轮。我更想知道:第500轮结束以后,我们描述这个世界所需要的信息变少了吗?如果没有,那么第500轮最准确的名称,大概依然只是:第500轮。
十六
金融市场里有一个大家都懂的概念。Alpha。一种策略只有少数人掌握的时候,可以产生超额收益。一旦所有人都会,它就变成 beta。我觉得 AI for Science 正在经历同样的事情。分子生成曾经可能有 alpha。以后没有。机器人自动化曾经可能有 alpha。以后没有。Closed Loop 曾经听起来像 alpha。以后大概率只是标准配置。文献智能体。科研助手。代码生成。自动分析。实验规划。专业工具调用。它们都会沿着同一条路径走向基础设施化。真正的 alpha 会不断向上移动。最后移动到一个几乎无法通过采购得到的位置:认知结构。你怎么看这个世界。你如何切割问题。你敢删掉什么。你知道什么可以忽略。你是否能找到那个让一百万个候选突然失去意义的变量。这才是我理解的下一代 AI for Science。
十七
所以现在,每次再有人告诉我:“我们的 AI 一天可以生成100万个分子。”我都会认真点头。很好。然后在心里再问一句:为什么需要这100万个?有人告诉我:“机器人可以24小时连续实验。”很好。我继续想:为什么这个实验需要发生?有人告诉我:“我们已经完成1000轮自主闭环。”也很好。我只剩最后一个问题:1000轮以后,有没有一个问题从这个世界上消失?如果答案是有,我愿意把它叫科学。如果答案只是实验更多、分子更多、数据更多、曲线更多,我也会由衷佩服。只是我会把它放在另一个抽屉里。那个抽屉的名字叫:生产力。而科学,还有一个更高的抽屉。
十八
我越来越相信,未来几年会发生一件非常有意思的事情。AI 会把科研的执行成本压得极低。然后我们会突然发现:最大的瓶颈一直没有在执行端。过去实验昂贵,问题选错以后,损失被实验速度限制住。以后实验便宜,模型聪明,机器人不睡觉。一个普通问题,也终于可以获得世界一流的执行能力。这大概是人工智能送给科学最大的礼物之一。同时也是它最残酷的一次审美考试。因为到那个时候,我们再也无法用“做起来太难”解释一个普通问题为何做了三年。机器已经替我们把所有借口拿走了。剩下的只有那个令人尴尬的问题:为什么一开始要做它? 时至今日,我看着 OpenAI 那份 Navier–Stokes 工作,又想起过去两年看过的甚至我自己做过的那些机械臂。一个系统调用上万个智能体,用几十个小时碰一个困扰数学界近九十年的问题。另一边,一只精密机械臂正在无比稳定地把一个孔板从A点搬到B点。两件事当然都可以放进 AI for Science。我甚至觉得,两件事都值得做。只是我一直很清楚:文明真正的分水岭,从来不在工具有多忙。在问题有多高。所以如果现在让我猜,下一代 AI for Science 最重要的机器长什么样,我反而觉得它可能没有机械臂。没有传送带。没有五颜六色的状态灯。它甚至不会首先启动实验。它会先安静地读完一份项目书。读完文献。检查假设。重新定义变量。把问题提升一个维度。然后完成一件今天很少有人愿意拿到发布会上展示的工作:它替我们删掉整个实验计划。那一刻,屏幕上没有一百万个候选。没有第1000轮闭环。甚至没有一条漂亮的实时曲线。只剩下一句话。我觉得那可能会是未来 AI for Science 最昂贵的一句话:“这个问题,不需要解决。”