界面新聞?dòng)浾?| 伍洋宇
界面新聞編輯 | 文姝琪
在2024年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)與化學(xué)獎(jiǎng)接連發(fā)布后，比起這兩個(gè)領(lǐng)域更興奮的是人工智能領(lǐng)域的從業(yè)者與關(guān)注者。
10月8日，瑞典皇家科學(xué)院宣布，2024年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)被授予美國普林斯頓大學(xué)教授約翰·霍普菲爾德（John Hopfield）和加拿大多倫多大學(xué)教授杰弗里·辛頓 （Geoffrey Hinton），以表彰他們“基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)性發(fā)現(xiàn)和發(fā)明”。
次日，2024年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)公布，一半授予大衛(wèi)·貝克（David Baker），“以表彰在計(jì)算蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)方面的貢獻(xiàn)”；另一半共同授予德米斯·哈薩比斯（Demis Hassabis）和約翰·M·詹珀（John M. Jumper），“以表彰他們?cè)诘鞍踪|(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)方面的成就”。
兩項(xiàng)名單跟AI關(guān)聯(lián)度之高，在各自領(lǐng)域激起了巨大浪潮。
前者共同幫助啟動(dòng)了機(jī)器學(xué)習(xí)的爆炸式發(fā)展，即以人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為核心的深度學(xué)習(xí)革命。后者則是利用AI技術(shù)促進(jìn)科學(xué)研究的典范，其中大衛(wèi)·貝克為華盛頓大學(xué)蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)研究所所長，首次使用生成式人工智能從頭設(shè)計(jì)出了全新的抗體，有望讓AI從頭設(shè)計(jì)蛋白進(jìn)入抗體藥物市場(chǎng)。德米斯和約翰則共同來自以AlphaGo聞名在外的谷歌旗下DeepMind，團(tuán)隊(duì)研發(fā)的AlphaFold系列對(duì)于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)及相關(guān)變革性研究具有里程碑式貢獻(xiàn)。
這一獎(jiǎng)項(xiàng)的決定，在很大程度上肯定了由計(jì)算機(jī)科學(xué)撬動(dòng)其他領(lǐng)域基礎(chǔ)科學(xué)研究進(jìn)程的研究范式，即AI for Science（AI4S），這背后存在一個(gè)巨大的可發(fā)展的創(chuàng)業(yè)體系和商業(yè)空間。
AI4S是指利用人工智能技術(shù)來推動(dòng)和加速科學(xué)研究的新型研究范式。這種范式通過結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)分析、高性能計(jì)算等技術(shù)，幫助科學(xué)家在各個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行更深入的探索和發(fā)現(xiàn)。正如DeepMind和大衛(wèi)·貝克團(tuán)隊(duì)的研究成果，加速了該領(lǐng)域?qū)τ诘鞍踪|(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)與設(shè)計(jì)的研究工作，這將直接推動(dòng)生物醫(yī)藥領(lǐng)域的研發(fā)進(jìn)程。
在國內(nèi)，有一家叫做深勢(shì)科技的創(chuàng)業(yè)公司，其成就能夠?qū)?biāo)DeepMind。2021年，深勢(shì)科技團(tuán)隊(duì)?wèi){借UniFold成功復(fù)現(xiàn)了AlphaFold 2，并在個(gè)別指標(biāo)上優(yōu)于后者，打破了DeepMind在蛋白折疊領(lǐng)域的壟斷。隨后，其發(fā)布的Uni-Mol Docking V2在蛋白-配體對(duì)接預(yù)測(cè)工作上實(shí)現(xiàn)重大突破，表現(xiàn)僅略微遜色于AlphaFold 3。
深勢(shì)科技同樣錨定在AI4S領(lǐng)域的基礎(chǔ)設(shè)施搭建，提出了“多尺度建模+機(jī)器學(xué)習(xí)+高性能計(jì)算”的科研范式，目前已推出Bohrium科研云平臺(tái)、Hermite藥物計(jì)算設(shè)計(jì)平臺(tái)、RiDYMO難成藥靶標(biāo)研發(fā)平臺(tái)及Pilotey電池設(shè)計(jì)自動(dòng)化平臺(tái)等工業(yè)設(shè)計(jì)與仿真基礎(chǔ)設(shè)施。
作為國內(nèi)為數(shù)不多定位AI4S領(lǐng)域的企業(yè)，深勢(shì)科技CEO孫偉杰就諾貝爾獎(jiǎng)對(duì)AI4S形成的話題效應(yīng)接受了界面新聞?dòng)浾叩牟稍L。
對(duì)于諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)和化學(xué)獎(jiǎng)顯示出Science與AI的關(guān)系，孫偉杰認(rèn)為物理學(xué)獎(jiǎng)更像是Science for AI，化學(xué)獎(jiǎng)則更多體現(xiàn)了AI for Science。從兩個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)的可預(yù)測(cè)性來講，物理學(xué)獎(jiǎng)更讓人意外。團(tuán)隊(duì)推測(cè)，這可能與過去幾年來人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在物理學(xué)領(lǐng)域陸續(xù)發(fā)揮了重要作用有關(guān)，例如相關(guān)的數(shù)據(jù)處理、新儀器設(shè)備研發(fā)以及新材料發(fā)現(xiàn)等等。
雖然今年的諾貝爾獎(jiǎng)讓大眾忍不住猜想，評(píng)委們的視線是否有意向AI進(jìn)行了傾斜，但在科研人員視角下，邏輯并非如此。
孫偉杰告訴界面新聞?dòng)浾?，公司?nèi)部在日常討論的時(shí)候，已經(jīng)有人推測(cè)過AlphaFold獲得諾貝爾獎(jiǎng)的可能性。因?yàn)樵谌祟惉F(xiàn)存尚未獲獎(jiǎng)的重大成果中，AlphaFold對(duì)于蛋白折疊（指蛋白質(zhì)在合成后，從無規(guī)則的多肽鏈自發(fā)形成具有特定三維結(jié)構(gòu)的過程，AlphaFold利用AI技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)）的貢獻(xiàn)，是內(nèi)部公認(rèn)最值得獲獎(jiǎng)的成果之一，相比其他成果對(duì)科研和產(chǎn)業(yè)的影響都至關(guān)深刻。
大衛(wèi)團(tuán)隊(duì)和DeepMind的成果毫無疑問是AI技術(shù)在化學(xué)生物領(lǐng)域的重要突破。從領(lǐng)域上來看，生命科學(xué)和物質(zhì)科學(xué)將是AI4S的重點(diǎn)落地方向，它們包括但不限于生命科學(xué)、材料科學(xué)、能源科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、信息科學(xué)等。
孫偉杰認(rèn)為接下來會(huì)有兩個(gè)重要趨勢(shì)，首先，在AI解決了一個(gè)具體科學(xué)問題后，未來外界會(huì)看到越來越多的類似成果；其次，整個(gè)基礎(chǔ)科學(xué)研究的范式已經(jīng)發(fā)生改變，在未來，AI與學(xué)科領(lǐng)域認(rèn)知和先進(jìn)實(shí)驗(yàn)手段相結(jié)合，將成為主流的科研范式。
理論上來說，AI4S走上諾獎(jiǎng)風(fēng)口不一定會(huì)讓資本和創(chuàng)業(yè)者迅速涌入某一個(gè)賽道，但它一定有自己潛移默化的影響，孫偉杰認(rèn)為它最根本的影響將是加強(qiáng)大眾對(duì)AI4S的共識(shí)。
這種共識(shí)會(huì)加速科研領(lǐng)域的范式轉(zhuǎn)變，讓研究機(jī)構(gòu)更快把精力投入轉(zhuǎn)移到AI4S的路線上，這也就意味著AI4S基礎(chǔ)設(shè)施將變得更加重要。在這個(gè)“從0到1”的轉(zhuǎn)變背后，跨學(xué)科的研究壁壘和人才培養(yǎng)可能是其中的核心難點(diǎn)。
科研之外，就AI4S的商業(yè)格局而言，以深勢(shì)科技為代表的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)企業(yè)處于中游，這里的行業(yè)生態(tài)其實(shí)還相對(duì)早期，但AI4S的上下游產(chǎn)業(yè)生態(tài)已經(jīng)相對(duì)成熟和龐大，其中上游包括以AI芯片、云計(jì)算服務(wù)為代表的基礎(chǔ)設(shè)施，下游則對(duì)應(yīng)生命科學(xué)和物質(zhì)科學(xué)兩大門類中的眾多場(chǎng)景，單就AI制藥而言已包含多家上市公司。
其中，以DeepMind和深勢(shì)科技為代表的公司，其商業(yè)模式有高度重疊的部分，即為有基礎(chǔ)科研需求的產(chǎn)業(yè)和企業(yè)提供AI4S研究工具和平臺(tái)。孫偉杰預(yù)估，這里對(duì)應(yīng)一個(gè)萬億級(jí)全球市場(chǎng)，國內(nèi)市場(chǎng)也至少是千億級(jí)別。
中美在這一落地環(huán)節(jié)上存在差異。就生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)而言，美國相對(duì)中國市場(chǎng)更加完善，且市場(chǎng)規(guī)模更大。而在材料、電池、能源等制造業(yè)領(lǐng)域，中國企業(yè)的優(yōu)勢(shì)非常明顯。不過在不同市場(chǎng)，AI4S服務(wù)客戶的底層技術(shù)是相通的，這意味著企業(yè)要針對(duì)不同領(lǐng)域采取不同的市場(chǎng)策略。
以深勢(shì)科技自身而言，團(tuán)隊(duì)的下一步技術(shù)突破方向是其“深勢(shì)宇知”科學(xué)大模型體系，要完成分子、原子、基因、蛋白這四種模態(tài)的統(tǒng)一，使其對(duì)于無論小分子、大分子還是高分子都具備完整的表征和性質(zhì)預(yù)測(cè)的能力，這將是一個(gè)“有機(jī)分子宇宙”的通用模型，有機(jī)會(huì)對(duì)上述科研工作產(chǎn)生重大的推動(dòng)力。
此前，深勢(shì)科技首席科學(xué)家張林峰在今年上半年接受界面新聞采訪時(shí)，曾判斷AI4S領(lǐng)域的科學(xué)大模型正處于GPT-2階段，孫偉杰表示，GPT-3時(shí)刻可能會(huì)出現(xiàn)在2025年。在這個(gè)階段，模型的核心任務(wù)仍是學(xué)到更多科學(xué)規(guī)律。而在GPT-3之后，它的下一個(gè)進(jìn)化目標(biāo)是如何對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)做出反饋。
在孫偉杰看來，科學(xué)研究的范式已經(jīng)被AI改變了，但這種改變還不均衡，不同學(xué)科和不同人群之間的快慢進(jìn)度會(huì)不一樣。而怎么讓AI對(duì)科研的改變變得更普世和通用，這是深勢(shì)科技這類公司的使命。
作為少數(shù)定位AI4S平臺(tái)化建設(shè)的公司，孫偉杰不諱言在諾獎(jiǎng)名單公布后得到了外界的諸多關(guān)注，這當(dāng)中也包括投資人。對(duì)于這件事在融資和商務(wù)拓展上的直觀影響，他表示接下來可能“敲門”會(huì)更加容易，但無論是融資還是商務(wù)拓展最終一定是符合市場(chǎng)和商業(yè)邏輯。
對(duì)于這個(gè)領(lǐng)域的信仰者而言，在未來，所有傳統(tǒng)研發(fā)手段都值得被AI for Science重新升級(jí)一遍。
“本質(zhì)上是大家擁有了一臺(tái)更高水平的挖礦機(jī)，之前可能只能挖地表一兩米，但是剩下的這些都是深礦，需要更準(zhǔn)的探測(cè)技術(shù)和更強(qiáng)的挖掘能力?！睂O偉杰說，“而這就是AI for Science將會(huì)帶給大家的。”