AI“聯(lián)合科學(xué)家”重塑科研協(xié)作方式

2024年春的一天，美國(guó)斯坦福大學(xué)病理學(xué)家托馬斯·蒙廷開(kāi)啟了一場(chǎng)前所未有的“實(shí)驗(yàn)室會(huì)議”——與6位由人工智能（AI）驅(qū)動(dòng)的“虛擬科學(xué)家”共商阿爾茨海默病的治療策略。這些AI被賦予不同的專(zhuān)業(yè)角色，從神經(jīng)科學(xué)家到藥物化學(xué)家，在幾分鐘內(nèi)展開(kāi)多輪討論，最終生成了一份長(zhǎng)達(dá)一萬(wàn)多字的會(huì)議紀(jì)要。這場(chǎng)看似科幻的情景，其實(shí)是一個(gè)新興趨勢(shì)的縮影：以多智能體語(yǔ)言模型組成“AI科研團(tuán)隊(duì)”，模擬真實(shí)研究協(xié)作過(guò)程，幫助科學(xué)家節(jié)省時(shí)間、完善假設(shè)，甚至激發(fā)新的科學(xué)靈感。開(kāi)發(fā)者稱(chēng)這種系統(tǒng)為“聯(lián)合科學(xué)家”。

多家機(jī)構(gòu)打造“虛擬實(shí)驗(yàn)室”

今年2月，谷歌旗下“深度思維”公司推出了一款名為“AI聯(lián)合科學(xué)家”的軟件。該軟件由6個(gè)AI代理組成，分別負(fù)責(zé)想法生成、反思或批評(píng)、概念演進(jìn)、去重、排序和總結(jié)審稿，均由谷歌的Gemini 2.0模型驅(qū)動(dòng)。這套系統(tǒng)是谷歌生物醫(yī)學(xué)AI研究工作的延伸。在一項(xiàng)早期測(cè)試中，該系統(tǒng)在兩天內(nèi)就解決了困擾科學(xué)家十多年的科學(xué)謎題。

美國(guó)斯坦福大學(xué)也在去年11月推出了“虛擬實(shí)驗(yàn)室”系統(tǒng)，蒙廷試用的正是這個(gè)版本。科技媒體Freethink網(wǎng)站報(bào)道稱(chēng)，目前，該系統(tǒng)以O(shè)penAI的GPT-4o為基礎(chǔ)，默認(rèn)配備“首席研究員”和“評(píng)論者”兩個(gè)角色，用戶可自由添加更多代理并設(shè)定他們的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域，快速生成模擬會(huì)議記錄。

在中國(guó)，上海人工智能實(shí)驗(yàn)室的研究團(tuán)隊(duì)也在開(kāi)發(fā)虛擬科學(xué)家系統(tǒng)，名為“VirSci”，專(zhuān)注于模擬科學(xué)家團(tuán)隊(duì)的合作過(guò)程，以推動(dòng)科研創(chuàng)新。

英國(guó)《自然》雜志報(bào)道稱(chēng)，這些系統(tǒng)所用的大型語(yǔ)言模型（LLM）不僅僅是在“你一言我一語(yǔ)”地交換觀點(diǎn)，它們還具備聯(lián)網(wǎng)檢索信息、執(zhí)行代碼、調(diào)用專(zhuān)業(yè)工具等功能，屬于一種“代理式AI”系統(tǒng)。這一術(shù)語(yǔ)目前尚不嚴(yán)格，但一般指LLM在一定程度上能自主承擔(dān)任務(wù)。美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的計(jì)算機(jī)科學(xué)家里克·史蒂文斯指出，多個(gè)AI代理協(xié)同作戰(zhàn)，可連續(xù)數(shù)小時(shí)專(zhuān)注于解決復(fù)雜科學(xué)問(wèn)題，不會(huì)走神，也不會(huì)疲憊。

AI科研團(tuán)隊(duì)是否靠譜

那么問(wèn)題來(lái)了：這些AI之間的對(duì)話，像是一屋子的諾貝爾獎(jiǎng)得主，還是一群本科生？它們的想法是天方夜譚、空洞無(wú)趣，還是令人振奮、值得深挖？

現(xiàn)階段的AI代理系統(tǒng)確實(shí)存在“幻覺(jué)”問(wèn)題，即生成錯(cuò)誤或虛構(gòu)的信息。但芝加哥大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)家史蒂文斯指出，通過(guò)引入“評(píng)論者”或“評(píng)審者”的角色，系統(tǒng)往往能有效篩除不合理內(nèi)容，提升整體可靠性。他還認(rèn)為，即便是“幻覺(jué)”，在頭腦風(fēng)暴場(chǎng)景下也可能激發(fā)出意想不到的創(chuàng)意，前提是有專(zhuān)家把關(guān)。

現(xiàn)有研究也發(fā)現(xiàn)，多代理協(xié)作確實(shí)優(yōu)于單一AI。以GPT-4o為例，斯坦福大學(xué)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，若在對(duì)話中加入一名“評(píng)論者”，該模型在研究生水平的科學(xué)測(cè)試中的表現(xiàn)會(huì)提高幾個(gè)百分點(diǎn)，在實(shí)際科研應(yīng)用中的回答也更加精準(zhǔn)，例如在放射治療方案設(shè)計(jì)方面更具邏輯。

谷歌也曾對(duì)其聯(lián)合科學(xué)家系統(tǒng)展開(kāi)評(píng)估，結(jié)果顯示，人類(lèi)專(zhuān)家更傾向于由多個(gè)AI協(xié)作生成的回答，認(rèn)為其更具新意和科研潛力。

關(guān)于多少名AI代理、幾輪互動(dòng)最為有效，科學(xué)界也正在尋找答案。上海人工智能實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)科學(xué)家董楠卿等人開(kāi)發(fā)VirSci系統(tǒng)時(shí)發(fā)現(xiàn)，最佳創(chuàng)造力出現(xiàn)在“8個(gè)代理人×每人5輪發(fā)言”的設(shè)置下。而斯坦福大學(xué)的斯旺森則表示，超過(guò)3個(gè)專(zhuān)家后輸出常常變得冗余，3輪之后系統(tǒng)也容易跑題。

AI的點(diǎn)子到底有多新

谷歌在宣布其聯(lián)合科學(xué)家系統(tǒng)時(shí)表示，該系統(tǒng)幫助研究者提出了“新穎的預(yù)測(cè)”。例如，斯坦福大學(xué)的加里·佩爾茨用谷歌的“AI聯(lián)合科學(xué)家”系統(tǒng)尋找治療肝纖維化的新藥時(shí)，AI團(tuán)隊(duì)在分析背景信息后提出3種藥物建議，其中2種在實(shí)驗(yàn)中顯示出療效，反而優(yōu)于他自己挑選的方案。但同時(shí)，一些科學(xué)家則認(rèn)為這些建議其實(shí)“談不上什么新意”。

類(lèi)似的爭(zhēng)議也出現(xiàn)在帝國(guó)理工學(xué)院微生物學(xué)家何塞·佩納德斯團(tuán)隊(duì)測(cè)試谷歌系統(tǒng)時(shí)。AI在閱讀背景文獻(xiàn)后，提出了一種未見(jiàn)于任何文獻(xiàn)的新假設(shè)：移動(dòng)遺傳元件可“跨細(xì)胞偷取”噬菌體尾部。這一觀點(diǎn)挑戰(zhàn)主流，卻與該團(tuán)隊(duì)通過(guò)未公開(kāi)實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論一致。佩納德斯認(rèn)為，盡管AI只是把已有信息作了一個(gè)“顯而易見(jiàn)”的推理，但其本身就是科學(xué)進(jìn)步。

《自然》雜志指出，這類(lèi)AI系統(tǒng)目前更像是一種科研助理：它們通過(guò)總結(jié)資料、激發(fā)靈感、提出新角度或查漏補(bǔ)缺，幫助研究者節(jié)省時(shí)間，提高效率。但是否能催生真正顛覆性的想法，還需長(zhǎng)期驗(yàn)證。

目前，這類(lèi)多智能體語(yǔ)言模型系統(tǒng)尚未以大眾化、便捷的方式廣泛提供。但研究人員普遍認(rèn)為，AI聯(lián)合科學(xué)家終將成為科研日常的一部分，就像搜索引擎一樣，不過(guò)這并不意味著它能取代人類(lèi)。史蒂文斯提醒，如果年輕科研人員過(guò)度依賴(lài)AI，可能會(huì)損害其自主思考和學(xué)習(xí)能力。西班牙癌癥研究者巴里加也表示，過(guò)度依賴(lài)AI，就如同把思考過(guò)程“外包”，而那正是科研中最有趣的部分。（記者 張佳欣）

(責(zé)編：郝孟佳、李依環(huán))