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我是萬沒想到 諾貝爾化學獎也給了程序員

來源: 責編: 時間:2024-10-10 08:06:11 204觀看
導讀 昨天諾獎物理頒給 AI ,大家人都傻了,深度學習也是物理?盡管有網友也想著找補點,萬一今天的化學獎,頒給物理學家了呢?結果今天化學獎出來,大家再次被驚掉下巴,沒完了是吧! 沒錯, 2024 年諾貝爾化學獎一半授予華盛頓大

昨天諾獎物理頒給 AI ,大家人都傻了,深度學習也是物理?qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

盡管有網友也想著找補點,萬一今天的化學獎,頒給物理學家了呢?qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

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結果今天化學獎出來,大家再次被驚掉下巴,沒完了是吧!qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

 沒錯, 2024 年諾貝爾化學獎一半授予華盛頓大學醫學院生物化學教授、蛋白質設計研究所所長大衛 · 貝克( David Baker ),以表彰其在 “ 計算蛋白質設計 ” 方面的成就;qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

另一半則共同授予谷歌 DeepMind 首席執行官兼聯合創始人德米斯 · 哈薩比斯( Demis Hassabis )和 DeepMind 項目總監約翰 · 江珀( John M.Jumper ),以表彰其在 “ 蛋白質結構預測 ” 中的貢獻。qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

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其實就是一半給了設計新的蛋白質;另一半給了我們之前嘮過的蛋白質結構預測,也就是上次谷歌 I/O 大會上亮相過的 AlphaFold 。qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

 連著兩天把物理獎跟化學獎都發給 AI 相關,這諾獎咋就跟蹭上 AI 了似的,明天文學獎該不會發給 ChatGPT 吧。。。qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

不少網友也被這波操作鬧麻了,合著宇宙盡頭真是當程序員啊?qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

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不過該說不說,雖然大伙是又被驚到,但相比昨天的物理獎,這次化學獎倒也沒有太過超出圈內的認知。qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

 畢竟諾貝爾化學獎就經常發給蛋白質方面的交叉學科,光蛋白質結構研究就給發了十幾次,甚至跟蛋白質研究相關的儀器也發,比如 2017 年給了冷凍電鏡。qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

而且頒獎之前,早在九月中旬,號稱諾獎風向標的 2024 年引文桂冠獎( Citation Laureates 2024 )獲獎名單里,不少權威人士就預測了這次化學獎的三個方向,排第一的就是蛋白質預測。qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

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所以說,圈內其實是支持認可他們的工作的,雖然人家的主要業務不是這個,但是他們的研究實打實給生物化學這個領域帶來了劇變。qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

 比如這次的約翰 · 江珀就學過數學、物理學甚至凝聚態物理,博士的時候才開始做模擬蛋白質折疊,用的還是機器學習;再往早了看, 20 世紀初的時候英國物理學家盧瑟福就因研究元素和放射拿了化學獎,可見對諾貝爾化學獎來說跨界確實是傳統藝能了。qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

不過我發現,今年這仨人里有意思的哥們,還得是谷歌旗下 DeepMind 的老大哈薩比斯。qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

雖然大家可能只知道他在谷歌搞 DeepMind ,但殊不知這人跟化學不能說一點交道沒有,也只能說邊兒都不沾了。qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

因為相比別人正經科研出身,他的經歷堪稱魔幻。qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

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為啥呢,這哥們可能是因為有一半華裔血統( 他媽是新加坡華人 ),從小就是個天才, 4 歲時下國際象棋就能下贏他爹跟他叔, 13 歲就當上了國際象棋大師,你就說這天資跟八冠王柯潔比起來也不遑多讓是吧。qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

 靠著在國際象棋比賽中贏得獎金, 8 歲時哈薩比斯用 200 英鎊給自己買了人生中第一臺計算機,開始研究編程。qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

不過不同于柯潔后來去讀了工商管理,哈薩比斯 1992 年考進了劍橋大學計算機系,大學期間就主導過大型游戲設計,畢業以后還組建了游戲公司Elixir Studios ,走上了肖奈的路線。qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

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這公司高峰期員工達到 60 人,做出了像 “ 共和國:革命 ” 、 “ 邪惡天才 ” 這些獲獎無數的游戲。qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

 后來他又去讀了神經科學的博士,并致力于 AI 研究,創辦的 DeepMind 也被谷歌收購,并在 2016 年和 2017 年推出兩代 AlphaGo ,擊敗了李世石和柯潔,從那時開始, AI 將取代人類的聲音不絕于耳。qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

年輕的柯潔此時還并不知道,擊敗他的會是諾獎得主qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

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再后來, DeepMind 又推出了一系列跟 AI 相關的產品,像語音生成系統 WaveNet , “ 神經計算機 ” ( DNC ),智能醫療系統 DeepMind Health ,以及這次拿了諾獎的 AlphaFold 。qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

也就是說,哈薩比斯的人生經歷跟傳統科研路徑是差異相當大的。話雖如此,但出成果了可不管你是啥路徑。qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

 哥們在計算機領域的突破性研究,你別看表面上跟生物化學毫不相干,但實際給這一領域帶來的可不是錦上添花,而是絕對的顛覆。qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

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我們在九年義務教育里都學過,蛋白質是生命的物質基礎,生命離不開蛋白質。qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

而要搞清楚生物分子的底層原理,就必須知道蛋白質具體長啥樣,并且知道怎么去利用,乃至創造這些蛋白質。qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

 這么說吧,在 AlphaFold 之前,大伙預測蛋白質結構主要三種辦法,一是用 X 光照蛋白質晶體,二是核磁共振 (  NMR  ) 光譜,第三種則是昂貴的冷凍電鏡拍照建模。qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

這些傳統辦法不僅慢,還費錢,每拍一次片子就花好幾萬美金,抵一輛小米 su7 。qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

只有那些經驗豐富的老師傅、蛋白質仙人,才能更快猜到蛋白質的準確形狀,少拍點片子。qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

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所以人們就琢磨,這種需要經驗總結的工作能不能靠 AI 解決呢?谷歌 DeepMind 創始人哈撒比斯和總監約翰 · 江珀就來干這事了。qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

他們不打算拍片子,而是選擇了 AI :蛋白質既然由氨基酸構成,那只要利用各處公開的已知蛋白質結構,把這些蛋白質中每一對氨基酸的距離,鏈接角度,匯總起來做成一張圖,再用神經網絡消化完他們, AI 就能自己做出預測了。qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

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2018 年第一代 AlphaFold 一經發布,就技驚四座,力壓一眾實驗室老師傅,獲得第 13 屆蛋白質結構預測大賽 (  CASP  ) 冠軍。qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

到了 2020 年發布的 AlphaFold2.0 ,又用上了后來在 ChatGPT 上大火的 Transformer 模型,解決了蛋白質分子長距離預測的問題。qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

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簡單來說相當于從一個只會寫短文的寫手,進化成了能寫長篇小說的作家。qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

因為 Transformer 模型的注意力機制,完美解決了長距離氨基酸的問題,至于進步有多大,這么說吧:qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

 2018 年蛋白質結構預測大賽里 1.0 版本準確度得分不到 60 分,但是 2020 年大賽里 2.0 版本拿到了驚人的 92.4 分,它能生成的范圍已經涵蓋了人類已知蛋白質的 98% ,更重要的是它完全開源。qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

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可以說, 2.0 版本已經基本解決了單鏈蛋白質的預測問題,到 2021 年,基于 2.0 改版的 AlphaFold-Multimer 發布,也支持上了多鏈,準確度上也取得了突破,蛋白質之間作用的預測準確率超過 70% ,能夠預測超過 2 億種、包含了幾乎所有已知的蛋白質結構。qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

 到了今年新出的 3.0 版本 AlphaFold 3 ,他們更新了一個更牛逼的全方位模型,不僅能預測蛋白質 DNA RNA 等各種小分子,還能揭示他們之間的互相作用。qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

這也是為啥諾獎會頒給他們的原因:qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

自他們取得突破以來,來自 190 個國家的 200 多萬人都用上了 AlphaFold2 ,在他們的幫助下,科學家們不僅能夠更加深入了解抗生素的耐藥性,還設計出了可以消化塑料的酶類蛋白質。qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

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至于本次化學諾獎另一位得主大衛 · 貝克,他的主要貢獻是在蛋白質計算和設計上,開發了 Rosetta 和 RoseTTAFold 這些軟件,靠這些計算機工具就能夠模擬出創造生物的 “ 上帝之手 ” ,設計制造出全新的蛋白質分子。qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

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他的團隊不僅設計出了第一個自然界中根本不存在的蛋白質 Top7 ,甚至還做出了具備特殊功能的蛋白質。qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

比如能夠自修復、自組裝成納米材料的蛋白質;還有能夠將二氧化碳轉化為燃料的酶;還有一些在治療癌癥、傳染病等疾病方面具有巨大潛力的蛋白質抗體等等。qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

 而它們在生物化學、醫學、材料科學中的應用都很牛逼。。。所以這次,算是諾貝爾化學獎頒給生物化學研究的典型案例了。qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

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仨大佬的這些貢獻,按頒獎詞里的話來說,就是 “ 沒有蛋白質,生命就無法存在。我們現在可以預測蛋白質結構并設計自己的蛋白質,這給人類帶來了大的利益。 ” qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

所以這也是為啥大家對化學獎的爭議,遠沒有昨天物理獎那么大的原因。qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

畢竟明眼人都看出來,就憑這方面的突破,唯一不確定的無非只是拿化學獎還是生理學獎而已。qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

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總而言之, AI 的突飛猛進一定會在各個行業實現革新和改進,在委員會看來可能人工智能只算是拐杖,研究的目的和方向才是他們真正關注的東西。qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

但無論如何,這次諾貝爾獎也算是官宣了,不管辛頓對 “ 人工智能可能毀滅世界 ” 的擔憂會不會成真,未來科技樹一定會在 AI 應用這方面猛點。qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

至于 AI 的未來會把人類帶向哪里,那也只有以后才能知道了。但就現在來說,本次諾獎的大贏家那還得是谷歌,昨天前員工拿物理獎,今天現員工又拿化學獎,香檳連開兩天了都。qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com

而另一方面,這次諾獎也算是再次告訴我們:21 世紀是____ ( ) qdp28資訊網——每日最新資訊28at.com


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