原文:The Next Bottleneck in AI for Science

作者:Annelies Gamble

来源:SandHill.io #307 推荐阅读 · 行业动态与分析 | RecodeX 编译

导读:AI 让科研人员每周节省数小时,却也让待验证的假设越积越多。Mixture of Experts 专栏作者 Annelies Gamble 访谈了谷歌高级研究经济学家、《AI in Science: Early Insights》研究联合负责人 Mihai Codreanu,讨论瓶颈如何向下游转移、“验证税”有多重、AI 是否在把科学家推向更保守的问题,以及怎样才算 AI 带来了真正的科学进步。

配图:作者 Annelies Gamble 与受访者 Mihai Codreanu 的视频访谈画面截图
配图:访谈双方的视频通话画面

研究背景

谷歌、Google DeepMind 与 MIT FutureTech 联合发布的研究分析了 1500 万次 Gemini 交互、2690 个专用模型,并调查了 637 名美英研究人员。受访者称使用 AI 每周节省约 7 小时,但近一半表示未经检验的假设积压在增加。作者此前也写过类似观察:AI 加速了单项研究任务,但把预测变成经过验证的发现,整体流程仍受约束——这是“能设计或预测的”与“能实际验证的”之间的鸿沟。

Codreanu 的兴趣源于经济增长:创新和科学发现是增长的重要来源,AI 推动科学也就推动增长。但衡量其影响,必须超越科学家已觉得 AI 好用的那些任务。

瓶颈向下游移动

“更多假设”不等于“更多发现”。Codreanu 认为微观层面的帮助已很明显,但要在宏观层面看到重大发现,还需考虑科研工作流内外的其他环节。

近一半受访者表示过去两年主要瓶颈已移向下游;近四分之一称约束在于实体实验和/或数据收集,在物理科学与工程领域这一比例接近三分之一。

图:受访科学家中,44% 表示主要瓶颈已移向下游,41% 表示未检验假设积压在增加;在用 AI 节省时间的人中,近一半把超过四分之一的节省时间花在验证 AI 输出上
图:瓶颈下移与假设积压的调查结果

这意味着在可用计算手段检验假设的领域,AI 会更快加速发现——计算领域可以在“硅中”闭环。但它们也受限于算力获取、大型模拟成本,以及高质量数据和基准。

验证税

最让 Codreanu 意外的是“验证税”之大:88% 的科学家把超过 10% 的节省时间用于验证 AI 输出,近一半用掉超过四分之一。验证的含义因领域而异:数学和计算机科学是审查代码或证明;健康与生命科学(验证占比最高)意味着湿实验;在物理领域,验证税与下游瓶颈其实是同一回事——检验模型输出本身就是实验。他并不认为模型变强后验证税会消失:临床试验、实验复现和专家判断是科学方法的核心,至少中短期内仍需人类验证。

选择检验什么

研究并未专门评估积压假设的质量,但 Codreanu 推测它们大多足够可信,值得排队研究。对于实验能力有限的实验室,可信想法越来越多就带来了选择问题:如何排序实验、何时放弃一个方向。他看好 AI 在此发挥作用,例如基于可行性、新颖性、期望价值等因素的打分框架。难点在于优化目标:一个假设易测但增量有限,另一个不确定且昂贵却可能价值更大,取舍需要判断。他强调人类科学家与 AI 的协作将是关键。

被拉向“更安全”的问题

调查中一个有趣的张力是:多数受访者表示更易获得跨学科洞见、研究雄心和议程更宽广;但约一半也表示 AI 让自己的项目更趋保守——AI 让做更显而易见的工作变得更容易、更快。

图:科学家认为 AI 在拓宽本领域研究议程、提升雄心,但近一半表示在自己的工作中,AI 鼓励了更安全、更渐进的项目
图:AI 对研究雄心与项目风险偏好的双重影响

Codreanu 描述了两种同时发生的效应:在领域层面,AI 帮助综合跨学科文献,激发更宏大的愿景;但在选题层面,研究者更可能被已有充足数据和成熟基准的问题吸引,AI 降低了攻克定义清晰、数据丰富问题的成本,从而鼓励低风险、易实现的项目。他称之为可能的“路灯效应”——像在路灯下找钥匙,只因为那里看得见。担忧在于,渐进工作的便利是否会让研究议程偏离更冒险、更新颖的问题。他希望通过长期追踪引用动态来衡量:重大突破出现在哪里,各子领域的多样性在扩大还是收缩。

什么才算科学进步

什么能让他确信 AI 促成了原本不会发生或要晚很久才会发生的发现?Codreanu 希望看到更多纵向数据,关注高影响力、非常规的突破,以及 AI 帮助产生真正新型发现的证据——这需要追踪初始结果之后的发展,看其他科学家是否觉得有用、是否开辟新方向。他认为仅仅“正确”可能还不够,如何解读并从中学到什么同样重要。

他以 2016 年 AlphaGo 对李世石的“第 37 手”为例,认为这类极具创造性的走法正是 AI 在科学中最令人期待的潜力所在。用他的话说:“AI 在科学中的承诺是,我们最终能下出那种超越人类思维极限的、极具创造性的棋。”而能否兑现,取决于有了假设之后发生的一切。

(作者注:原文仅使用大语言模型做轻度文字校对。)


本文由 RecodeX 编译自 The Next Bottleneck in AI for Science(作者:Annelies Gamble),首发于 SandHill.io #307 推荐阅读。本文为中文编译稿,非全文翻译,完整内容请阅读原文。译文仅供学习交流,观点不代表本站立场,版权归原作者所有。