AI巨头宣称能治愈癌症,但现实远非神话。AI加速药物研发,优化效率,却需多年验证,离“消灭疾病”仍有距离。
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硅谷的科技大佬们信誓旦旦,宣称疾病的终结指日可待。不是因为癌症研究突飞猛进,也不是因为解决了美国医生短缺的难题,而是归功于生成式AI的突破。Demis Hassabis,Google DeepMind的掌门人,刚凭AI研究摘得诺贝尔奖,他在上周日豪言,AI将在五到十年内破解重大科学难题,助力“治愈所有疾病”。本月早些时候,OpenAI推出新模型,吹嘘它们能“生成并评估生物学新假设”。Anthropic的联合创始人Dario Amodei去年秋天也放言,AI将带来“癌症的终结”。这些高管显然在为自家产品造势,但这些宏伟蓝图里,究竟有多少实现的可能?
过去几周,我走访了多家大学、药企和研究机构,与Pfizer、Moderna、Memorial Sloan Kettering癌症中心的科学家和高管深入交谈,试图弄清AI在癌症研究中能做什么,又有哪些局限。AI公司的宣传确实夸张:即便明天OpenAI或Google的模型提出了一种看似可治愈某种癌症的药物,这药物仍需多年实验室和人体试验来验证安全性和有效性。Alex Zhavoronkov,Insilico Medicine的CEO,这家用AI驱动药物设计的生物技术公司告诉我,药物研发有严格的“交通规则”,这些规则存在是有道理的。
然而,Insilico已用AI设计出多款药物,顺利通过早期试验。Hassabis的AlphaFold模型被制药和生物医学研究者广泛应用。我发现,生成式AI对科学的贡献远超预期,但远不及它的创造者宣称的那样革命——它更像一辆更快的老爷车,而非无人驾驶的跑车。比如,Rafael Gómez-Bombarelli,MIT的化学家,专注于用AI设计材料,他告诉我,科学家如今用AI工具处理信息、总结文献,就像用Deep Research代替Google搜索,省去逐篇阅读十篇论文的麻烦。“这已经是板上钉钉的胜利,”他说。
但好科学家从不盲信AI。Andrea Califano,Columbia的计算生物学家,研究癌症时常向ChatGPT和DeepSeek求助,这已成为他的日常。最近一次,他让AI帮忙整理一份手稿的参考文献,结果AI给出一串令人叹为观止的列表——作者、论文、出版物一应俱全,可惜全是捏造的。OpenAI发现,其最新模型o3和o4-mini“幻觉”(自信地输出错误信息)的概率比前代o1高出两到三倍。即便AI研究工具完美运行,它们的强项也只是总结,而非创新。Gómez-Bombarelli坦言,这些工具在“真正的新推理和创意”上表现不佳。它们被训练来整合现有数据,却常常“无中生有”;被要求创新时,又显得力不从心。
为了驾驭AI的“幻觉”倾向,新一代AI系统被定位为协作工具,辅助判断创意。Google研究者在二月发布了一款“AI共同科学家”系统,由一系列微调的语言模型组成,能研究问题、提出假设并评估,模仿人类科学团队的协作方式。Vivek Natarajan,Google的AI研究员,也是该系统论文的主作者,告诉我,这套系统通过“创意锦标赛”排名假设的质量,类似AI象棋程序通过自我对弈提升。他希望赋予人类科学家“超能力”,至少是更高效的头脑风暴工具。
这种排名的价值可能需要数月甚至数年验证。目前,“AI共同科学家”仍局限于生物医学研究,仍在接受人类科学家的评估。但它的输出已显露潜力。Tiago Costa,伦敦帝国理工学院的传染病研究者,分享了一次测试经历。他的团队在细菌进化问题上取得突破,尚未发表成果,AI训练数据中不可能包含这些信息。他好奇Google的系统能否独立发现这一突破。Costa团队向AI提供了问题概述、相关文献和核心问题。系统运行两天后,返回五个可验证的假设,排名第一的假设与团队的关键实验结果完全吻合。AI似乎重现了他们的发现。
这一假设的推理简单明了,AI通过关联另一研究领域,得出人类团队耗费数年才得到的结论。José Penadés,Costa的合作者,坦言人类被长期假设“蒙蔽”,而AI没有这种偏见,迅速找到答案。“如果五年前有这个工具,研究会快得多,”他说,“答案其实很简单,这让我有点沮丧。”AI并未创造全新范式,只是高效整合了海量信息,而这已足够。人类科学家已积累了浩瀚知识,或许最有用的AI不是取代这种能力,而是锦上添花。
另一种AI则试图“说”生物学的语言。AlphaFold等模型不依赖网络文本,而是基于实验数据训练,比如蛋白质三维结构和基因表达。这些模型能快速应用模式,处理的数据量远超人类团队一生所能分析。传统机器学习算法早已用于此类任务,但生成式AI能让这些工具如虎添翼。比如,AI能挖掘老药新用,或发现体内新受体作为治疗靶点。Sriram Krishnaswami,Pfizer肿瘤学部科学事务负责人告诉我,这能大幅提升“时间效率和成功概率”。Pfizer已用内部AI工具发现两个可能治疗乳腺癌和前列腺癌的靶点,正在测试中。
在药物设计中,生成式AI还能帮助科学家更高效地平衡分子特性、副作用等因素。Wade Davis,Moderna数字业务负责人告诉我,mRNA序列的可能性多到令人咋舌——仅新冠疫苗中编码刺突蛋白的序列就有10⁶³²种,远超宇宙中原子的数量。AI能大幅缩小值得探索的范围。Pratyush Tiwary,Maryland大学的化学物理学家,应用AI方法,他认为AI可能永远不会“发现”新药,但它能缩小搜索空间,减少科学家需亲自验证的可能性。
AI的终极成就,或许只是大幅提升科学效率,就像办公软件优化日常工作。Anaeze Offodile II,MSK的首席战略官,提到药物研发的全周期,“如何压缩时间?”AI可能将周期从20年缩短到15年。Zhavoronkov估计,AI能减少约三年时间,并提高成功率。但局限也很明显。比如,AI在预测蛋白质结构上很成功,但常提出无法合成的分子结构。Gómez-Bombarelli指出,AI要革命生命科学,预测不仅限于蛋白质折叠或受体结合,还需涵盖体内复杂的信号级联,而高质量的生物实验数据稀缺是最大瓶颈。Califano强调:“最重要不是设计最佳算法,而是提出正确问题。”机器需要人类提供的知识,至少在可预见的未来,它们无法自行生成。
但与人类协作或许能改变局面。Gómez-Bombarelli在Lila Sciences担任首席科学官,这家初创公司建了一个实验室,设备由人类科学家和生成式AI共同控制,模型可在循环中测试和优化假设。Insilico在中国也有类似机器人实验室。Califano参与了Chan Zuckerberg Initiative领导的全球项目,打造AI“虚拟细胞”,模拟人体生物过程。提出“新奇”创意不是主要问题,“假设很廉价,”Gómez-Bombarelli说,但“验证假设耗资百万”。将数据丢进黑箱处理已让语言处理大放异彩,但治病远非如此简单。设计科学AI需要理解问题、提出恰当问题、筛选相关数据,并实验验证结果。换句话说,打造科学AI本身就是一门科学。
本文译自 The Atlantic,由 BALI 编辑发布。
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