科學家借助 ChatGPT 技術開始建造科學發現的人工智慧
2023 年 10 月 13 日，科學家團隊，包括劍橋大學的成員在內，發起了一個新的研究合作計劃，利用 ChatGPT 背後的技術建造一個用於科學發現的人工智慧工具。儘管 ChatGPT 處理的是詞語和句子，團隊的人工智慧將從來自各個科學領域的資料和物理模擬中學習，以協助科學家模擬從超級巨星到地球氣候的各種現象。團隊本週早些時候發起了名為 Polymathic AI 的專案，同時在 arXiv 開放存取庫上發表了一系列相關論文。
Polymathic AI 的首席研究員、紐約市 Flatiron Institute 計算天體物理學中心的研究組組長 Shirley Ho 表示：“這將完全改變人們在科學中使用人工智慧和機器學習的方式。” Polymathic AI 的理念“類似於你已經懂五門語言時學一門新語言更容易，” Ho 說。從一個大型預訓練模型開始，被稱為基礎模型，可能比從頭開始構建科學模型更快速、更準確。即使訓練資料與手頭的問題明顯不相關，這一點也可能成立。劍橋應用數學和理論物理學系、天文學研究所的合作研究員 Miles Cranmer 表示：“以前由於需要大量計算能力，很難在全尺度的基礎模型上進行學術研究，而我們與 Simons 基金會的合作為我們提供了獨特的資源，可以開始為基礎科學中的這些模型進行原型設計，世界各地的研究人員將能夠在此基礎上進一步建立，真令人振奮。”
人工智慧在科學中的角色
在過去科學家們曾使用過人工智慧工具，但這些工具主要是根據相關資料進行訓練和製作的。法國國家科學研究中心（CNRS）的宇宙學家、Polymathic AI 的共同研究員 Francois Lanusse 表示：“儘管近年來機器學習在各個科學領域取得了快速進展，但在幾乎所有情況下，機器學習解決方案都是針對特定用例開發的，並且是透過對特定資料進行訓練的。這在學科內部和之間創造了界限，這意味著使用人工智慧進行研究的科學家無法從可能存在的、但以不同格式或在完全不同領域的訊息中受益。”
Polymathic AI 的專案將使用來自物理學和天體物理學（最終包括化學和基因組學等領域）的資料，並將這種跨學科的洞見應用於各種科學問題上。專案成員之一、勞倫斯伯克利國家實驗室的博士後研究員 Mariel Pettee 表示：“我們可以把看似不相幹的子領域存取起來，形成超越部分之和的整體。” Ho 表示：“我們還不清楚我們能在跨學科之間取得多大的突破，但這正是我們想要做到的——嘗試使它成為可能。”
超越 ChatGPT 的局限性
ChatGPT 在準確性方面有著眾所周知的約束（例如，聊天機器人說 2,023 乘以 1,234 等於 2,497,582，而不是正確答案 2,496,382）。Polymathic AI 的專案將透過將數位視為實際數位而不僅僅視為字母和標點符號來避免許多這樣的陷阱，Ho 表示。訓練資料還將使用捕捉宇宙物理學基礎的真實科學資料集。Ho 表示透明性和公開性是該專案的重要組成部分。Ho 表示：“我們希望把一切都公開。我們希望在幾年內能夠為整個社區提供一個預訓練模型，以幫助改進各種問題和領域的科學分析。”
編者按
人工智慧的應用為科學研究帶來了無限的可能性，並且 Polymathic AI 的專案將進一步擴大和加固這些可能性。透過建立一個以資料為基礎的人工智慧工具，科學家們將能夠更快速、更準確地進行科學模型的構建和分析。這項科學發現的人工智慧工具不僅可以幫助科學家在專業領域內取得突破性的科學成果，而且還可以從各個學科領域中發現相互聯動和共性，為跨學科研究提供新的視角和啟發。
科學家與人工智慧的角色
然而我們也必須正視人工智慧在科學研究中的角色和局限性。人工智慧只是工具，它不能完全取代科學家的角色和創造力。在面對複雜而多變的科學問題時，科學家仍然需要發掘新的理論、提出新的假說，並將人工智慧工具的結果與自身的專業知識相結合。此外科學家和研究機構也需要保護資料的隱私和安全，確保人工智慧工具的應用符合倫理和法律的要求。
結論
Polymathic AI 的專案為科學研究帶來了新的可能性和挑戰。這一專案將以 ChatGPT 技術為基礎，建立一個以資料為基礎的人工智慧工具，幫助科學家在模型構建和科學分析方面取得突破。然而我們需要正視人工智慧在科學研究中的角色和局限性。科學家仍然需要發揮創造力、保護資料隱私和遵守倫理和法律的要求。我們期待 Polymathic AI 的專案能夠為科學界帶來新的洞見和突破，推動人工智慧在科學領域的應用。
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