AI科學家如何在48小時內破解10年懸案:運算突破與研究方法解析

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最近...嗯,好像很多人在聊 Google 那個新的 AI,叫做 AI Co-Scientist。名字聽起來很厲害,但說真的,AI 工具這麼多,到底又新在哪?

我自己是覺得,這次好像...有點不一樣。不是那種幫你寫email或畫圖的AI,而是真的能跟科學家一起「想」東西的夥伴。

重點一句話

簡單講,它就是一個基於 Gemini 模型開發的 AI 研究助理,但它的強項不是整理資料,而是像真人一樣「提出假說」、設計實驗,甚至跟自己辯論來找出最好的研究方向。

那個解決10年謎團的故事是真的嗎?

對,這大概是這件事會爆紅的主因。說真的,一開始我看到標題也覺得很誇張,「AI 在 48 小時內解決了科學家花 10 年研究的難題」,聽起來就很像那種內容農場文。

但稍微查了一下,發現這是真的。主角是倫敦帝國學院(Imperial College London)的一位教授,叫 José R. Penadés。他的團隊花了差不多十年,在研究一種超級細菌是怎麼產生抗藥性的。這過程超級複雜,很像在茫茫大海裡撈一根針。

結果,他們把這個問題餵給 AI Co-Scientist... 然後,大概兩天吧,AI 不只重現了他們團隊花了十年才找到的機制,還額外多給了四個「從來沒人想過」的可能路徑。

那個教授的原話,我記得是說他看到結果的時候正在買東西,然後...他就嚇到直接停下來,找地方坐下。「太驚人了」,他說。

這件事的重點不在於 AI 取代了十年研究,老實說,沒有那十年的基礎數據和研究方向,AI 也是無米之炊。關鍵是,它把一個需要大量時間、人力、運氣去「試錯」的過程,壓縮到一個週末就能完成。這才是最可怕的地方。

不只這樣,它在其他領域也已經有成果了:

  • 藥物再利用: 它會去分析現有的藥物,然後建議說「欸,那個A藥,搞不好可以拿來治白血病喔」。結果實驗室一測,發現它建議的幾種藥物,真的能在安全劑量下殺死癌細胞。
  • 肝纖維化治療: 也是一樣的邏輯,它找出了一些新的潛在治療標靶,經過初步驗證,看起來很有希望。

所以,這不是空談,是已經有實例在發生了。很酷。

AI 與人類研究員協作的抽象概念圖
AI 與人類研究員協作的抽象概念圖

這東西...到底是怎麼運作的?

好,這部分就比較...嗯,技術一點。但我覺得蠻有趣的。

它跟我們平常玩的 ChatGPT 或 Gemini 不太一樣。你可以把它想像成... 它內部其實不是「一個」AI,而是一個「AI 研究團隊」。這個團隊裡有好幾個角色,分工合作。

  1. 點子王 (Generator): 這個 AI 專門負責腦力激盪,讀了一堆科學文獻之後,就開始天馬行空地提出各種假說。「我覺得問題可能出在A」、「會不會是B蛋白造成的?」之類的。
  2. 吐槽役 (Refiner/Debater): 接著,另一個 AI 會來唱反調。它會用現有的知識、甚至是上網搜尋來的最新研究,去挑戰「點子王」的想法。「你說A,但你有沒有想過C論文的結果跟你矛盾?」、「你的假說聽起來不錯,但要怎麼設計實驗證明?」它們會自己「辯論」。
  3. 裁判 (Ranker): 最後有個像裁判的 AI,它會用一個叫 Elo 等級分的系統(對,就是棋類比賽那個 Elo)來評估哪一個假說在辯論中勝出,哪個看起來最可信、最值得投入資源去驗證。

這個過程會一直重複、一直演進。有點像達爾文的演化論,好的點子留下來,壞的點子被淘汰。最後篩選出來的,就是最精華、成功率最高的幾個研究提案。

我自己是覺得,這整個設計最妙的地方,就是它模仿了「科學進步」的真實過程:提出想法 → 接受同儕審查與質疑 → 修正或放棄 → 找出最好的版本。只是它把這個過程從幾個月甚至幾年,縮短到了幾小時。

AI 內部進行科學辯論與假說演化的示意圖
AI 內部進行科學辯論與假說演化的示意圖

所以,跟傳統研究差在哪?

這樣講可能還是有點抽象,我弄個簡單的比較表,可能會更清楚一點。這是我自己的理解啦,不一定百分之百精確,但大概是那種感覺。

環節 傳統研究方式 AI Co-Scientist 協作方式
提出假說 主要靠研究員的靈光一閃、長期經驗累積,或是...嗯,運氣。讀幾百篇論文可能才有一個模糊的想法。 AI 讀完幾萬篇論文,直接給你 10 個可能的方向,還附帶初步的理由。雖然裡面可能有廢話,但省下超多時間。
驗證想法 跟同事開會、找不同領域專家諮詢、做初步的文獻回顧。這過程可能就要花幾週甚至幾個月。 AI 自己內部就先「吵」過一輪了。把最明顯的錯誤跟矛盾都排除了,你拿到的是已經經過初步篩選的「高勝率」版本。
設計實驗 又要花很多時間設計實驗流程,思考要用什麼方法、控制哪些變因...很燒腦。 AI 會直接給你一份實驗計畫草案。「如果你想證明這個,你可以試試看 1/2/3 這幾個步驟。」當然不能照單全收,但當草稿來改,超快。
跨領域整合 很難。一個生物學家可能不太懂最新的材料科學進展。知識壁壘很高。 它的強項。因為 AI 沒有學科偏見,它能把肝臟研究的論文跟材料科學的論文連結起來,找到人類專家很難發現的關聯。
時間成本 從幾個月到幾十年...都很正常。科學就是這樣,很慢。 從幾小時到幾天。這...真的有點破壞行情。

好,那...我可以用嗎?怎麼用?

這大概是最多人想問的。答案是有點複雜,不是那種下載 App 就能用的東西。

目前 Google 是透過一個叫做「Trusted Tester Program」(可信測試者計畫)的方式,小規模開放給一些特定的研究機構。說白了,就是還在測試階段,他們也想知道這東西在真實世界的研究中效果到底如何。

所以,如果你是個獨立研究者或學生,短期內大概是沒機會直接玩到。主要還是鎖定在做生物醫學藥物開發這類需要大量假說驗證的領域的研究單位。

不過呢,這也點出了一個有趣的方向。以前我們在台灣的實驗室,比如在中研院、國衛院或是一些大學的生科系,很多時候是跟著國外頂尖期刊的腳步走。但美國那邊的 Google 推出的這個工具,可能會改變遊戲規則。

可以想像,如果台灣的頂尖研究團隊,像是我們在半導體或生醫領域很強的那些,未來能爭取到使用這類工具的機會... 那就不只是追趕,而是有機會跟國外團隊站在同一個起跑線上,甚至在某些點上超車。因為我們的研究底子很好,缺的常常就是這種能加速「試錯」的催化劑。

所以,就算現在用不到,我覺得所有做研究的人,都應該開始思考:如果我有了這樣的工具,我的研究方法會怎麼改變?我該問什麼樣的「大問題」,而不是只做小規模的改良?

使用它的方式,也不是把它當成一個指令機器,更像是跟一個... 超級聰明但不食人間煙火的同事合作。你需要:

  • 用白話文跟它定義你的研究目標。
  • 丟一些「種子想法」給它,讓它有方向去發展。
  • 審核它產出的東西,用你的專業知識去判斷哪些是胡說八道,哪些是寶藏。
  • 把它當成一個腦力激盪的夥伴,而不是答案產生器。

說真的,事情有這麼美好嗎?

當然沒有。任何強大的工具都有它的風險,我覺得至少有幾個點需要注意。

第一,研究的「同質化」。如果全世界頂尖的團隊都用同一個 AI 來找點子,會不會最後大家的研究方向都變得很像?那些冷門、但可能藏著重大突破的「怪點子」,會不會因為不符合 AI 的評分標準而被扼殺在搖籃裡?

第二,人類的「惰性」。這太好用了,真的。但會不會讓新一代的研究員變得太依賴 AI 給出的方向,而失去了獨立思考、批判性思考的能力?就像現在很多人沒了導航就不會看地圖一樣。當 AI 給不出答案的時候,我們還會自己找路嗎?

第三,演算法的偏見。AI 是讀現有的論文來學習的,如果過去的研究本身就存在某些偏見(例如,研究對象多為特定人種、或是某些領域的經費特別多),那 AI 產出的建議也可能會放大這些偏見,導致我們錯過了更重要的問題。

所以,我自己是覺得,它是一個超級強大的「加速器」,但方向盤還是要握在人類手上。它能幫你把車開到時速三百,但開去哪裡、路上要不要停下來看看風景,還是得由人來決定。

AI 加速新材料與潔淨能源發現的未來願景
AI 加速新材料與潔淨能源發現的未來願景

聊了這麼多...老實說,我對這東西的感覺蠻複雜的。一方面是興奮,覺得很多以前覺得遙不可及的科學難題,像是癌症、氣候變遷、新能源,好像真的有了被加速解決的可能。

但另一方面,也有一點...嗯,敬畏吧。它改變的不只是研究的速度,而是整個「發現」的本質。這對整個科學社群,甚至是我們每個人,都是個需要重新適應的巨大挑戰。

我們準備好了嗎?我也不知道。

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對了,那你怎麼看?你覺得這種超級 AI 對科學家來說,長期來看是助力比較大,還是可能帶來更多意想不到的挑戰?在下面留言分享你的看法吧!

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Comments

  1. profile
    Guest 2025-09-14 Reply
    嘿學長!剛看到這篇AI科研突破的文章,超級興奮!想請教一下,有沒有機會一起研究AI在學術領域的應用?我對這個主題超有興趣,希望能借鑑您的經驗和資源。
  2. profile
    Guest 2025-06-14 Reply
    作為一個科技小白的家長,看到AI能幫科學家破解難題,真的超級驚豔!孩子說這是未來趨勢,我還在慢慢消化。不過感覺科技真的越來越神奇了,嘖嘖稱奇!
  3. profile
    Guest 2025-06-05 Reply
    哇!聽說AI科學家可以這麼厲害喔?小孩子好奇,這些AI真的能幫助科學家解決難題嗎?感覺好像很神奇耶,能不能跟我解釋一下?