颁给公司经理的诺贝尔化学奖,和开创用AI预测蛋白质结构的华人科学家

百名博士谈科学     

作者:王坚,芝加哥教授学者协会会长。

审阅者:深圳湾实验室系统与物理生物学研究所副所长周耀旗,曾担任澳大利亚格里菲斯大学终身教授,美国印第安纳普渡大学终身教授,在用人工智能预测蛋白质结构上做出开创性贡献。

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2024年的诺贝尔物理学奖、诺贝尔化学奖,都被普遍认为是跨界颁发给人工智能项目的研发者。
但是2024年诺贝尔物理学奖,还是颁发给著名的科学家。获奖者辛顿,是图灵奖得主,而图灵奖被认为是计算机领域的诺贝尔奖。获奖者霍普菲尔德,是美国国家科学院院士、美国文理科学院院士,荣获凝聚态物理领域的奥利弗·巴克利奖、国际理论物理中心狄拉克奖章、统计物理领域的波兹曼奖等重要物理学奖。
△ 2024年诺贝尔化学奖公布现场,屏幕显示奖项得主美国华盛顿大学的戴维·贝克、英国伦敦谷歌旗下人工智能公司“深层思维”的德米斯·哈萨比斯和约翰·江珀。图源:XINHUA
而获得2024年诺贝尔化学奖的两位谷歌公司高层经理,则是在科学研究上基本没有贡献。
诺贝尔化学奖得主哈萨比斯的维基百科介绍是:英国人工智能研究者、电子游戏设计者。哈萨比斯获得认知神经科学博士学位,但只是多篇高影响期刊论文的共同作者,这些论文也都很普通。
诺贝尔化学奖得主江珀,2017年才获得博士学位,只查到江珀的博士论文是关于用机器学习模拟蛋白质折叠及动力学,没查到江珀有其他论文。据从事计算生物学20多年的许锦波教授讲,江珀在博士刚毕业时,听到许锦波做的人工智能预测蛋白质结构的科学报告之后,马上就加入谷歌去用深度学习预测蛋白质结构,基本没在大学做科学研究。
相对基本没做创新科学研究的获得诺贝尔化学奖的两位谷歌公司高管,华人科学家周耀旗、许锦波,则都是在用人工智能预测蛋白质结构上取得开创性的研究成果。
纽约州立大学石溪分校化学物理博士周耀旗,曾担任澳大利亚格里菲斯大学终身教授,美国印第安纳普渡大学终身教授。周耀旗现在是深圳湾实验室系统与物理生物学研究所副所长,从事计算生物学30多年。周耀旗教授曾经得过基于模板预测蛋白质结构的第一名,还在AlphaFold之前就发表用深度学习方法来预测蛋白质主链的角度和蛋白质氨基酸的之间的距离图,这是重要的用人工智能预测蛋白质结构的科研成果。

△ 周耀旗教授。图源:Sogouthepaper

加拿大滑铁卢大学计算机系博士许锦波,曾担任美国麻省理工学院数学系/人工智能博士后,美国丰田计算技术研究所和芝加哥大学研究员,现在是清华大学卓越访问教授。许锦波教授从事计算生物学研究20多年。许锦波于2016年首次证明了深度学习可以大幅度提高蛋白质结构预测的性能,引领了人工智能在蛋白质结构预测领域的突破。许锦波教授曾获多个计算生物学科研奖。

△ 许锦波教授。图源:ThePaper

在用人工智能预测蛋白质结构上,周耀旗教授的原创贡献是预测蛋白质主链的角度的真实数值,而许锦波教授的原创贡献是预测蛋白质氨基酸的距离的真实数值。预测真实数值的角度和距离是AlphaFold的前身。预测蛋白质主链的角度的真实数值也为人工智能端到端预测蛋白质结构打下了基础,因为可以用角度直接构建主链三级结构,并用2016年出现的可微分损失函数进行反向传播。
近年来,在科技贡献评价上,有偏向企业高管的倾向。微软创始人盖兹,当选美国工程院院士和中国工程院院士。IBM在计算机创新上远远多于微软,却没有高管当选美国工程院院士。只是微软生产的是大众软件,媒体曝光率更高。贝尔实验室、施乐帕洛阿尔托研究中心,都是科技创新成果明显更多。苹果公司创始人乔布斯,也是借鉴施乐在图形用户界面上的创意,开发出新型苹果电脑。
人工智能要求强大的算力,在研究设备上就明显拉开了企业和大学的距离。名牌大学斯坦福的自然语言处理(NLP)实验室只有64块GPU(英伟达A100);顶尖的美国大学实验室,有的连一块H100英伟达GPU都没有。而Meta(脸书)则是用35万个H100英伟达GPU;特斯拉的超算集群也用10万个H100/H200 英伟达GPU。

△ 截至 2024 年 10 月各公司和组织拥有的 Nvidia H100 GPU 的数量。来源:163
大学研究组的人数也有限。有的大学的几个人小组研发唾液检测艾滋病,但是被公司知道后,公司组建30多人的研发团队,人多势众,还抢注专利,很快就后来居上夺得研究成果。
周耀旗教授和许锦波教授,都是从事计算生物学几十年,在用人工智能预测蛋白质结构上也都做出开创性贡献。但是研究小组人数少,设备也一般。而谷歌则是市值两万亿美元的超大型公司,人力和物力都十分雄厚,就很快在学术界的研究成果的基础上,开发出精度更高的蛋白质结构预测软件AlphaFold。

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