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天下文化首頁 主題 人類之所以為人類的意義,勝過AI智慧的認知自由
科學自然

發表日期

2021.08.02

關鍵字

科學自然
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文章摘錄自

造局者
Framer原意是起草美國憲法的那群人,他們建立了聯邦政府的「框架」,他們正是「造局者」的典型——運...
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人類之所以為人類的意義,勝過AI智慧的認知自由



圖片來源:Pixels

​人人都可以是造局者

由於某些細菌對於抗生素產生了抗藥性,每年全球因此死亡的人數已經來到七十萬,而且還在迅速增加。再不找到解方,未來每年因此死亡的人數可能上看千萬,也就是每三秒就有一人因此喪命,就連新冠肺炎(Covid-19)疫情也只會是小巫見大巫。

而且,這個問題可說是人類社會自作自受。抗生素的藥效之所以愈來愈差,是因為過去的濫用:這些藥物原本該抑制細菌,現在卻把細菌訓練成了超級細菌。

現代人對於抗生素的使用習以為常,但盤尼西林是到1928年才發現,又經過十年以上才開始量產;在這之前,簡單的骨折或刮傷就常常奪走人的性命。

1924年,美國總統柯立芝十六歲的兒子在白宮草坪打網球,腳趾起了一個水泡,引發感染,短短一星期就讓他丟了小命;再高的地位、再多的財富也無力回天。時至今日,從剖腹產、醫美到化療,醫學幾乎各方各面都有賴於抗生素。抗生素的抗菌力降低,這些治療的風險就會變大。

巴茲萊(Regina Barzilay)是麻省理工學院人工智慧學教授,她位於麻州劍橋市的研究室色彩豐富、植物茂盛,而她對於抗生素的問題有一套解決方案。傳統藥物研發多半是針對過去有藥效的物質,試圖尋找分子「指紋」相似的物質。

這種做法通常成效良好,但在抗生素這個領域卻行不通。成分相似的物質多半早就研究過,於是新研發的抗生素結構與現有抗生素極為相像,細菌很快就會演化出抗藥性。

為此,以麻省理工學院生物工程學教授柯林斯(James Collins)為首,一群背景多元的生物學家與資訊工程學者,和巴茲萊合作,決定採用另一套方法,不再把重點放在尋找相似的結構,而是尋找期望的效果:這種物質能殺死細菌嗎?在他們看來,這不是生物學問題,而是資訊科學問題。

巴茲萊魅力非凡、充滿自信,絕不是一般人想像的那種書呆子。而她也總是在打破各種刻板印象。巴茲萊出生於東歐的摩爾多瓦共和國,從小受共產主義薰陶,說著俄語,後來到以色列就學,說著希伯來語,之後再到美國讀研究所。

2014年她在四十多歲生了第一胎,卻被診斷罹患乳癌,經過艱苦治療,總算抗癌成功。這場折磨讓她改變了研究方向,開始專注研究如何將人工智慧(AI)應用於醫學領域。她的研究逐漸受到矚目,也讓她得到了俗稱「天才獎」的麥克阿瑟獎。

巴茲萊和研究團隊合作,以二千三百多種有抗菌特性的化合物,來訓練一套AI演算法,讓AI演算法判斷這些物質能否抑制大腸桿菌的生長。AI演算法經過訓練後,就用來判斷「老藥新用資料庫」裡大約六千種分子,以及後續另一個資料庫中的一億多種分子,以預測哪些分子可能會有藥效。

在2020年初,他們挖到寶了,有一個分子脫穎而出。他們把這個分子命名為halicin,正是在向《2001太空漫遊》電影裡背叛主角的AI電腦HAL致敬。

發現了這種能夠殺死超級細菌的超級藥物,立刻登上了全球的新聞頭條。眾人盛讚這就像是「影像殺死了廣播明星」的一刻,證明AI機器已勝過人類。〈人工智慧發現能夠治療抗藥疾病的抗生素〉也一躍成為《金融時報》的頭版頭條。

然而那種說法是抓錯重點。並不是人工智慧贏了,而是人類的認知又邁出了成功的一步:面對重大的挑戰,先有一開始的想法,接著能夠改變觀點,於是開闢新路、找出解答。這裡該讚賞的並不是新科技,而是人類的能力

巴茲萊就解釋說:「是人類選擇了正確的化合物,也是人類清楚自己在做什麼,才把那些材料提供給AI模型來做學習。」是人類定義了問題、設計了方法、選擇了要用哪些分子來訓練AI演算法、再選擇要讓AI演算法檢查哪個物質資料庫。而在選出某些候選的分子之後,也是人類再次運用生物學知識,判斷為何有效。

找出halicin的過程,一方面是一項傑出的科學突破,另一方面也是在藥物研發領域邁出一大步,讓研發速度提升、成本大幅下降。但意義還不僅於此。巴茲萊等人之所以能成功,要素之一就是掌握了一種認知自由(cognitive freedom)。而他們擁有這種自由,並不是因為讀了哪本書、依循了什麼傳統、做了什麼顯然合理的事,而只是因為他們運用了一種全人類都擁有的獨特認知能力

【書籍資訊】
《造局者》


出版日期:2021.07.29

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