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AI辅助科研的三个比喻

已有 195 次阅读 2025-12-26 09:46 |系统分类:科研笔记

最近参加一个AI写作征文,对于作者与AI的协作关系,用到了一个比喻,原文如下:“这一过程类似于影视创作中的“制片人—导演”关系:AI虽能力出众,甚至可“自导自演”,具备叙事生成能力,但唯有作为制片人的研究者,才能从整体价值导向、教育使命与学术伦理出发,决定“讲什么故事”、“如何讲”以及“为何讲”。唯有在明确价值优先级的基础上实现人机互信与高效沟通,方能产出兼具学术深度与人文关怀的研究成果。”

意犹未尽,回顾这二年笔者使用AI辅助科研的过程,通过三个比喻粗略谈一谈对AI辅助科研的感想与展望。。

第一个比喻:铁匠师傅与徒弟

这个比喻是去年从罗振宇的短视频看到的。学者就像打铁的师傅,一手拿个夹子夹住要打的一块烧红的生铁,一手拿个小铁锤,旁边是个年青力大的徒弟,二手执锤,抡起来砸。师傅用小锤打到哪,徒弟就跟着锤一下,就这样钉哐钉哐,很有节奏地进行。很明显,在这个过程中,师傅是主导,徒弟是出力为主的,共同完成一件作品。

这个比喻是AI辅助科研的早期阶段,AI只能打打下手,但已经显示出极强的能力。

就我本人体会,10多年没写代码了,前不久,让AI根据我的要求,只用几个小时就完成了一个《智慧农业》课程教学用的植物病虫害图像训练和识别的小工具,主程序代码量达19K, 采用内嵌式python可移动程序包、Flask+TensorFlow架构、Hog和MobileNetV2二类图像特征进行训练,实现SVM、KNN,ANN等6种算法的横向比较。可见,AI辅助可以把教师或学者的想法快速实现,极大减少时间成本和试错成本。

譬如写论文,对于有一定科研经验的学者,只要有研究构思、有想法,那么AI可以帮助作者快速扩展内容、补充资料、进行统计分析、绘制图表、整理文献,大大提升研究和写作效率。但是如前所述,AI只是学徒,如果师傅没有想法,AI自己生成的产品是没有灵性的。如果把一块生铁直接丢给徒弟去独立完成,他也能打出一把工具,但这把工具行家一看就是大路货,也许可以用,但卖不出价,因为有形无神。因此,从这个角度,人类应该对论文学术性和创新性负主要责任。而AI辅助论文写作的成果也应该属于人类作者。

第二个比喻:探险者和无人机。AI功能日渐强大,已经不再甘于唯唯诺诺的小徒弟,而是象天赋极高的学霸,有一身本领,自觉无所不能,什么都跃跃欲试。

搞科研就象探险者想要探索未知的森林和山峰,没有现成的路,只能凭借前人的蛛丝蚂迹艰难前进,当然如有导师指点可以增加正确的概率。但是如果能够放飞一架无人机,飞到高空,传回影像,进行“降维打击”,作用是不言而喻的。

在自然科学领域,更象登山探险,随着技术进步,无人机的功率越来越大,传回的图像也越来越清晰,甚至不用人上去,无人机就能飞到山顶。如在生命科学领域,AI能够预测各类大分子的3D结构,极大提升新药研发效率。地球科学领域,AI用来分析海量气候、环境、地质数据,优化模型,应对气候变化。所以未来,AI作为主角取得各种突破性的成果(甚至获得诺奖)很可能成为常态。

但是在社科领域,情况更复杂,就象在原始森林,错综复杂,迷雾重重,真正的宝藏也许埋在地下,也许融入了溪流,也许藏在溶洞,这都是无人机力所不逮的。牛人如果能操纵无人机首先找到一块富矿,那么就成为理论的开拓者,成为大师级的人物,引导后来者进行深度挖掘。

无人机虽然作用很大,路还也是由人一步步走出来的,即使无人机先飞到了山顶,人没有上去也不能获得科学的验证。而且越高的山峰,越茂密的原始森林,无人机的能力越有限。开拓者如果没有极强的把控能力,无人机放出去就飞不回来了。

在这一阶段,AI已逐渐完善具身智能,运用得当,潜力不可限量。

第三个比喻:拉力赛的驾驶员与领航员。小时候看电视里的汽车拉力赛,汽车在荒漠里驰骋,黄沙满天,总有个疑问,为啥一辆车要二个人开,驾驶员旁边的领航员是干吗的?今天查AI才知道,在拉力赛(长距离多日越野赛)中,车手与领航员的二人组合至关重要,他们的关系和配合直接决定比赛的成败。领航员需传达战术指令(如行驶速度、方向、超车时机等)、监控天气、路况、其他车手动态及赛车状态(如燃油、轮胎磨损),帮助车手做出最佳决策。 如果缺少领航员,车手在复杂赛道上如同“在无光的道路上与死神赛跑”,连人身安全都难以得到保障。

这个层次的AI协同科研又提升了一个层次,无人机已经转化为赛车,是硬件基础,而AI成为真正的智能体,与人类可以平等协作,互相促进,补长取短,去解决各种复杂任务。就如同拉力赛的主驾与领航员,二人与赛车三位一体,密不可分又缺一不可。当你进入协作的心流状态,是一种极大的享受,你会忘记和你交流的是AI,而是一个非常了解你的需求的亲密朋友,甚至是人生导师。

值得思考的是,AI将如此强大,以至在不同的科研需求中,驾驶员和领航员的角色是可以切换的。在某些情况下,让AI发指令,人类来执行,效率更高。这个层次的协作只有在拉力赛级别的高强度场景中采用,日常开车上个班,就没必要配个专职的领航员了或司机了。

现阶段大多数科研工作者,特别是象我这样的科研个体户,还处在铁匠带徒弟的阶段,还没有能力置办无人机,但主流科研都是团队作业,有资源有条件引进最先进的无人机进行攻关。而未来最顶级的科研成果,一定出自于最勤奋而且天赋过人的赛车手,拥有最顶级的赛车和最棒的领航员。他们人车合一,风驰电掣,为人类拓展知识的边界。



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