谷歌宣布:谷歌最新人工智能 AlphaFold,在一项极其困难的任务中击败了所有对手,成功根据基因序列预测了生命基本分子——蛋白质的三维结构。
从 DNA 到蛋白质 3D 结构(图片来源:profacgen.com)
你肯定觉得谷歌AlphaFold这个名字很熟悉。因为这个谷歌AlphaFold,和打败围棋高手的AlphaGo,可谓孪生兄弟。只不过,后者是下国际围棋的,而前者,则是将其人工智能转向了人类科学中最棘手的领域——基因医疗科学!
“蛋白质折叠”是一种令人难以置信的分子折纸形式。所有生物都是由蛋白质构成的,蛋白质的结构决定了它的功能。一旦蛋白质折叠错误,就会导致糖尿病、帕金森症和阿尔茨海默病等疾病。
预测蛋白质折叠结构的能力意义重大,它会对健康、生态、环境产生重大影响,并基本上解决所有涉及生命系统的问题。比如,通过设计出新的蛋白质,来抗击疾病、解决塑料污染等,应对众多世纪难题。
为了开发 AlphaFold,谷歌用数千种已知蛋白质训练神经网络,直到它可以独立预测氨基酸的 3D 结构。该程序花了两周时间预测它的第一个蛋白质结构,但现在只需几个小时就能将其预测出来。
谷歌AlphaFold成功预测蛋白质的三维结构表明, 当人工智能与基因科学相结合,人类将进入一个风高浪急的新时代。
请记住:从今天起,人工智能+基因科学不再是科幻小说,不再是阅读理解,不再是新闻标题,不再是试管中荡漾的液体和双螺旋体中孱弱的灵魂,而是实实在在的宿命。
基因科学,一个极其重要而敏感的领域!
基因是DNA上有遗传效应的片断,人类的生、老、病、死等都与基因有关。这场基因革命一旦降临,将彻底改变世界乃至整个人类的未来。
正如谷歌人工智能预测蛋白质的三维结构表明的那样,当代人工智能的兴起,更是给基因科学如虎添翼!现在,在人工智能和基因科学的相互作用、相得益彰下,人类正在越来越快地向“不死之地”迈进。
1、第一步:人工智能、基因检测和深度检查结合,成千上万人将在患病之前接受深度检查,由人工智能给出你的生命预测。
今后,人类做一次检测,或将和用体温计量一次体温一样便捷。或许在数年之内,每个新生儿都会被绘制基因组图,每个成年人都通晓生命出路。
2、第二步:人工智能医生将逐渐取代目前最优秀的医生,用基因治疗的方法,重塑体内一切组织和器官的活性。
在这一阶段,大批医生将逐渐消失,由读过无数人类病历的人工智能医生替代。从此,医疗彻底成为一项信息+基因的科技。
依靠人工智能和基因技术,我们将能重塑体内一切组织和器官的活性,并能够开发出药物,直接锁定一种疾病背后的代谢流程,而不必再采取试探性的治疗手法。
我们可以为病人添加那个缺少的基因,删除不好的基因。靶向药扫荡癌细胞,DNA编程逆转衰老,干细胞被改写,上帝的密码防线逐渐崩溃。
3、第三步:人工智能开始大规模改造人类体内的“生命软件”,即人体内被称为基因的23000个“小程序”,通过重新编程,帮助人类远离疾病和衰老。
库兹韦尔认为,到了2045年,人工智能的创造力将达到巅峰,超过今天所有人类智能总和的10亿倍。到了那时,人类将彻底改造基因的编程,我们上千年不再使用的陈旧基因将被抛弃,我们的生命升级成为一个更高级的操作系统。
在这一阶段,人类不仅能做到延缓衰老,更可以返老还童:到那时,八十岁的你,看上去只有四十岁的样子。
美国麻省理工学院物理学家马克斯·泰格马克(Max Tegmark)在其著作《生命3.0:作为人工智能时代的人类》中,探索分析了人类进化的最新阶段。
生命被划分为三个阶段,分别是:生命1.0(生物阶段):进化生命的硬件和软件;生命2.0(文化阶段):进化其硬件,设计更多的软件;生命3.0(技术阶段):设计生命的硬件和软件。
科学家预测
一旦生命3.0到来,智能将有机会从肉身的束缚当中解脱出来,生命第一次有机会成为自己命运的主人,最终会完全脱离进化的束缚!
生命新定义
未来生命是具有复杂性和复制性的过程
传统的生命定义是,生命具有较高的特殊要求,例如:是由细胞构成,但这直接排除了人工智能和地外文明。我们不应将生命局限于当前所遇到的物种,未来生命是一个具有复杂性和复制性的过程。
我们可以将生命看作是自我复制的信息处理系统,它的信息(软件)决定了它的行为和它的硬件设计蓝图。
例如,当一个细菌复制其DNA时,没有新的原子被创造出来,但是一组新的原子按照原来的模式进行排列,因此复制了相关信息。其复制的并不是物质(由原子构成),而是信息(由比特构成),具体指定原子如何排列。
生命1.0
硬件和软件是进化形成,而非设计而成
生命1.0指的是,系统不能重新设计自己的软件和硬件,两者都是由DNA决定的,只有很多代的缓慢进化才能带来改变。生命1.0出现在大约40亿年前,这个地球上现存的绝大多数动植物,都处在生命1.0的阶段。
例如,许多细菌拥有一个传感器测量周围液体中的糖浓度,并使用螺旋桨状的鞭毛在水中游动。与传感器相连的硬件能够实现以下简单但有效的算法:如果液体中糖浓度比几秒前更低,那就反转鞭毛,从而改变游动方向。
细菌的DNA不仅设计了它们的硬件,如糖探测器和鞭毛,还设计了它们的软件。它们从来不朝向糖游动——这种算法从一开始就被硬编码到它们的DNA中。
生命2.0
硬件已进化,但软件很大程度上是设计的
生命2.0指的是,系统不能重新设计自己的硬件,但能重新设计软件,通过学习获得很多复杂的新技能。生命2.0出现在大约10万年之前,人类就是生命2.0的代表。人类的生命硬件由DNA决定,要依靠一代代进化才能发生缓慢的改变,但能通过软件升级快速适应环境变化。
人类通过自己的“软件”,即指人们用来处理信息的所有算法和知识,并决定做什么——从你约见朋友的能力,到你走路、阅读、写作、计算、唱歌和讲笑话的能力。这些软件能力都是通过学习获得的,最终这些软件将编程进入大脑。但在人类成长过程中,学习的知识都是经过选择和设计的。
生命2.0设计其软件的能力,可以确保他们比生命1.0更聪明。高智商需要大量的硬件(由原子构成)和大量的软件(由比特构成),事实上,人类多数硬件是在出生之后通过逐渐生长添加的。
通常成年人的体重是出生时的25倍,而连接大脑神经元突触连接是人类出生时DNA的10万倍,人类存储所有知识和技能的突触大约是100兆兆字节信息,而人体DNA信息储存量仅千兆字节,仅相当于存储一部电影。
生命2.0也比生命1.0更加灵活。如果环境发生变化,生命1.0只能通过数代逐渐进化适应,而生命2.0则可以通过软件更新,尽快地适应环境变化。例如,经常“遭遇”抗生素的细菌可能经历数代,就会在人体内产生耐药性,但是单个细菌不会根本改变它的行为。相比之下,一个女孩如果患有花生过敏症,那么她就会避免吃花生。
尽管人类DNA信息在过去5万年时间里没有发生显著变化,但是我们的大脑、书籍和计算机存储的信息却爆发式增长。这种大脑灵活性可使生命2.0主宰地球,从它的基因桎梏中解放出来。我们共享软件的更快速文化演变,已成为塑造人类未来的主导力量,而我们人类缓慢的生理进化几乎与此没有关系。
生命3.0
不断升级软件和硬件,挣脱进化枷锁
生命3.0指的是,系统能不断升级自己的软件和硬件,不用等待许多代的缓慢进化。美剧《西部世界》第二季中,觉醒的机器人接待员就是生命3.0的代表——不仅能在智能上快速迭代,在身体上也能随时重新设计更换。
尽管现今人类掌握了最先进的技术,我们所知道的所有生命形式,从根本上受到其生物硬件的限制。没有人的寿命能够长达100万年,人们也无法记住所有维基百科全书内容。这需要生命形式最终升级至生命3.0阶段,不仅可以硬件设计,还能进行软件设计。换句话讲,生命3.0阶段能够最终完全摆脱进化的枷锁。
说到这里,你可能会发现生命的巨大转变,那就是,生命可能并不需要寄存在血肉之躯里。当智能有机会从肉身的束缚当中解脱出来的时候,生命第一次有机会成为自己命运的主人,最终它就会完全脱离进化的束缚。
目前,大多数人工智能开发者的研究都聚焦在狭义人工智能上,如自动驾驶汽车、会下围棋的阿尔法狗等。但是,还有一类人工智能叫做通用人工智能,我们人类能够完成的任务、学会的知识、产生的认知,这类智能都可以做到,甚至比人类做得还好。
当人类开发出这种通用人工智能的时候,就是一个触发生命3.0产生的临界点。一旦迈过这个关键时刻,智能进化速度就会迅速翻倍,1变2,2变4,100变200,5千变1万,指数级的增长速度非常恐怖,很快就会变成天文数字,这就是“智能爆炸”!
“智能爆炸”会产生远远超过人类水平的超级通用人工智能,也就是超级智能!它代表着生命3.0时代的到来!科学家预测,2047年,或将成为生命3.0时代降临的临界点!
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