AI具备创造力入选Science年度十大科学突破

今日，Science杂志公布了2022年十大科学突破（Breakthrough of the Year），AI具备创造力（AI gets creative）入选，成果涵盖了DALL-E为代表的文生图模型、AI设计蛋白质、AlphaTensor为代表的算法设计系统和AlphaCode为代表的AI编程系统。

这是继2021年AlphaFold2成规模预测蛋白质结构、2020年AlphaFold代表的AI首次精准预测蛋白质三维结构、2019年AI赢得德扑比赛之后，AI领域相关成果连续第四年入选Science十大年度突破。更早，有2016年AlphaGo入选。

Science杂志对AI具备创造力的解读如下：（作者是杂志的自由撰稿人 Matthew Hutson）

艺术家Jason Allen的获奖作品Théâtre D’opéra Spatial（太空歌剧院）是用文生图AI系统Midjourney设计制作的。

Science杂志的人工智能 (AI) 正在入侵曾经被认为是人类独有的领域，包括艺术表达和科学发现。机器的入侵起初很慢，但今年开始攻城略地。

最具视觉冲击力的证据——在社交媒体上你想不看到都难——来自所谓的文本到图像模型。这些模型使用机器学习分析互联网上的文本和图像对，找到根据新文本创建新图像的模式。去年，研究机构 OpenAI 展示了一个名为 DALL-E 的软件系统，如果用户请求“鳄梨形状的扶手椅”，它能可以产生几个迷人的例子。今年春天，OpenAI 发布了一个大型升级版 DALL-E 2。它实现了一种称为扩散（Diffusion）的机器学习技术，其中图像从信号“噪音”中逐渐产生，由上下文或文本描述引导。该方法可以高效地生成逼真诱人的图片。今年有几种扩散模型可供公众使用，一位艺术家使用其中一种模型，赢得了一场美术比赛，这激起了人们的好奇心和激烈的争论。与此同时，Meta、谷歌和其他公司发布了可以生成视频的扩散模型。

机器学习也在科学、数学和编程方面展示了它的创造力。《科学》杂志的 2021 年度突破奖表彰了根据氨基酸构建模块的序列预测蛋白质 3D 结构的 AI 工具。在这项工作的基础上，研究人员现在已经使用人工智能来设计可用于疫苗、建筑材料或纳米机器的全新蛋白质。一种称为“幻觉”（hallucination）的技术从随机序列开始，然后将它们突变为其他人工智能工具确信会折叠成稳定蛋白质的序列。

与此同时，DeepMind 发布了一种名为 AlphaTensor 的工具，该算法设计了更高效的算法来乘以称为矩阵的数字块——一种对计算机图形学、物理模拟和机器学习本身有用的运算。它找到了人类数学家几十年来一直忽视的捷径。该公司还展示了 AlphaCode，这是一个编写程序来解决数值问题（例如计算有多少给定长度的二进制字符串没有连续的零）的系统。它使用基于先前程序及其描述训练的模型来生成许多候选程序，然后选择最有前景的。AlphaFold已经能与中等水平的人类程序员相提并论。

除了关于硅的这些壮举是否算作真正的创造力的哲学辩论之外，它们还引发了实际和道德上的困境。一些观察家担心人工智能程序员和艺术家会侵犯版权、延续刻板印象、传播错误信息或裁员。但毫无疑问，人类将利用这些工具来扩展我们自己的创造力，就像我们过去对织布机、照相机和其他曾经令人不安的发明所做的那样。

今年位居榜首的突破是耗资耗时都非常巨大的韦伯望远镜。

Science杂志历年关注重点多是生物医药和天文/天体物理，之前几年的年度突破也以这两个领域为主。年度突破评选的前身是1989年开始的年度分子（Molecule of the Year），1996年改为年度突破（Breakthrough of the Year），长期只有一项，近几年才扩展到十大。（更完整的历年列表可以参考维基百科条目 Breakthrough of the Year 。）

今年其他入围的年度突破还包括：

• 云南大学创制更容易种植的多年生稻

• 发现图钉大的巨型细菌

• 呼吸道合胞病毒（RSV）抗体疫苗迎来曙光

• 疱疹病毒变体EBV是多发硬化症的病因

• 美国颁布《通胀削减法案》对气候变化影响重大

• 黑死病如何改变人类免疫系统机制

• NASA成功撞击1100万公里外小行星

• 利用古DNA重建古代生态系统

Breakdown环节，还列举了「动态清零不再奏效」、「中国与西方科技合作」、「战争提升碳排放」三方面。

参考链接：

1.https://www.science.org/content/article/breakthrough-2022  

2.https://www.science.org/content/article/breakthrough-2021

3.https://vis.sciencemag.org/breakthrough2020/

4.https://vis.sciencemag.org/breakthrough2019/

5.https://www.science.org/doi/10.1126/science.354.6319.1518

6.https://www.science.org/content/author/matthew-hutson

7.https://en.wikipedia.org/wiki/Breakthrough_of_the_Year