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原创 图灵基因 图灵基因 今天
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AI · 生命文字稿：
摩尔：大家好，AI生命探讨人工智能与生命科学前沿技术话题。人工智能近年来为什么发展那么快？脑机接口可以给人超能力吗？人工智能会带来新的工业革命吗？机器人会作为一个新物种出现吗？ 自从AlphaGO学习人类知识战胜李世石后，人工智能有点火。在视觉方面，机器可以和人一样识别物体，可以从千万张人脸中识别出通缉犯，也可以看X光片，看有没有早期的肿瘤；在语音领域，机器可以把你说的话变成文本，可以实时翻译，然后用外语说出来，相当于一个随身翻译；机器人方面，波士顿动力的机器人可以跑，跳，然后一个完美的后空翻。其实很多人，包括我自己都甘拜下风。 学术界，企业界很多权威人士发声，人工智能会是我们这代人经历的最大的历史事件，它的影响力将超过核武器。马斯克，就是特斯拉和太空探索技术公司的创始人，曾经在美国的州长会议上提出，要尽早对人工智能的发展设限制，防止这种技术的失控。霍金更是预言它将毁灭人类。相信这里有很多大家感兴趣的话题。 这次我们初次聚谈，大家先简单自我介绍，初步谈一下对人工智能的看法。以后我们每次谈一个专题，萨克是生物医学方面的专家，混沌是金融投资方面的专家，我自己主要做大数据和机器学习，因为大家学科背景不一样，可以从多个侧面相互交流。如果人工智能是头大象，我们个人其实都在盲人摸象，希望可以拼凑一个更完整的图景。混沌：还可以消遣。
摩尔：谢谢混沌，这点补充非常好。我先自我介绍下，我四年前创办了一家人工智能应用于生物医学大数据分析的初创企业，算是个创业者吧。我从小就喜欢思考一些基本而有趣的问题，比如世界是由什么构成的。 小学时候每天要升国旗，做早操，我有一天排队的时候突然想，世界应该是由一些极小的小颗粒构成的，就像我们排队一样，组成各种物质。后来到初中学到物理中的原子才发现那时的想法是对的，而且有古希腊哲学家和我那时一样有这个观点。 我还想过因果关系，比如我的拳头打一块玻璃，玻璃碎了，那我打玻璃是玻璃碎的原因吗？有没有可能这两件事本来没关系，因为一个共同的原因而连在了一起。比如温度下降可以导致水结冰和猫冻死两件事，可是水结冰并不是猫冻死的原因，它们有个共同的原因就是温度下降。后来我发现德国的叔本华跟我有几乎一样的观点。
萨克：我小时候也想过类似这种问题，比如说我是谁，我为什么是我。我觉得回答一个东西是什么，最好的方法就是从头造一个这个东西出来。因此，从头造一个有智慧，有意识的生命，很多问题就迎刃而解了。还有关于永生和死亡的问题，如果可以让记忆和意识脱离肉体，转移到机器，理论上你的灵魂就可以不死了。
混沌：生命和死亡就像硬币的两面，没有了死亡，可能生命也就失去了意义。这是个哲学问题，其实广义上来说所有东西都有一个生命周期，包括地球，太阳这样的天体，没有东西是永恒的。物理上来说物质不灭，但也许到某个时间物质本身也是可以转化的，就像宇宙大爆炸将它们产生出来一样。所以一个人，一个种族都有“成，住，坏，空”也就是很平常的事了。
摩尔：也许从哲学上说是这样，但我小时候考虑与我们的意识相关的意义首先是存在，如果不存在那就啥也谈不上。所以我想将来人老了以后，身体各个部件都老化了，思维也迟钝了，如果可以有一种新的承载意识的机器，让你可以重新耳聪目明，健步如飞，那将是件无比有意义的事情。 从更大一点的视角来说，当人类面临巨大的环境变化，比如小行星撞击或太阳活动的剧变，如果人类可以拥有一种有别于肉身的另一种存在形式，比如机器，或者是某种网络或是无线电波，那么人类就有可能可以躲过灭绝的命运，以另外一种形式延续我们的文明。
萨克：或者我们像流浪地球一样给地球装上发动机。 混沌：我觉得那样也很危险。不管怎样，在某个时间点环境会发生剧烈的变化，这一点是肯定的。恐龙就是不适应新的环境被淘汰的。
摩尔：所以有可能最根本的方式是改变人类存在的方式。我初中的时候，学电脑BASIC编程，刚学会写一个俄罗斯方块的游戏，那时我就觉得最有可能承载人类意识的就是计算机。 我于是列了一个雄心勃勃的计划，分近期和远期，远期当然是要实现达到人类思维水平的人工智能，当时计划到二零一几年感觉已经遥不可及了，现在居然也已经过了。近期从初三计划到高三，98年到00年，准备要学的东西，要看的书，为将来研究人工智能做准备，包括了数学，计算机，物理，也包括文学，医学。这个近期计划我起名叫TR-B计划，其实就是TRy Best的意思，后来近期的准备计划里大部分也算实现了，当然远期的计划离实现还很遥远。 我们学工科的，可能更多从技术角度来谈。每个学科的人都有一些信仰，有些信仰看似不切实际，但大家都愿意相信。炼金师相信点石成金的传说，天体物理学家相信宇宙大爆炸，物理学家相信光速最快，我们IT行业最知名的一个信仰就是摩尔定律。我们相信同样价格的计算机每18个月性能就能翻一倍。
混沌：摩尔定律现在可能正在逐步失效。芯片的开发工艺从最初的10微米，也就是0.01毫米，到80286时代的1.5微米，到赛扬的90纳米，到现在麒麟芯片的7纳米，尺寸上数千倍的缩小，带来了芯片元件数量和性能百万，千万倍的增加和提升。但是因为硅原子直径是0.1纳米，这种发展应该是不能长期持续的。事实上传统CPU近年来性能提升的速度确实在减慢。
摩尔：CPU发展速度有减缓，但是以GPU，FPGA，NPU等为代表的计算单元密集型架构还在延续摩尔定律的神奇，在大型，超大型计算机领域，这种速度增长甚至有超越摩尔定律的势头。现在有乐观的观点表示摩尔定律在信息技术领域是永远有效的，即使一种技术达到了它的极限，会有新的技术，材料，工艺，架构方面的突破，从而使摩尔定律无穷的延续下去。
混沌：我们把东西不断切小，最后发现到基本粒子无法再切了，可能我们这个世界还是有一个我们能力的天花板的，超过这个天花板需要上帝的帮助了。
摩尔：所以说这也是一种信仰，另外我说的摩尔定律不是一个技术，而是技术的总体。无论怎样，至少在我们看得见的未来，这个趋势还将持续很长时间，并且给人类的生存方式带来巨大的变化。回想一下短短几十年间，摩尔定律的影响，信息化和智能化给我们这个时代带来的变化。再想象一下摩尔定律如果延续几十年，几百年，千年万年，又将是怎样翻天覆地的改变，我们就会对这种巨大的力量心生敬畏。
萨克：有个和达尔文同时代的进化论学者，叫Samuel Butler，早在1871年就预见到机器进化的巨大潜力：现在机器几百年进化已经有诸多成就，而动植物在这几百年则变化不大。如果说智慧生命已经存在了两千万年，那以机器的发展速度，再过两千万年会发展到什么程度呢？
摩尔：所以我们这个讨论，一方面是从各学科角度历史和现状的交流，另一方面是描绘远景，趋势，未雨绸缪。下面请萨克介绍，他曾经在中科院和美国大学研究生物医学信息，他的关于癌基因同源结构域靶点的研究受到学术界的广泛关注，曾受邀哈佛，冷泉港等做学术报告，并且参与编写了斯普林格出版社的癌基因同源结构域的专著。
萨克：大家好，我的昵称是萨克，我研究生物医学信息。我起这个昵称是因为有个叫“SRC”的基因，它是第一个被发现的癌基因，最开始1970年代在一种可导致鸡生肿瘤的病毒里发现，现在称为v-SRC，后来的研究发现，这个基因在正常细胞里对细胞生长有重要的调控作用。
混沌：生物里最出名的缩写是DNA吧。
萨克: DNA编码了生物体几乎所有的信息，确实是最重要的，但是SRC是最早发现的一个癌基因，在癌症分子机理中非常重要。从这个基因开始，科学家开始从分子层面揭示癌症的发生机理。 为什么一个像SRC这样简单的基因可以导致细胞形态和繁殖状态快速而剧烈，并且是可逆的变化呢？SRC很可能参与了某种可逆的蛋白修饰过程。 当时科学家已经发现某些生物酶通过添加或去除一个磷酸分子来调节酶的活性，使用放射性同位素示踪的方法，发现SRC确实可以使很多蛋白磷酸化。 随着SRC激酶身份的确认，很多科学家开始测试自己手上的癌基因是否也是激酶。1979年，Tony Hunter在试验一种致癌病毒时发现，这种蛋白的磷酸化不是以前发现过的丝苏氨酸磷酸化。对照氨基酸表，可以发生磷酸化的就只有酪氨酸了。后续的试验果然证实了这一推断。前不久我还在苏州的冷泉港亚洲会议上见到了Tony Hunter。他现在是美国知名癌症研究所Salk Institute的主任。我给他看他参与撰写的一篇文章在第一和第二的位置引用了Tony Pawson和我的文章，我跟他说，这是我和两位伟大的Tony之间的联系。他笑了，然后主动提出在那篇文章上签名。
摩尔：哇，和大牛零距离接触一定很让人激动啊。
萨克: 是啊，大牛还谦虚的说他当年的发现是因为用错了试剂。1984年，另一个Tony，加拿大的Tony Pawson在用重组DNA技术研究癌基因SRC和FES时发现，和预期一样，在癌基因的激酶区域嵌入一个外来片断可以破坏它的激酶活性；但是让人意外的是，在激酶上游某些区域嵌入也可以阻断它的致癌性，但不影响它的激酶活性。 Pawson试验室比较了多个和SRC类似的癌基因，FPS/FES, SRC, YES, FGR, ABL，LCK/TCK，发现它们都有两段同源的保守序列，对应于激酶区域和其上游的调控区域，Pawson把它们命名为SH1和SH2结构域，后来又有科学家发现了SH3结构域，这些结构域经常在一个蛋白中一起出现，但也有的只有其中一个或两个，暗示它们的功能是相对独立的。这些同源结构域在人类的疾病中扮演了非常关键的角色。它们存在于数百个人类基因中，在多细胞生物的生长发育，免疫中起到了关键作用，当然也包括了大脑的发育。
但是一旦这些调节细胞生长的基因失控就会引发癌症。现在有大约30%FDA批准的药物是针对这类同源结构域，我们叫它们SH，就是SRC HOMOLOGY的缩写。SRC本身应该是sarcoma即肉瘤的缩写。混沌：生物真的是太复杂了。好像你有一本专著就是和SH结构域有关的。
萨克: 我在中科院的工作就是系统研究这些同源结构域的靶点，在基因组和比较基因组层面发现它们的演变规律。我们发现，蛋白质在分子层面也是个社会网络结构，有些基因彼此亲近，有些老死不相往来，构成了一个复杂的网络系统，这个系统可以控制单细胞的受精卵发育成为一个拥有万亿细胞的个体，这个个体可以吃饭，走路，还能坐在这聊天，受伤了可以自我修复，环境变化了可以想办法适应。
混沌：非常有意思，我一直觉得小小一个细胞的复杂性可能远超任何一个人造的东西。相信人一开始也就从一个受精卵开始，最后发育成一个有思想的生命，还可以创造各种有意思的东西。这么看来，大自然所蕴含的创造力是惊人的。
萨克：对自然的研究可以给人无穷的启发。我曾经认为，机器是人造的，生物是上帝创造的。人造的东西再精巧，也不可能赶上大自然的鬼斧神工。我也曾经认为人脑的智能是机器不可能超越的。但是现在人工智能的飞速发展让我看到了另一种可能：机器在体力和脑力上都将超过人，也许就是所谓的奇点来临。不过在奇点来临前我相信人工智能还是可以从自然的系统中学到很多东西。特别是自组织，自我完善和进化方面。现在人工智能或许让机器比以前多了些学习的能力，但是这些学习算法本身还是人在开发，在教给机器。到哪天机器可以像生物一样自己进化出全套的算法，而不是优化一部分参数，那个时候人就要小心了，因为这意味着它可以摆脱人的控制。
摩尔：现在已经有一类称为遗传算法，借用生物中变异与选择的原理，自己随机生成并筛选最有效的参数。不过大部分这样的算法只涉及一部分参数的优化，效率也比较低，Deepmind开发的游戏学习算法比以前的算法都有更多的自由参数让机器去尝试，即便如此，它还是有一个固定的框架的。可以在框架，算法，参数，输入输出等方面进行全方位进化的算法，目前还没有听说。
萨克：局部参数变化和全局的算法优化是很不一样。生物系统和所生存的环境的复杂性决定了进化的机制必须是高度容错，快速适应环境，必要时需要个体间的合作来达成目标，这些都是现在的机器所做不到的。
摩尔：是的，现在的计算机程序非常死板，错一个字可能整个程序就运行不了。
萨克：从自然进化的角度，如果要引入随机突变来推动系统的进化，系统本身必须具有强大的容错性，如果任何小的改动都会导致系统的崩溃，那进化也将无从谈起。 我觉得要让计算机学会生物进化的本事，是不是也需要确定一套合适的编码体系。这个体系有大量可复用的编码元件组成，既可以起到像遗传物质一样忠实记录个体的所有信息，又具备对功能进行微调的能力。就像DNA的编码元件是碱基，碱基突变后可能会导致编码的一个氨基酸变化，反映在最终的蛋白产物中，大部分情况可能是蛋白结构的微小变化，也有可能是关键位点一个疏水的氨基酸换成亲水的，导致结构发生重大变化。组成我们可进化机器的编码元件可能也需要这种特性，它的变化在大部分情况下，可以导致编码产物的功能上极细微的变化，但在某些关键节点又可以带来较大的变化。
摩尔：所以自然的精巧至少到现在还是我们不能完全领会的。谢谢萨克的介绍和分享，现在有请混沌。他曾经在华尔街和上海等多个金融机构负责投资，他的投资业绩也是相当了得，并且据说是不管牛市还是熊市都能稳定赚钱。
混沌：我是混沌，我是做金融投资的。我们做金融的首要的任务就是控制风险。关键时候控制风险甚至比盈利更重要。比如你可以每年赚一倍，但也许到你输光裤子只需要失手一次就够了。我起这个昵称是因为我觉得不管是经济还是人的意识，都是一个混沌的复杂系统。就像大刘写的三体世界，有个特定的时间，你认为你掌握了系统运行的规律，其实可能是系统的一个特殊状态；不知道哪个时间点，系统突破了当前的稳态区间，又重新陷入混沌。我觉得对于一切事物，混沌都是常态，人所做的无非在混沌的夹缝中寻找一点有规律的东西。比如物理，好好的牛顿定律，好像都确定了吧，发展到后来发现量子理论，一切都是概率，又都不确定了。我到现在也没法理解电子是个有质量但没有大小的东西。不过话说回来，量子物理在微观上是不可测的，在宏观上还是比较确定的；我们做投资在单笔交易上有不确定性，做的多了还是可以反映你的水平的；人的思维在个体层面有差异，有随机性，但从群体，人群的角度也是有规律的；对于人工智能我认为它也像以往人类所有伟大的发现一样，也许会让我们登上一片崭新的大陆，也许会把我们带入一片危机四伏的大洋。
萨克：新的技术往往是双刃剑，好比人类发现了核能，可以用它来发电，也可以用它来制造核武器。
混沌：这个可以用王东岳先生的“递弱代偿”理论来解释，简单来说就是事物朝着复杂方向演变，其对环境的依存度越来越高，也就是变“弱”了，但是它会通过其复杂的结构，来部分补偿这种变“弱”的趋势。 比如宇宙形成初期到处是最简单的基本粒子，然后有了氢氦等轻的原子，轻的原子不断聚变成更重的原子，它们的结构更复杂，也更加不稳定。特别重的原子具有放射性，时刻在衰变。从某种意义上来说是变得更弱了。
生物进化也是这个道理，从简单的单细胞细菌，慢慢进化为多细胞的植物，动物，再到人；细菌好多可以耐强酸，强碱，100度以上的高温，零下几百度冻起来，融化后还活得好好的。动物就不行，人更不行，所以说适应环境的能力越来越弱。 但动物也进化出了如免疫，神经系统等补偿性的机制，可以部分代偿这种适应性的减弱。比如闻到前面有怪味道，就不过去，这边感觉太热了，换个凉快的地方呆着。
人是最极端的例子，凭借其更复杂的大脑和更高的智力条件，创造了农业，机械，电子，通讯这样庞大复杂的体系设施，虽然人作为物种站在食物链顶端，把自己视为地球上最值得骄傲的生物，可是其自身的原始的适应能力则在所有动物中几乎垫底。摩尔：我觉得大熊猫应该更弱，但它不一定同意。
混沌：大熊猫是可以在野外生存的，现在的人很少能做到了。按照递弱代偿的原理，人工智能也是让人在变“弱”的路上越走越远，虽然它提供的种种服务可能会极大便利人们的生活，有些还能让人看上去变强大。
萨克：但实际是变弱。
混沌：有点难理解，但一点不错。比如有了电我们可以点灯，看电视，开电动车，但如果有一天因为某种原因电没有了，正如一部日本电影所讲，我们的社会就乱了。
今天我们也许还可以说，没有人工智能也可以活得不错，但以后就不一定了，没有人工智能，社会就像没有电一样，一片混乱。我认为人工智能最终可能将进一步弱化人类作为一个物种的存在和适应能力。我们的能力越进步，我们生存的根基越脆弱。摩尔：研究一个东西, 刚理清点思路, 又陷入更多困惑, 开发新的技术，刚解决一些隐患，又出现了更严重的危害。其实人类前几次工业革命也碰到过类似的问题，蒸汽机和电力带来了生活的便利，但也同时造成了环境的污染。核能让人更深入了解了世界，掌握了更强大的能源，但又带来了核战争和核污染的阴霾。人工智能是大趋势，但一定要设好边界，防止失控。 感谢大家今晚的精彩分享，有理由相信接下来的专题讨论会更趣。我们接下去准备先就一些热门的技术领域进行讨论，比如视觉，自然语言理解，机器人等等。下期我们先回顾讨论下机器视觉的发展，欢迎大家关注!
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