来源：量子号

提到人工智能对科学的贡献，你可能会想到 AlphaFold，这是谷歌 DeepMind 的蛋白质折叠程序，其创建者去年获得了诺贝尔奖。

现在，OpenAI 表示它也要进入科学领域——建立一个蛋白质工程模型。

该公司表示，它已经开发出一种语言模型，可以构想出能够将普通细胞转化为干细胞的蛋白质——而且它已经轻松击败了人类。

这项研究是 OpenAI 首个专注于生物数据的模型，也是该公司首次公开宣称其模型能够提供意想不到的科学结果。因此，这是朝着确定人工智能能否做出真正发现迈出的一步，有人认为这是迈向“通用人工智能”的重大考验。

上周，OpenAI 首席执行官萨姆·奥特曼表示，他“相信”他的公司知道如何构建通用人工智能，并补充说“超级智能工具可以极大地加速科学发现和创新，远远超出我们人类自己能够做到的范围”。

该蛋白质工程项目始于一年前，当时位于旧金山的长寿研究公司“逆向生物科学”（Retro Biosciences）与 OpenAI 接洽，商讨合作事宜。

这次合作并非偶然。据报道， OpenAI 首席执行官萨姆·奥特曼个人向 Retro 公司提供了 1.8 亿美元（约合 13.18 亿元人民币）的资助。

（图源：OpenAI）

Retro 公司的目标是将正常人类寿命延长 10 年。为此，该公司研究了所谓的山中伸弥因子（Yamanaka factors，或称为诱导性多能干细胞）。这是一组蛋白质，当它们被添加到人类皮肤细胞中时，会使其变成看似年轻的干细胞，这种类型的细胞可以产生体内的任何其他组织。

Retro 公司以及阿尔托斯实验室（Altos Labs）等资金雄厚的公司的研究人员认为，这种现象是让动物返老还童、制造人体器官或提供替代细胞的可能起点。

但这种细胞“重编程”的效率不高。它需要数周时间，而且在实验室培养皿中处理的细胞中只有不到 1% 能够完成再生之旅。

OpenAI 的新模型名为 GPT-4b micro，经过训练后，它能提出重新设计蛋白质因子以增强其功能的方法。据 OpenAI 称，研究人员利用该模型的建议将两个山中伸弥因子的效率提高了 50 倍以上——至少根据一些初步测量结果是如此。

“总体而言，这些蛋白质似乎比科学家自己生产的更好，”OpenAI 研究员约翰·霍尔曼表示。

霍尔曼和 OpenAI 的亚伦·杰克以及 Retro 公司的里科·梅尼是该模型的主要开发人员。

外部科学家在结果发表之前无法判断其是否真实，而这两家公司表示他们正在计划这样做。该模型也尚未得到更广泛的应用——它仍然是一个定制的演示，而不是正式的产品发布。

“这个项目旨在表明，我们对科学的贡献是认真的，”杰克说道。“但这些能力是否会以单独的模型面世，还是会融入我们的主要推理模型中——这还有待确定。”

该模型的工作原理与谷歌的 AlphaFold 不同，后者可以预测蛋白质的形状。OpenAI 表示，由于山中伸弥因子是异常柔软且非结构化的蛋白质，因此他们要求采用不同的方法，而其大型语言模型非常适合这种方法。

该模型的训练基于来自许多物种的蛋白质序列样本，以及哪些蛋白质倾向于相互作用的信息。虽然数据量很大，但这只是 OpenAI 旗舰聊天机器人训练数据的一小部分，因此 GPT-4b 是使用集中数据集的“小型语言模型”的一个范例。

一旦 Retro 公司的科学家得到了这个模型，他们就会试图引导模型提出对山中伸弥蛋白质进行重新设计的可能性。所用的提示策略类似于“少量样本”方法，用户通过提供一系列带有答案的示例来向聊天机器人提问，然后提供一个例子让机器人做出回应。

尽管基因工程师有办法在实验室中指导分子进化，但他们通常只能测试有限的几种可能性。而且，即使是一般长度的蛋白质，也可以以近乎无限的方式改变（因为它们是由数百种氨基酸构成的，每种氨基酸都有 20 种可能的变体）。

然而，OpenAI 的模型经常会给出改变蛋白质中三分之一氨基酸的建议。

“我们立即将这个模型投入实验室，并获得了实际结果，”Retro 公司首席执行官乔·贝茨-拉克鲁瓦称。他还表示，该模型的理念非常好，在相当一部分案例中比原来的山中伸弥因子有所改进。

哈佛大学老龄化研究专家、Retro 公司顾问瓦迪姆·格拉迪舍夫表示，我们需要更好的干细胞制造方法。“对我们来说，这将非常有用。[皮肤细胞] 很容易重新编程，但其他细胞则不然，”他说。“而且在一个新的物种中进行重编程——通常会有极大的不同，而且你什么也得不到。”

GPT-4b 究竟是如何得出猜测结果的，目前还不清楚——人工智能模型通常都是这样。“这就像 AlphaGo 击败了围棋界最优秀的人类选手，但花了很长时间才找出原因，”贝茨-拉克鲁瓦说。“我们仍在努力弄清楚它的作用，我们认为我们应用它的方式只是触及了表面。”

OpenAI 首席执行官萨姆·奥特曼（图源：TechCrunch, CC BY 2.0, via Wikimedia Commons）

OpenAI 表示，此次合作中没有涉及任何金钱交易。但由于这项研究可能使 Retro 公司受益（其最大投资者是奥特曼），因此这一消息可能会让人们对 OpenAI 首席执行官的副业产生更多疑问。

去年，《华尔街日报》称，奥特曼对私人科技初创企业的广泛投资相当于一个“不透明的投资帝国”，并且“正在产生越来越多潜在的冲突”，因为其中一些公司也与 OpenAI 有业务往来。

对于 Retro 公司来说，只要与奥特曼、OpenAI 和通用人工智能竞赛联系在一起，就能提升其知名度，增强其招聘员工和筹集资金的能力。贝茨-拉克鲁瓦没有回答有关这家早期公司目前是否处于筹资阶段的问题。

OpenAI 表示，奥特曼并未直接参与这项工作，公司也从未根据奥特曼的其他投资做出决策。