來自孫衛濤科學網博客
2020年12月，Alpha Fold2在CASP14上 獲得了驚人的進步，其蛋白質結構預測的能力已經達到了與實驗方法相媲美的程度，國內外該領域的專家學者都爲之驚歎，同時也都感受到巨大的壓力，人工智能首次把一個公認的具有重大意義的科學難題突進到幾乎破解的地步，這是對人類科學家的一次強力震撼。Alpha家族的人工智能的下一步目標又會是什麼呢？
據Alpha Fold2研究團隊的介紹，具有以下特徵的複雜問題可能會被人工智能方法一一破解：
1. 具有巨大的組合空間搜索能力才能解決的問題;
2. 具有需要優化的明確目標函數;
3. 具有大量數據或者具有一個準確有效的模擬方法.
許多人類最關心的科學和技術問題都滿足上述特徵。比如，在地球物理學領域和石油探勘領域，多年來未解決的反演問題就是一種具有海量自由度的高維空間搜索優化問題。
在同源蛋白序列結構數據很少的情況下，人工智能方法仍然無法提高對結構的預測成功率，大體與人類預測能力在同一起跑線。而基於ab initio的方法是人類勝出的希望，通過對物理、力學原理的理解和建模，人類有可能在同源蛋白結構信息稀缺的情況下獲得更優的預測結果，同時獲得對摺疊過程的機理理解。
從應用數學和力學角度破解蛋白質結構摺疊機理問題是一條不平凡的道路。在這個方向上，國內外許多學者都傾注了巨大心血。2002年，著名應用數學家林家翹先生（https://baike.baidu.com/item/%E6%9E%97%E5%AE%B6%E7%BF%98 https://en.wikipedia.org/wiki/Chia-Chiao_Lin）回到母校清華大學，爲了推進清華大學應用數學研究，林先生在清華主持創立了“周培源應用數學研究中心”，倡導蛋白質結構摺疊問題的理論研究。雖然林先生已是耄耋之年，他仍然不知疲倦地工作，爲年輕研究人員樹立了榜樣。在他的帶動下，一批朝氣蓬勃的科學工作者發奮圖強，朝着林先生開闢的嶄新研究方向不斷努力前進。
2003年，林先生在《力學進展》發表題目爲“應用數學的拓展——用一篇關於蛋白質分子的結構和功能的動理論發展的論文來說明”的文章，闡述了蛋白質結構摺疊的數理基礎。林先生認爲：蛋白質具有不同尺度的結構，能量在不同尺度之間傳遞分佈的規律與湍流渦旋的“能量級串”(energy cascade)有異曲同工之妙，更爲重要的是，蛋白質摺疊和湍流現象都是隨機過程。自然界不同現象背後往往受相同規律支配，發現這個統一的規律，這是科學家夢寐以求的目標。
雖然對蛋白質結構摺疊機理的研究仍然任重道遠，困難重重，但是人類科學家依然孜孜以求，不斷探索。
從Alpha-Go破解圍棋的事實可以發現，機器智慧與人類智慧對世界的認識存在差異。在圍棋問題上，Alpha-Go Zero脫離人類棋譜創造出了屬於機器智慧的下棋策略，其中有許多地方與人類數千年總結的經驗吻合，但是有許多地方又是人類無法理解的。人類對Alpha-Go創造的棋譜感到匪夷所思，但是卻又忘塵莫及，甚至開始嘗試學習和理解機器智慧創造的棋路。
在蛋白質結構預測問題上，相信會重複發生相同的事情。人類對蛋白質結構的理解是基於長期研究的結果，但是機器智慧從另一條蹊徑出發，卻走在了人類前面。未來會不會出現人類通過機器智慧學習和發現更多從未認識到的新知識的現象？這是很可能的。
但是，作爲靈長類智慧生物，人類創造了無法被取代的文明。從人類感情和心理學角度看，人類之間的許多現象超出了目前人工智能的計算能力，機器智慧短期內仍然無法理解和預測人類社會問題。
參考鏈接：
1.John Jumper, Richard Evans,et al. High Accuracy Protein Structure Prediction Using Deep Learning. Abstract Book, CRITICAL ASSESSMENT OF TECHNIQUES FOR PROTEIN STRUCTURE PREDICTION. 2020. （https://predictioncenter.org/casp14/doc/ ； https://predictioncenter.org/casp14/doc/CASP14_Abstracts.pdf ）
2.林家翹. 應用數學的拓展——用一篇關於蛋白質分子的結構和功能的動理論發展的論文來說明. 力學進展. 2003年02期 第161-165頁. (https://xueshu.baidu.com/usercenter/paper/show?paperid=e3347f4e3a8e8a1d43530d3b85179bb1&site=xueshu_se)
3.孫衛濤，劉俊麗. 應用數學大師——林家翹傳.江蘇人民出版. 2013年12月. (https://www.researchgate.net/publication/346657247_A_master_of_Applied_Mathematics_--_Biography_of_Chia-Chiao_Lin_yingyongshuxuedashi--linjiaqiaochuan http://www.jspph.com/Html/Book/1469/ )
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