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科学发现能自动化吗?(120530)

已有 3778 次阅读 2012-5-30 08:05 |个人分类:计算机|系统分类:科研笔记| 机器人, 数据挖掘

科学发现能自动化吗?(120530

闵应骅

     生物、医学、化学、生命科学方面的论文,SCI引用率很高,杂志的影响因子也很高,真让我们搞信息科学的人羡慕呀!可是,想一想,科学发现其实无非是做试验、分析数据、产生结果,再做新的试验吧!这个过程,现在计算机科学家都能教机器来做。

    从算盘开始,到过去的老计算机都是完成算术运算,最多是一个解决数值问题的算法。自从有了数据挖掘,它可以发现数据之间一些未知的关系。譬如,吃止痛药和心脏病发作的关系。现在,计算机科学家开始进入下一个步骤:教机器做试验,从所得数据进行推断,使用其结果再做新的试验。他们希望科学过程自动化。

    CACM最近报道,康奈尔、美国田纳西州范德堡大学,和CFD研究公司说,他们去年解决了一个复杂的生物学问题。他们研究酵母分解糖而产生能量的代谢过程。他们把新陈代谢的试验数据,运行他们的算法,使之符合一个线性方程组的理论模型。这个方程组有1000个方程。关键问题是估计方程组对数据集的符号程度,以及与模型不一致的地方在哪里。如果你能找到两个模型最不一致的地方,你就可以做出最有效的试验,去确定不同方程所产生的最大误差,进行修改,就可以找出最符合这些数据的方程组,一个完全动态的模型。这种方法能够扩展人类的科研能力。人们做试验,一次改一个参数,计算机一次可以改所有的参数。

    在药物研制中,要多次地形成假设,再进行测试。曼彻斯特大学一位计算生物学教授用称为Adam的机器人系统,在微量滴定板上进行生物学试验。只有很少的样本,但在毫米区域内运行几个不同的试验。Adam把自然的酵母细胞和一系列基因改变了的细胞进行了比较,每一次都去掉一个不同的基因,从而确定不同基因的作用。

    科学发现的自动化引起了很大争议。计算机可以做科学研究,而科研研究要研究计算机。这不是一种循环论吗?看来一些比较机械的操作,甚至是数据挖掘,可以借助计算机做繁重的、人力很难做的研究工作。不过,新的想法还是要靠人。听说最近美国的制药研究不景气。因为要验证新药对什么病有效相对比较容易;而要验证新药没有副作用就极其困难。因为副作用简直有无穷多种,无法一个一个试。如果用计算机做试验,也许会好办一些。  

 

Adam:一个机器人系统,在微量滴定板上进行生物学试验



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