過去80年間,美國對科學研究的持續大力投入,以及由此湧現出的發現、思想與創新,使其躋身世界科技領導者之列。這一科學領導力不僅是美國共同繁榮與國家安全的重要基石,也為全體美國公民帶來了切實福祉。
6月16日,《科學美國人》發布了名為"美國青年科學家"的特別專欄,聚焦活躍在科研一線的青年學者,同時收錄了麻省理工學院(MIT)多位教授的評述,闡釋他們為何始終堅守好奇心驅動的科學探索,以及這種探索如何讓美國人更安全、更健康、更富裕。專欄中匯集了眾多MIT教師、學生與校友的故事,他們分享了對年輕科學家的建議,以及在充滿不確定性的時代依然保持樂觀的理由。
MIT校長Sally Kornbluth強調,好奇心驅動的研究至關重要。她指出,發現精神"是美國DNA的一部分,已為這個國家和全世界的公民創造了巨大回報"。她補充道:"我們需要的是重新致力於對美國科學的公共投資。即使我不是一所頂尖科研機構的負責人,我也會這樣說。投資美國科學不是賭博,回顧歷史,其價值毋庸置疑。"
MIT學院教授勞勃·蘭格(Robert Langer)也表示:"美國科學在過去五十年、一百年裡的成就令人嘆為觀止。"
《科學美國人》指出,MIT對探索精神的承諾體現在"好奇心使命"(Curiosity on a Mission)和生成式 AI影響力聯盟(Generative AI Impact Consortium)等項目中,這些項目致力於"以有益於社會的方式解決現實問題"。Kornbluth表示:"一方面,從技術層面來看,現在是最令人振奮的時代,我們的科學研究正處於最前沿。但另一方面,人們從未像現在這樣對科研經費的持續性感到如此不確定,尤其是那些支撐經濟發展、將在未來十年乃至二十年產生社會影響的基礎性探索科學。"
最初的火花
親歷發明的瞬間,往往能點燃一生對科學的熱情。蘇聯第一顆人造衛星"斯普特尼克"升空後,MIT教授艾倫·萊特曼(Alan Lightman)"深深著迷於自己造火箭的念頭"。在其文章《我的科學童年》中,萊特曼講述了早年的科學記憶與實驗經歷如何將他塑造成一位兼具文學與物理雙重素養的學者。
"現在比任何時候都更需要將科學與文學、哲學、歷史和藝術結合起來。在這個包括美國在內的許多地方都已迷失道德方向、弱肉強食心態盛行的世界裡,我們不僅要探索物質世界,更要發現我們自身的人性。"萊特曼寫道。
同樣,MIT教授約翰·厄舍爾(John Urschel)——一位前NFL球員——也強調了合作與廣泛興趣的重要性。
"很多優秀的研究成果,都是人們能夠借鑑不同領域、學科乃至行業的工具、方法和洞見時產生的。我希望我們能鼓勵有潛力的年輕科學家建立紮實、寬廣的知識基礎,並與自身專業領域之外的人保持頻繁交流。"厄舍爾說道。
發明與發現
《科學美國人》重點介紹了一批立志改變世界的學生與校友,他們的研究方向涵蓋神經系統疾病和能源領域的未來保障。
MIT訪問科學家愛麗絲·斯坦頓(Alice Stanton)開發了miBrain
——一種人腦3D組織模型,旨在幫助科學家為阿爾茨海默症和帕金森症開發個性化治療方案。她還研製出miBrain的微型版本——"晶片上的大腦",以更好地測試藥物療效。
斯坦頓指出:"通往有效治療的道路漫長而曲折",聯邦經費削減更是雪上加霜。"當我們有親人生病時,我們希望有治療方法,希望有辦法治癒他們。這些不會憑空出現。"她解釋道。
MIT 2008屆博士畢業生、聯邦聚變系統公司(Commonwealth Fusion Systems)CEO巴布·蒙加德(Bob Mumgaard)正致力於推動聚變能源的商業化。"無論是在聚變領域,還是在針對阿爾茨海默症和帕金森症等疾病的精準藥物設計,抑或是在創造前所未有的新材料方面,我們藉助新工具攻克這些重大難題的能力令人無比興奮。"蒙加德強調。
MIT研究生張明軒(Alex Zhang)正在研究"上下文腐化"(context rot)問題——即AI語言模型在生成大量資訊後性能逐漸退化的現象。為解決這一問題,他開發了遞歸語言模型
(RLMs),使模型能夠與自身協作、重新評估推理過程。
"我希望從事的研究,是那些我認為應當共享、能夠造福大眾的事情。"張明軒說。
科學合作的力量
當不同科學學科在MIT匯聚,會產生怎樣的效果?
MIT教授埃默里·布朗(Emery Brown)重點介紹了MIT健康與生命科學協作項目(HEALS),該項目匯聚了來自不同背景的科學家與工程師,共同應對當今最緊迫的健康挑戰。
布朗表示,在Kornbluth校長的支持下,HEALS鼓勵"教師更深入地研究和解決醫療健康問題。HEALS的熱情已經在整個校園中形成了感染力。"
MIT校友露西·瓊斯(Lucy Jones,1981年博士畢業)因推動地震公共安全工作,以及牽頭開發美國首個地震演習"大搖晃演練"(Great ShakeOut)而廣為人知。她分享了合作在科學解決現實問題中不可或缺的作用。
"解決方案必須通過合作來實現,這意味著需要花時間與政策制定者深入溝通。"瓊斯說。
瓊斯還介紹了計算技術的進步如何幫助全美各地民眾在地震來襲時更加安全。
"研究生第一年,我還在閱讀紙質地震圖。如今一切都已電腦化。我們過去要進行實地部署,現在有了永久性監測網路。我們甚至開始用光纖電纜作為地震儀。"瓊斯說,"電腦改變了一切,包括科學本身。"
美國科學的現狀
在這些專訪中,受訪者被問及美國科學界當前最需要改變什麼。許多人對聯邦經費問題表達了憂慮。
"我很幸運能與傑出的學生和博士後共事,但支撐他們發揮最佳水平的基礎設施正承受著巨大壓力:美國國立衛生研究院和國家科學基金會的資金不穩定,國際科學家面臨移民不確定性,以及公眾對專業知識的信任不斷侵蝕。"MIT教授張鋒(Feng Zhang)說道。
張鋒開發了基於CRISPR的基因組編輯工具,這一技術有望深化人類對疾病的認知並推動新療法的誕生。"如果我們不保護好自己的創新生態系統,我們的領先優勢可能會迅速喪失。"他說。
積極的進展方面,MIT教授艾倫·古斯(Alan Guth)見證了宇宙學領域的顯著進步。
"藉助新技術,我們能夠解讀、理解觀測到的現象。"古斯說,"在這些方面取得了很大進展,所以就物理學本身而言,我認為一切都很好。但對我來說,真正的問題是未來的資金前景。"
蘭格教授則表達了對美國科學與創新生態系統持久力量的信心。
"我回顧美國過去250年的創新與教育歷史,成就卓越。"蘭格說,"歷史上也曾多次遭遇挫折,經歷過世界大戰和經濟大蕭條,但人們始終堅持,不斷學習,持續探索,不斷發明。這給了我很大的希望。現在絕對不是最壞的時代。"
Q&A
Q1:MIT的生成式 AI影響力聯盟是做什麼的?
A:MIT的生成式 AI影響力聯盟(Generative AI Impact Consortium)是MIT推動科學探索的重要舉措之一,旨在以有益於社會的方式解決現實世界中的實際問題。該聯盟與"好奇心使命"項目共同體現了MIT對探索精神的承諾,將前沿技術研究與社會價值相結合,推動科技成果惠及更廣泛的人群。
Q2:miBrain是什麼?它在醫療研究中有什麼作用?
A:miBrain是MIT訪問科學家愛麗絲·斯坦頓開發的一種人腦3D組織模型,主要用於幫助科學家為阿爾茨海默症和帕金森症開發個性化治療方案。斯坦頓還研製出了其微型版本"晶片上的大腦",以更精準地測試藥物療效。然而,聯邦經費削減給這類研究帶來了額外挑戰,斯坦頓強調,有效的治療方法不會憑空而來,需要持續的資金支持。
Q3:遞歸語言模型(RLM)是如何解決AI"上下文腐化"問題的?
A:"上下文腐化"是指AI語言模型在生成大量資訊後性能逐漸退化的現象。MIT研究生張明軒針對這一問題開發了遞歸語言模型(RLMs),其核心思路是讓模型與自身協作,對已有的推理過程進行重新評估和修正,從而在持續生成內容時保持更穩定的輸出質量。這一研究方向旨在從根本上提升大語言模型的長程推理能力。






