AI将改变物理世界：能源、制造和医疗革命即将来临 2024-08-04 作者 C3P00 雷·库兹韦尔：人工智能不仅仅是数字革命，更将彻底改变人类生活 在数字世界掀起波澜之后，人工智能(AI)正准备跨越虚拟与现实的鸿沟，向物理世界发起冲击。这场革命性的变革将给人类带来无数好处，但其中三个领域的影响尤为深远：能源、制造业和医药。作为在AI领域工作了61年的资深专家，我有幸见证了这一技术从科幻小说般的构想逐步成为全球关注的焦点。然而，大多数评论都忽视了像ChatGPT和Gemini这样的大型语言模型如何融入一个更宏大的故事中。 太阳能：清洁能源的未来之星 能源是人类文明最基本的资源之一。两个世纪以来，世界一直依赖着肮脏、不可再生的化石燃料。然而，仅利用地球接收阳光的0.01%就足以满足人类所有的能源消耗。自1975年以来，太阳能电池每瓦容量的成本已经下降了99.7%，使得全球太阳能装机容量增加了约200万倍。那么，为什么太阳能还没有成为主导能源呢？ 问题主要有两个方面。首先，光伏材料仍然太昂贵且效率不高，无法完全取代煤炭和天然气。其次，由于太阳能发电量存在昼夜和季节性的变化，需要存储大量能源以备不时之需——而当今的电池技术在成本效益上还不够理想。物理定律表明，在这些方面有巨大的改进空间，但化学可能性的范围如此之大，以至于科学家们的进展一直非常缓慢。 相比之下，AI可以在模拟中快速筛选数十亿种化学成分，并且已经在推动光伏和电池领域的创新。这一进程正准备大幅加速。直到2023年11月之前的整个人类历史中，我们只发现了约20,000种可用于各种技术的稳定无机化合物。然而，谷歌的GNoME AI一夜之间就将这个数字增加到了421,000。这仅仅是材料科学应用的冰山一角。一旦智能水平更高的AGI（通用人工智能）找到完全优化的材料，大型光伏项目将变得可行，太阳能将变得如此丰富，几乎可以免费使用。 制造业革命：从稀缺到丰裕 能源的丰富将引发另一场革命：制造业的变革。几乎所有商品的成本——从食品和服装到电子产品和汽车——主要来自几个共同因素，如能源、劳动力（包括研发和设计等认知劳动）和原材料。AI正在大幅降低所有这些成本。 在廉价、丰富的太阳能之后，下一个组成部分是人类劳动力，这通常是艰苦和危险的。AI在机器人技术方面正在取得重大进展，可以大大降低劳动力成本。机器人技术还将降低原材料提取成本，而AI正在寻找用锆、硅和碳基石墨烯等常见元素替代昂贵稀土元素的方法。总的来说，这意味着大多数种类的商品将变得异常便宜和丰富。 这些先进的制造能力将使计算的性价比保持过去一个世纪的指数轨迹——自1939年以来提高了75万亿倍。这是由于一个反馈循环：今天最先进的AI芯片被用来优化下一代芯片的设计。就每秒每美元的计算次数而言，去年11月最好的硬件可以达到480亿次。而英伟达新的B200 GPU已经超过5000亿次。 生物医学革命：从近似到精确 随着我们建立起模拟生物学所需的巨大计算能力，我们将解锁AI带来的第三次物理革命：医学。尽管在过去200年中取得了巨大进展，但我们对人体的理解仍然建立在混乱的近似之上，这些近似通常对大多数患者来说大体正确，但可能对你个人并不完全适用。每年有数万美国人因服用研究表明应该有帮助的药物而死亡。 然而，AI正开始将医学转变为一门精确的科学。分子生物模拟——一种帮助研究人体和药物作用机制的精确计算机建模——可以快速评估数十亿个选项，找到最有前景的药物，而不是在实验室中进行耗时的试错。去年夏天，第一种由AI从头到尾设计的药物进入了二期临床试验，用于治疗特发性肺纤维化，这是一种肺部疾病。现在，数十种其他由AI设计的药物正在进入临床试验阶段。 随着模拟融入AI带来的更丰富数据，药物发现和试验流程将被大大加速。在2022年之前的整个人类历史中，科学家们只确定了约19万种蛋白质的形状。而在那一年，DeepMind的AlphaFold 2发现了超过2亿种，这些发现已免费向研究人员开放，以帮助开发新的治疗方法。 还需要进行更多的实验室研究来准确填充更大的模拟，但路线图已经很清晰。接下来，AI将模拟蛋白质复合物，然后是细胞器、细胞、组织、器官，最终是整个身体。 这最终将取代今天的临床试验，后者昂贵、风险高、速度慢且统计学上缺乏说服力。即使在三期试验中，可能也没有一个受试者在基因、生活方式、合并症、药物相互作用和疾病变异等所有相关因素上与你完全匹配。 数字试验将让我们能够为每个患者量身定制药物。这潜力令人惊叹：不仅可以治愈癌症和阿尔茨海默病等疾病，还可以消除衰老本身的有害影响。 长寿逃逸速度：人类寿命的飞跃 今天，科学进步每年为普通美国人或英国人增加6到7周的预期寿命。当AGI让我们完全掌握细胞生物学时，这些增长将急剧加速。一旦预期寿命的年度增长达到12个月，我们就将实现”长寿逃逸速度”。对于那些勤于保持健康习惯并使用新疗法的人来说，我相信这将在2029年到2035年之间发生——届时，衰老将不会增加他们的年度死亡概率。由于计算的价格性能指数呈指数级提高，起初昂贵的AI驱动疗法将很快变得广泛可用。 这是AI最具变革性的承诺：更长、更健康的生命，不再受制于自人类诞生以来一直限制我们的稀缺和脆弱。 结语：AI时代的新篇章 随着AI技术的不断进步，我们正站在一个新时代的门槛。能源、制造和医疗领域的革命性变化将重塑人类社会的方方面面。廉价清洁的能源将推动经济增长，先进的制造技术将使商品更加affordable，而精准医疗的发展则有望大幅延长人类寿命。 然而，这一切的实现还需要时间和持续的努力。我们必须谨慎地权衡AI带来的机遇和挑战，确保这些技术造福全人类，而不是加剧不平等。同时，我们也要保持警惕，防范可能出现的风险和滥用。 无论如何，AI正在开启一个充满无限可能的新时代。我们有理由对未来充满期待，同时也要为迎接这个新时代做好准备。让我们共同努力，塑造一个更美好、更智能的未来。 参考文献： Kurzweil, R. (2024). Ray Kurzweil on how AI will transform the physical world. The Economist.✅ DeepMind. (2022). AlphaFold: A solution to a 50-year-old grand challenge in biology. Nature. Google. (2023). GNoME AI: Accelerating materials discovery. Google AI Blog.
雷·库兹韦尔：人工智能不仅仅是数字革命，更将彻底改变人类生活
在数字世界掀起波澜之后，人工智能(AI)正准备跨越虚拟与现实的鸿沟，向物理世界发起冲击。这场革命性的变革将给人类带来无数好处，但其中三个领域的影响尤为深远：能源、制造业和医药。作为在AI领域工作了61年的资深专家，我有幸见证了这一技术从科幻小说般的构想逐步成为全球关注的焦点。然而，大多数评论都忽视了像ChatGPT和Gemini这样的大型语言模型如何融入一个更宏大的故事中。
太阳能：清洁能源的未来之星
能源是人类文明最基本的资源之一。两个世纪以来，世界一直依赖着肮脏、不可再生的化石燃料。然而，仅利用地球接收阳光的0.01%就足以满足人类所有的能源消耗。自1975年以来，太阳能电池每瓦容量的成本已经下降了99.7%，使得全球太阳能装机容量增加了约200万倍。那么，为什么太阳能还没有成为主导能源呢？
问题主要有两个方面。首先，光伏材料仍然太昂贵且效率不高，无法完全取代煤炭和天然气。其次，由于太阳能发电量存在昼夜和季节性的变化，需要存储大量能源以备不时之需——而当今的电池技术在成本效益上还不够理想。物理定律表明，在这些方面有巨大的改进空间，但化学可能性的范围如此之大，以至于科学家们的进展一直非常缓慢。
相比之下，AI可以在模拟中快速筛选数十亿种化学成分，并且已经在推动光伏和电池领域的创新。这一进程正准备大幅加速。直到2023年11月之前的整个人类历史中，我们只发现了约20,000种可用于各种技术的稳定无机化合物。然而，谷歌的GNoME AI一夜之间就将这个数字增加到了421,000。这仅仅是材料科学应用的冰山一角。一旦智能水平更高的AGI（通用人工智能）找到完全优化的材料，大型光伏项目将变得可行，太阳能将变得如此丰富，几乎可以免费使用。
制造业革命：从稀缺到丰裕
能源的丰富将引发另一场革命：制造业的变革。几乎所有商品的成本——从食品和服装到电子产品和汽车——主要来自几个共同因素，如能源、劳动力（包括研发和设计等认知劳动）和原材料。AI正在大幅降低所有这些成本。
在廉价、丰富的太阳能之后，下一个组成部分是人类劳动力，这通常是艰苦和危险的。AI在机器人技术方面正在取得重大进展，可以大大降低劳动力成本。机器人技术还将降低原材料提取成本，而AI正在寻找用锆、硅和碳基石墨烯等常见元素替代昂贵稀土元素的方法。总的来说，这意味着大多数种类的商品将变得异常便宜和丰富。
这些先进的制造能力将使计算的性价比保持过去一个世纪的指数轨迹——自1939年以来提高了75万亿倍。这是由于一个反馈循环：今天最先进的AI芯片被用来优化下一代芯片的设计。就每秒每美元的计算次数而言，去年11月最好的硬件可以达到480亿次。而英伟达新的B200 GPU已经超过5000亿次。
生物医学革命：从近似到精确
随着我们建立起模拟生物学所需的巨大计算能力，我们将解锁AI带来的第三次物理革命：医学。尽管在过去200年中取得了巨大进展，但我们对人体的理解仍然建立在混乱的近似之上，这些近似通常对大多数患者来说大体正确，但可能对你个人并不完全适用。每年有数万美国人因服用研究表明应该有帮助的药物而死亡。
然而，AI正开始将医学转变为一门精确的科学。分子生物模拟——一种帮助研究人体和药物作用机制的精确计算机建模——可以快速评估数十亿个选项，找到最有前景的药物，而不是在实验室中进行耗时的试错。去年夏天，第一种由AI从头到尾设计的药物进入了二期临床试验，用于治疗特发性肺纤维化，这是一种肺部疾病。现在，数十种其他由AI设计的药物正在进入临床试验阶段。
随着模拟融入AI带来的更丰富数据，药物发现和试验流程将被大大加速。在2022年之前的整个人类历史中，科学家们只确定了约19万种蛋白质的形状。而在那一年，DeepMind的AlphaFold 2发现了超过2亿种，这些发现已免费向研究人员开放，以帮助开发新的治疗方法。
还需要进行更多的实验室研究来准确填充更大的模拟，但路线图已经很清晰。接下来，AI将模拟蛋白质复合物，然后是细胞器、细胞、组织、器官，最终是整个身体。
这最终将取代今天的临床试验，后者昂贵、风险高、速度慢且统计学上缺乏说服力。即使在三期试验中，可能也没有一个受试者在基因、生活方式、合并症、药物相互作用和疾病变异等所有相关因素上与你完全匹配。
数字试验将让我们能够为每个患者量身定制药物。这潜力令人惊叹：不仅可以治愈癌症和阿尔茨海默病等疾病，还可以消除衰老本身的有害影响。
长寿逃逸速度：人类寿命的飞跃
今天，科学进步每年为普通美国人或英国人增加6到7周的预期寿命。当AGI让我们完全掌握细胞生物学时，这些增长将急剧加速。一旦预期寿命的年度增长达到12个月，我们就将实现”长寿逃逸速度”。对于那些勤于保持健康习惯并使用新疗法的人来说，我相信这将在2029年到2035年之间发生——届时，衰老将不会增加他们的年度死亡概率。由于计算的价格性能指数呈指数级提高，起初昂贵的AI驱动疗法将很快变得广泛可用。
这是AI最具变革性的承诺：更长、更健康的生命，不再受制于自人类诞生以来一直限制我们的稀缺和脆弱。
结语：AI时代的新篇章
随着AI技术的不断进步，我们正站在一个新时代的门槛。能源、制造和医疗领域的革命性变化将重塑人类社会的方方面面。廉价清洁的能源将推动经济增长，先进的制造技术将使商品更加affordable，而精准医疗的发展则有望大幅延长人类寿命。
然而，这一切的实现还需要时间和持续的努力。我们必须谨慎地权衡AI带来的机遇和挑战，确保这些技术造福全人类，而不是加剧不平等。同时，我们也要保持警惕，防范可能出现的风险和滥用。
无论如何，AI正在开启一个充满无限可能的新时代。我们有理由对未来充满期待，同时也要为迎接这个新时代做好准备。让我们共同努力，塑造一个更美好、更智能的未来。
参考文献：