科學(xué)塑造了從人類健康、能源生產(chǎn)到對(duì)宇宙的理解的方方面面。如果人工智能能夠加速科學(xué)發(fā)展——縮短產(chǎn)生新想法或從想法到經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的結(jié)果的時(shí)間——那么這些益處將在社會(huì)中疊加。

但在這里，創(chuàng)新的開(kāi)發(fā)速度依舊是一個(gè)限制。即使有了好的創(chuàng)意，將其轉(zhuǎn)化為實(shí)際產(chǎn)品也需要一定時(shí)間。在近期調(diào)查中，60% 的美國(guó)人表示科學(xué)和醫(yī)學(xué)突破傳達(dá)得太慢；73% 的人表示我們需要更好的方法來(lái)加快發(fā)現(xiàn)進(jìn)程；69% 的人將科學(xué)領(lǐng)導(dǎo)力視為人類的首要任務(wù)。

在 OpenAI 與范德堡大學(xué)、加州大學(xué)伯克利分校、哥倫比亞大學(xué)、牛津大學(xué)、劍橋大學(xué)、勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和杰克遜實(shí)驗(yàn)室等大學(xué)和國(guó)家實(shí)驗(yàn)室合作者共同撰寫(xiě)的論文「Early science acceleration experiments with GPT-5」中，他們?cè)敿?xì)闡述了 GPT-5 幫助研究人員以新穎方式綜合已知結(jié)果，進(jìn)行有力的文獻(xiàn)綜述，加速艱難計(jì)算，甚至生成未解命題的新證明。

相關(guān)信息：https://openaiglobalaffairs.substack.com/p/speeding-up-science-with-corrected

這些案例研究表明，在專家手中，GPT-5 正在加速科學(xué)發(fā)現(xiàn)，以及為什么這種加速很重要：

• 生物學(xué)：由 Derya Unutmaz 醫(yī)學(xué)博士領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)研究中，科學(xué)家們花費(fèi)數(shù)月時(shí)間試圖解釋人類免疫細(xì)胞中一個(gè)令人費(fèi)解的變化。GPT-5 在幾分鐘內(nèi)從一份未發(fā)表的圖表中識(shí)別出可能的機(jī)制，并提出了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明它。這種速度可以幫助研究人員更快地理解疾病，并開(kāi)發(fā)出更好的治療方法。
• 數(shù)學(xué)：另一個(gè)案例中，研究人員 Mehtaab Sawhney 和 Mark Sellke 正在解決由 Paul Erd?s 最初提出的、持續(xù)數(shù)十年的開(kāi)放性問(wèn)題。他們卡在了最后一步，而 GPT-5 貢獻(xiàn)了一個(gè)關(guān)于某個(gè)奇數(shù)如何打破模式的新想法，幫助他們完成了證明。這樣的進(jìn)展加強(qiáng)了眾多算法和安全性技術(shù)最終所依賴的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。
• 算法與優(yōu)化：研究人員 Sébastien Bubeck 和 Christian Coester 正在測(cè)試一種在機(jī)器人和路徑規(guī)劃中常用的決策方法，以求證它是否像人們所假設(shè)的那樣可靠。GPT-5 發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的、清晰的例子，表明該方法可能會(huì)失敗，并改進(jìn)了優(yōu)化中的一個(gè)經(jīng)典結(jié)果，即用于確定解決問(wèn)題最佳方法的數(shù)學(xué)方法。這類進(jìn)展有助于工程師更好地理解機(jī)器人和路徑規(guī)劃中使用的決策系統(tǒng)以及其他現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中的決策系統(tǒng)。

OpenAI for Science 是什么？

OpenAI for Science 的使命是加速科學(xué)發(fā)現(xiàn)：幫助研究人員探索更多想法，更快地測(cè)試假設(shè)，并發(fā)現(xiàn)原本需要大量時(shí)間才能揭示的見(jiàn)解。這需要 OpenAI 團(tuán)隊(duì)通過(guò)將前沿模型與合適的工具、工作流程和合作相結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。

團(tuán)隊(duì)為了獲取模型的評(píng)估，通常會(huì)與學(xué)術(shù)界、工業(yè)界和國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究人員緊密合作，從文獻(xiàn)綜述和證明生成到建模、模擬和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)這些反饋中獲取改進(jìn)的方向。

這其中的方法結(jié)合了兩種互補(bǔ)的信念。專業(yè)的科學(xué)工具與擴(kuò)展基礎(chǔ)模型。前者對(duì)于效率和精確性至關(guān)重要。后者則解鎖全新的推理能力：跨領(lǐng)域連接思想、勾勒證明、提出機(jī)制等。團(tuán)隊(duì)希望使用者在專業(yè)工具可用的時(shí)候積極采納；對(duì)于那些需要一般推理的，團(tuán)隊(duì)也在構(gòu)建針對(duì)性模型，這兩者是相互強(qiáng)化的。

GPT-5 在科學(xué)工作中的當(dāng)前狀態(tài)

科學(xué)家設(shè)定如下議程：定義問(wèn)題、選擇方法、批判思想并驗(yàn)證結(jié)果。在這個(gè)過(guò)程中，GPT-5 貢獻(xiàn)了廣度、速度以及在并行探索許多方向的能力；研究人員學(xué)習(xí)如何提出問(wèn)題、何時(shí)提出異議、如何將問(wèn)題分解為步驟，以及什么需要獨(dú)立驗(yàn)證。這就像迭代——對(duì)話并反饋直到放棄或給出解答。

早期研究中，專家使用 GPT-5 似乎能夠縮短研究工作流程的部分環(huán)節(jié)。它不會(huì)自主運(yùn)行項(xiàng)目或解決科學(xué)問(wèn)題，但它可以擴(kuò)展探索的廣度，并幫助研究人員更快地接近正確結(jié)果。

一項(xiàng)新興的能力是概念性文獻(xiàn)檢索。GPT-5 通常能夠識(shí)別思想之間的深層關(guān)系，并跨語(yǔ)言和難以獲取的來(lái)源檢索相關(guān)材料。在數(shù)學(xué)和理論計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域，GPT-5 可以在幾分鐘內(nèi)生成可行的證明大綱，將原本可能需要數(shù)天或數(shù)周的工作轉(zhuǎn)變?yōu)楦咝瓿?。在生物學(xué)和其他經(jīng)驗(yàn)科學(xué)中，該模型可以提出機(jī)制并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，以在濕實(shí)驗(yàn)室中驗(yàn)證這些假設(shè)。

實(shí)驗(yàn)中的案例研究

GPT-5 能在科學(xué)前沿重新發(fā)現(xiàn)已知結(jié)果，比如說(shuō)，尋求數(shù)學(xué)中的優(yōu)化。它協(xié)助探討了梯度下降訪問(wèn)的值序列在隨時(shí)間形成凸曲線（沒(méi)有凹陷的曲線）的情況，并給出了一個(gè)更清晰、更標(biāo)準(zhǔn)的證明，甚至從頭推導(dǎo)出了最優(yōu)界限。

相關(guān)鏈接：https://arxiv.org/abs/2503.10138

此外，它還能將一個(gè)新的幾何結(jié)果與其他領(lǐng)域聯(lián)系起來(lái)。它指出了與一個(gè)凸幾何中的得證定理相關(guān)的密度估計(jì)、學(xué)習(xí)理論和多目標(biāo)優(yōu)化方面的工作，并提出了具體的參考文獻(xiàn)，有些甚至連提問(wèn)者都未曾見(jiàn)過(guò)。

同樣，GPT-5 也可以作為合作伙伴，在多個(gè)組合學(xué)案例中，GPT-5 迅速發(fā)現(xiàn)候選結(jié)構(gòu)中的缺陷或遺漏的情況，并提出了更簡(jiǎn)單的替代方案或反例；在其他情況下，它停滯不前或未能取得進(jìn)展。盡管這未能達(dá)到提問(wèn)者對(duì)于完全合著的標(biāo)準(zhǔn)，其在壓縮時(shí)間等方面上還是卓有成效。

局限性與下一階段發(fā)展

專家監(jiān)督仍然至關(guān)重要。GPT-5 有時(shí)會(huì)虛構(gòu)看似合理的引用、機(jī)制或證明；它可能對(duì)框架搭建和預(yù)熱問(wèn)題敏感；有時(shí)會(huì)忽略特定領(lǐng)域的細(xì)微之處；若未得到糾正，它還可能遵循無(wú)益的推理路徑。對(duì)于這些活躍的研究領(lǐng)域，研發(fā)團(tuán)隊(duì)正與合作伙伴合作，在優(yōu)化未來(lái)系統(tǒng)時(shí)測(cè)量并緩解這些缺陷。

綜合來(lái)看，這些早期研究表明，GPT-5 開(kāi)始幫助進(jìn)行新型科學(xué)工作。該模型并非自主，但在專家手中，它可以幫助證明定理、重新發(fā)現(xiàn)和擴(kuò)展結(jié)構(gòu)、揭示跨領(lǐng)域的聯(lián)系，并為科學(xué)家生成機(jī)制和實(shí)驗(yàn)以進(jìn)行驗(yàn)證。

可以看到，這些系統(tǒng)隨著時(shí)間的推移和計(jì)算能力的提升而不斷改進(jìn)。如果 GPT-5 能夠在 20 分鐘內(nèi)對(duì)某些研究問(wèn)題提供有意義的幫助，團(tuán)隊(duì)預(yù)計(jì)模型的推理效果將會(huì)隨著時(shí)間而遞增。結(jié)合世界一流的科學(xué)家，這指向了科學(xué)生產(chǎn)力隨時(shí)間發(fā)生飛躍式進(jìn)步的可能性。