GenBio · Invited Talk 02 · Samuel Stanton

来源: Invited Talk 02 · Samuel Stanton 播客: ICML 2026 · GenBio 分类: 科学 原文发表: 2026-07-10 纪要生成: 2026-07-13

基本信息

一句话概括

从"我们如何一起做科学、最终想完成什么"退一步反思:benchmark 一造就被模型饱和,而"复现(recapitulation)不等于发现(discovery)";他用一周时间在 Claude Science 里对本 workshop 的 oral 论文做真正的"后续发现"作为案例,提出一种以"真发现"为目标的新型评测范式,并论证科学因需不断创造新标准、而自动化又必须以标准化为前提,故科学不可能被完全自动化,人类在科学中仍有不可替代的位置。

背景与动机

Stanton 说本讲不谈"我们造来做科学的系统",而是退后一步,思考两个他(相信也有听众)一直在想的问题:AI 真的够格做科学了吗,还是我们在自欺?如果够格,科学里还有我的位置吗?

他给出一张"benchmark 饱和"的幻灯片:其目的不是罗列所有值得跑的 benchmark,也不是裁定谁在某一刻拥有最好的模型,而是呈现一种大家都切身感受到的现象——我们造 benchmark 的速度,赶不上模型饱和它的速度。每次系统化一种评估/评分方式,很快就被推满,只好再换新的。问题是:新的数字该是什么?

核心批评是"recapitulation is not discovery":审稿(review a paper)不是发现;设一个 training cutoff、看能否复现过去发生的发现,也不是发现——因为你已经知道答案、知道系统何时成功。

主要内容

从分子设计史看科学智能体 benchmark 的演进

他类比过去约十年的分子设计 benchmark 历程,指出科学智能体的评测正沿相同轨迹:

科学智能体的 benchmark 呈现同样进程:从能否复述已被接受的公开知识,到复现实验室 protocol、跑生信 workflow、复现整篇论文——但据他所知,我们仍未严格测试"它们能否做出发现"。这正是本讲要谈的。

什么是"发现":让系统退居幕后、聚焦世界

科研目标其实很简单:理解并塑造我们周围的世界(understand and shape the world around us)。关键在于——总有一刻,"我们用的系统"必须退居幕后,焦点变成世界本身。他强调这不是问"最佳 agent 架构是什么""延迟与准确率如何权衡",而是问关于身体如何运作的问题。

他给出跨越生物学各尺度的例子:

他主张这能被严格研究,只是我们还没试:所需的只是实验的标准化——智能体被允许回答的问题库是什么、能用什么工具、如何评估输出。为何现在就做?因为模型已经很好,而我们却在不断造更精巧的谜题、等一个"许可"再让它们真正做发现——不如直接去做我们真正想做的事。

一个"愚蠢的实验":一周内在本 workshop 上对本 workshop 论文做后续发现

Stanton 自称长期做 lab-in-the-loop 与黑盒优化、"喜欢闭环",于是给自己一周时间:在 Anthropic 新的科学智能体框架 Claude Science 里建多个 session,把本 workshop 的 oral 论文各放进一个独立 session,接上计算集群、给网页访问与 code sandbox,问:能否此刻、在这个 workshop 上,对这些 workshop 论文做出后续发现? 他向作者们致谢,与每位作者通话讨论其工作,方向从"怎么做机器学习最好"转为"我能否学到关于世界的新东西"。他昨晚计时,三篇论文各需约一小时才能讲完,故只详讲一篇,但自认在三篇上都到达了主观上很有趣的地方。

案例详解:质谱结构解析中的 m/z 203 之谜

选中的论文(不剧透过多细节)发现有 26 篇论文使用 MassSpecGym benchmark,其中若干有错误,数据集本身也有问题(尤其是 split),作者做了发现并修正底层数据集这类"无名英雄"式工作。

质谱(mass spectrometry)原理其实很简单:把分子打碎、称各碎片的重量;而且可以反过来跑——对未知分子打碎、称碎片、拼回原始结构,这个反推任务叫 structure elucidation(结构解析)

他不问"最好的质谱 agent 是谁",而是细看这份被改进的数据集。测试集左侧按化学类别拆分,其中一类很有意思——萜类(terpenoids)。他和 Claude 训练了 benchmark 里最简单的基线 Fingerprint FFN(输入谱图、预测指纹,再在指纹库里按相似度排序;若正确答案在 top-20 即算成功)。按类别看、且只看测试集中与训练集相似度很低的分子:基线在多数类 alkaloids(生物碱)上表现很差,却在 terpenoids 上做得不错。

原因是谱图里有一个许多萜类共享的特征——m/z 203。它从何而来、萜类结构里的什么在产生这个特征信号?教科书机制是 RDA(Retro-Diels-Alder,逆狄尔斯–阿尔德),其适用前提是存在带碳碳双键的环。但右侧那个分子里没有带碳碳双键的环,信号从何而来?在文献的另一角落有第二种机制——stepwise cationic(分步阳离子)机制,步骤更多、但不要求带碳碳双键的环。而且在测试集萜类范围内,另一个特征 ring CH3 count(环上甲基数) 对 m/z 203 碎片产率的预测,竟优于教科书机制 RDA。他强调:这不是宣称发现了新机制,而是"如果只盯着谱图、你未必会想到它"——这很重要,因为质谱越来越多地被用来判定我们遇到的物质由什么构成、如何组装。

这仍是观察性的,如何证明?他"像任何正常人一样直接问 Claude",Claude 给出一个很简单的实验:取像 glaucanic acid(讲者口述,语音识别为 gluonic acid) 这样的分子,把碳碳双键氢化,把原分子与氢化后分子都跑一遍质谱,看 m/z 203 是否还在——这是明天就能在实验室做的实验。

人在其中的角色,与"提交"的五要素

到达该假设/实验,他走了一条曲折路径:从一篇 benchmark 论文出发,向 Claude 问"我们今天能学到关于自然的什么"这类很高层的问题;Claude 生成大量想法,但由他从菜单里选方向、看分析结果、判定是否满意。他说 Claude"太容易气馁"——遇到零结果就想"我们还能写一篇 understanding paper 嘛",而他坚持"不写 understanding paper、不写元科学论文,我们要推出一个结果"。相比一年前,他不认为自己能完成这件事:Claude 在读文献、写并运行数据分析、重实现模型与基线、在集群上训练、跑推理、把勉强连贯的高层 prompt 转成具体假设与实验方面都极其强;连 Claude Science 里的 reviewer 功能在信息足够时也能很好地标记错误发现(当然,信息不足以判定的问题,没有 reviewer 或 verifier 能回答)。他的角色主要是设定高层方向:想要什么类型的结果、回答什么问题、哪些提案值得追、追多久后转向、以及何时判定"我们有了一个结果"。

由此他提出一种新型评测:类似 Adaptyv 竞赛但规模大得多、问题更有野心。一次合格"提交"至少应有五个要素

  1. 一个开放问题(open question)——否则就是无人听见的林中倒树,凭什么认为它重要;
  2. 一个可经验证伪的发现(empirically falsifiable finding)——这才使之成为科学(否则去开哲学 workshop);
  3. 说明你如何验证了你的发现——写科学论文其实主要是写"你如何说服自己这个疯狂想法是真的",你才是主要验证者,审稿人只是核查你的验证是否站得住;
  4. 一个后续实验(follow-up experiment)——独立于现有全部证据,下一步该收集的、能对该发现提供最强验证的证据(会议论文通常不要求,但他认为该要求);
  5. 完整的研究过程 trace——因为仅靠训练已完成的论文无法造出完全胜任的科学智能体:论文是成品,不告诉你死胡同、错误起点与如何恢复;要评估科学家面对真正未知(甚至一开始问错问题)时的表现,需要这整幅过程图景。

如何评分:他承认很难但值得一试,维度可借鉴 NIH 评审基金或 reviewer rubric 时考虑的东西;过去难以规模化,但如今有大量 LLM grader 工作,可以真正试一试。要考量:significance(若发现为真,明天我会改变什么)、方法或发现是否novel、方法是否足以支撑该 claim 且执行正确,以及一个有意思的维度——该发现是否可用一个无需巨量资源、非常锋利的实验来判定。

核心论证:科学不可能被完全自动化 + 人类的四大使命

关键点:自动化要求标准化(automation requires standardization)——在有"螺丝规格"之前无法自动化生产螺丝;因为自动化意味着你不会一直盯着它,你如何知道它仍在做当初设计它做的事?你需要一个输出标准去核查。而科学本身包含创造新标准,因此科学在做一件不能被完全自动化的事。

那么人类在未来科学中的角色?他给出四项永不会被夺走的伟大使命

  1. 定义何为共同繁荣(what it means to flourish together)——什么是善、我们应被导向的目的(ends)是什么;
  2. 判断这些目的是否已达成
  3. 见证世界(witness the world)——AI 是数字系统,其感知与我们不同,我们怎么知道看的是同一个东西?我们永远得当这件事的裁决者。思想实验:若在有相机之前就有自组装机器人,你觉得它能造出输出我们可标注图像的相机吗?多半不能,需要我们的输入。
  4. 应对永远存在的分布外(out of distribution)——AI 本质基于统计推断,永远有尾部。

他还反驳 Ilya Sutskever 那句著名的"数据是有限的、像石油/化石燃料":这是"只有计算机科学家才会说的话"——数据不需要几百万年才能生成,我现在就能通过在纸上写点东西来创造它;有限的只是我们当下创造数据的能力

结论回到两问:AI 真的够格做科学了吗?科学里还有我的位置吗?——都是"Yes"。 结尾他发布一份 survey,想更好理解科学家如何选问题、判证据、决定何时算完成,欢迎参与。

关键结论 / Takeaways

Q&A / 讨论亮点

名词 / 引用

原文发表:2026-07-10  ·  纪要生成:2026-07-13