从芯片到生物学 附对话实录 黄仁勋最新访谈揭示生物革命即将来临

出品 | 搜狐科技

作者 | 王一鸣

编辑|杨锦

7月3日消息,2024 Recursion下载日(Download Day)在美国犹他州盐湖城举行,英伟达CEO黄仁勋与美国AI生物科技公司Recursion联合创始人克里斯·吉普森(Chris Gibson)展开了对话,畅想了未来AI生物革命。

黄仁勋对员工“喊话”,生成式人工智能正在改变一切,英伟达处于这场工业革命的中心,你们将会彻底改变全人类。

英伟达曾在去年7月宣布与Recursion建立合作伙伴关系,向Recursion提供5000万美元的公共股权融资私人投资。Recursion通过英伟达的超级计算机,加速研发新的药物。

今年5月,Recursion宣布完成BioHive-2的搭建,由英伟达DGX AI超级计算提供支持,这是全球制药公司全资拥有和运营的最快的超级计算机。

BioHive-2比其前身 BioHive-1快四倍,而且此超级计算机能够开发新的基础模型,如Phenom-1和Phenom-Beta,这极大缩短研发新药物过程所需的时间。

英伟达生命科学业务发展全球主管Rory Kelleher表示:“加速计算与生成式AI的强大功能相结合,正在推动制药行业进入一个全新且领先的药物发现时代。”

以下是对话实录精编:

职业生涯的开始

吉普森: 上次我们对话时,您谈到了自己早期的职业生涯,硅芯片行业如何以实验室和经验为基础,转变到目前完全计算机模拟。我们可以从这种转变中吸取到哪些生物学领域的教训?两者有相似之处吗?能否谈谈这方面的情况?

黄仁勋: 两者绝对有相似之处。我的职业生涯始于 41年前,当时正是计算机辅助设计 (AED) 开始取得进展的时期。这种技术诀窍是用“方法论”这个词来描述和介绍的。在那之前,没有人使用“方法论”这个词。它的灵感来自Lynn Conway的一本书。基于第一性原理,简化了芯片设计方法,从而能够制造出巨大的芯片。Lynn Conway的书确实启发了整整一代芯片设计师。

这三种要素结合在一起:算法、算力和专业技能。这正在生物行业中发展。在芯片设计领域,专有技术并不涉及生物行业所需的数据量,但如果你了解Recursion的基础本质,就会发现这三种要素就会发挥作用。一系列新的算法,称为深度学习、超级计算能力和机器人实验室的专业知识,这些算法系统地生成数据以从中学习。

40年前,我第一次在芯片设计中看到了它,令人惊奇的是,我的上级把所有的时间都花在了实验室里。我是第一代在实验室内外都感到自在的人。那个时候芯片设计师可不是像今天一样常驻实验室,他们几乎不去实验室,但他们去实验室的唯一原因是为了party... 你想象一下:1万名工程师一起工作三到四年。他们把所有的工作都放到一个芯片中,然后它回到一个由数千个芯片组成的庞大系统中。新的芯片的设计在我们之前构建的芯片中完成。用目前的芯片创造下一代芯片,我们设计算法来设计下一代芯片,它以这种方式递归(Recursion)。

吉普森: 这样的发展趋势是必须的吗?

黄仁勋: 大多数人会告诉你,这不可能成功。早期的人遭受了巨大的痛苦,所以当它开始往顺利的方向发展时,他们不敢相信。

而我们可以改变晶体管的结构,然后用它们进行设计。我们重塑晶体管,直到它们按预期结果运行。假如我们不能预测一个晶体管或芯片的情况,那么边缘条件下会失败。我们有一套“设计规则”,事实证明我们的晶体管真的很小。

所以我们有设计规则和方法论,要让我们的芯片设计要遵循我们理解的事物行事,直到我们可以达到一定的极限。

你们的挑战会更难,因为你必须要了解生物制剂的行为、特性和属性。

好消息是,你们终于拥有了实现此目标所需的技术。使用机器人实验室、机器学习和超级计算机,你们距离理解生命的意义近在咫尺。

利用AI理解生命

吉普森: 英伟达在遇到这些问题时已经处在行业最前沿的位置,是跨行业公司的先行者,因此你们在医疗领域的立场备受关注。我听说你们有三个原则:问题是否有挑战、英伟达能否做出独特的贡献,以及它是否会产生影响。生命科学和医疗行业是艰辛的,但具有深远影响力。英伟达能在医疗领域做出哪些独特贡献?您对医疗领域前景的展望是什么?

黄仁勋: 很多人选择做一些前人做过的事,追求最快投资回报率,这没问题,但我们并非如此。

我们的个性是迫切希望做一些以前没有人做过的事情,如果我们不做,其他人根本不会做。如果你选择得当,你不仅会享受过程,还可以做出真正的贡献,过上有目标的生活。这是我们的DNA,这刻画了英伟达。

理解生命的语言和在计算机中进行药物发现是一个非常困难的问题。我们可以为此做点什么?有三个组成部分:算法、计算和方法论。我们可以为这三件事中的两件做出深刻的贡献。

我们没有这一领域专业知识,也不渴望它,因此我们可以成为一个伟大的合作伙伴。我们希望帮助每辆车尽可能地自动化,并且达到安全标准,实现自动驾驶,但我们不想成为一家汽车公司。我们希望 AI 能够尽可能安全、快速和更有效率地发展,但我们不想运行并提供大型语言模型服务。

我们不想成为行业领导者,而是希望让这个行业拥有领导者。

实现地球全天气候模拟

吉普森: 说到我们的合作伙伴关系,我们的团队和你们的团队一直在数据中心过夜。我们用了三周时间就把BioHive-2架设起来了,它现在是Bio-Farma中最快的超级计算机。最快的超级计算机是我们这样的小公司而不是大型生物制药公司建造和运营,您是否感到惊讶?

黄仁勋: 英伟达是第一家制造超级计算机的芯片公司。事实证明,这是一个正确的决定。正如特斯拉是第一家制造超级计算机的汽车公司。

曾经有一段时间,我认为我们将拥有足够大的超级计算机,能够对世界上一公里或几百英尺内的每个地区进行精确到分钟的天气模拟。现在我们明确地了解到,这几乎不可能。即使有了英伟达的加速计算系统,它仍然需要十亿倍的算力,而十亿倍大的算力则需要几十年的时间才可照进现实。但是我仍然憧憬在我们的有生之年能够见证这样拥有巨大计算能力的系统。

至于解决这个问题的方式,举个例子,在我们的计算机图形学世界中,使用的技术叫光线追踪(Ray Tracing)。我们原以为光线追踪还需要三十年的时间。现如今,我们使用的是路径追踪(Path Trace),它比光线追踪更加高级和先进。我们解决这个问题的方式和效果是很棒的,也就是说,我们模拟一个像素,并利用AI去猜测其他 64 个像素。

我们在气候问题上也在做同样的事情。我们了解物理学,我们不必细节地去模拟每个蛋白质和每个细胞的物理特性。我们了解天气的物理学,所以我们不需要模拟每平方公里的物理特性。我们可以教AI如何预测物理学,让AI告诉我们会发生什么。我们不是想了解天气的因果关系,只想知道今天下午的天气会是什么样子。

如果你相信你的公司从根本上是关于智能的,你的公司不是在生产药品,而是在孵化能够生产药品的人工智能。如果这就是人工智能被放大和应用的方式,那么你怎么可能缺少人工智能的工具呢?

当你通过第一性原理思考时,能够实现下一个飞跃。

这个世界是一个巨大的深度学习模型

吉普森: 作为创始人、早期员工和富有远见的开拓者,您如何有信心在几十年内持续取得进展?

黄仁勋: 首先,我们尽可能从第一性原理推理事物。我们是一个通用函数近似器,你和我深处在一个巨大的深度学习模型,如果输入没有改变,为何输出应该改变?

我几乎每天都在不断挑战我的推理。

你要尽可能地了解情况,尽可能地讲道理,并尽可能地回到第一性原理。最后,所有伟大的事情发生总是需要信仰飞跃。

我们相信通用计算是不可能适用每种计算类型的。例如,如果你查看 CPU,则 ALU 正在执行该工作。ALU只占百分之几,就像一家公司,负责工作的工程师只有3%,另外 97%都是做管理开销的。这就是通用计算。

我们并不是要取代通用计算,我们认为 CPU 的存在是有原因的。但为何不去增强它呢?我们称之为加速计算,而不是并行计算,并行运算有点与序列运算相对立,单线程代码和多线程代码都可以同时存在。我们从第一性原理推断,如果我们要找到一种方法来让它成为计算机的本质,同时每台计算机都有这些属性,并且有一个很好的编程模型来处理这种复杂性,那么我们就可以真正改变计算。

找到应用场景至关重要,我们一个接一个进行探索。我们发现的第一个是计算机图形学。这是一个非常明智的选择。随之而来的是图像处理、分子动力学、粒子物理学和流体学等等。我们一直不断在寻找自己的路,直到有一天我们发现了深度学习。

“英伟达可能在30天内倒闭”

吉普森: 大概是18还是24个月前我们第一次见面时,你告诉 Ben 和我一些事情,每家公司的自然状态都是离死亡还有30天。这大概能引起每个创业公司创始人的深刻共鸣,但我认为你的观点可能会让人们感到惊讶,这可能也是因为你觉得英伟达如此成功的原因之一。这种理念从何而来,尤其是在你现在所处的公司阶段,我们所有人都可以从这种理念中学到什么?

黄仁勋: 我认为英伟达是一家非常自信的公司,你必须这样做才能做伟大的事情,但不能自满。介于自信和不安全感之间,我们就是这样生存的。我们始终相信我们可以做伟大的事情,但如果我们不继续做伟大的事情,我们就会停止去做。当我早上醒来时,今天早上也不例外,所有的想法都是我脑海中浮现的第一件事:昨晚应该解决却没有解决的问题。

我醒来时会想,“早上好,这问题很有挑战性。”我一直把它们内化为存在主义,如果你不处理这些事情,最终它会变得很困难,所有一切都会终结。我在1993年也有这种感觉,今天早上也有这种感觉。我可能需要治疗。不,我只是在开玩笑。我认为对于一位正常的成年人来说是件好事,一方面要相信自己可以完成之前没有人做过极其困难的事情。另一方面,要真正意识到你必须继续努力,永不满足,不要自满。

很久以前,我每周五都会与员工分享我们的财务状况。我会直接用笔记本电脑给他们展示电子表格。有人说, “Jensen,我们的现金储备在6月份就会短缺。” 我说, “是的,如果我们在那之前没有收入,我们就会面临破产。” 有位工程师问道:“那是什么意思呢?”我说,“这只是意味着,如果我们在30天内赚不到更多的钱,我们就会倒闭。”我只是从字面上说了这意味着什么。我不是想评判什么的。我只是说,“嘿,这是什么意思?30天后,如果我们不这样做,我们的钱就会用完。”

然后有人问我们该如何解决破产问题?其实我们有两个选择,挣钱或者筹集,我不确定我们当时擅长哪一个。我只想提醒大家,我们真的必须保持专注全力以赴,因为如果我们不这样做,我们真的会在30天内面临破产。

有一天,我们上市了,正在开一个公司会议。有人问: “Jensen,我们听有传言说英伟达可能在30天内倒闭。 ”我说,“嘿,听着,如果我们在接下来的30天内不做我们的工作,我们总有一天可能会倒闭。

所有的新员工都惊慌失措。我想表达的是,作为一家初创公司,每一天至关重要。你做出的决定、你做的事情、你雇用的人、成就、你创造的文化,所有这些事情都可以决定公司的结局,是充满活力、走向成功,还是在 30 天内倒闭。

你我都是志愿者,拥有改变全人类的能力

吉普森: 在我们这个行业中,我们的必然结果是,我们了解了一些我们希望有一天能够治疗的患者。这些病人正在等待,每一天都很重要。

黄仁勋:我们是志愿者,你们百分之百都是志愿者。 你之所以自愿在这里工作,是因为你相信使命和信念,你喜欢这里的团队,你认同你正在做的事情。

你们正在经历你们所在行业的非平凡时期。你必须意识到,你的工作工具在60年间都没有被这么彻底地经历这场技术革命。在我出生后的第二年,IBM宣布了System 360,它是通用计算机架构的基础原型,这样的架构一直延续到现在。突然之间,我们创造了一种叫做加速计算,最重要的是它衍生出了一种新的计算模型叫做生成式人工智能。它正在改变一切:软件的编写方式,软件的处理方式,我们可以编写的软件类型,以及我们可以第一次解决的问题类型。我们正在经历一场技术革命,它正在深刻地改变每一个行业。

英伟达,处于这场工业革命和计算革命的中心,我感到非常荣幸。 对于你们而言,这是一个千载难逢的机遇,这是你们能够利用这样的技术能力来彻底改变全人类的行业之一,这种机遇非常难以置信。这对你们所有人来说都是千载难逢的机会。 如果你们能把两天的工作量在一天内完成,我一定会支持。这对你们所有人来说都是最有趣和最激动人心的时刻,我想对你们所有人说,我很嫉妒你们,但是我为你们感到骄傲!


谈如何评价一节生物课

老师教学态度教学涉及范围学生听课效率,活跃程度

谈如何评价一节生物课?

听课与评课是生物教师教学常规的重要部分,也是生物教师业务上相互交流、相互学习与观摩的良好机会。 现代生物学教学要求教师的听课不应只停留在一般听的层次上,还应学会分析所听的课并予以正确的评价,这对一个生物教师教学水平的提高、教学思想的完善、教学特色的形成都起着不可忽视的作用。 一、评课的基本要求1评课前要做好准备工作,对该堂课的教材内容、难点、重点及大纲的要求要有一定的了解。 对该课所用的教具、标本等也应尽可能的熟悉,并做一个大概的课堂设计,以便听课时 的观摩和课后的交流。 2评课应以评估在一堂课中教师的教学水平和教学质量为主,尽量避免单纯评估教师的专业水平或与其职称相联系,并做到公正、客观、准确。 3对于生物教师来说,评课是一个学习的过程,所以,评课应以交流和观摩为形式,相互学习和共同提高为目的,尽量避免挑刺式的评课,尤其对评青年教师的课更应如此。 4评课和听课都要有记录,但应体现在教学设计、教学方法等方面,避免实录式的评课记录。 二、评课的基本内容1定教学目标,教学目标是指教师要求学生通过教学过程达到的学习成果和行为。 评课时 ,可以通过教师的教案及教学过程,看教师能否明确教材意图,熟悉教材,准确把握和构建如下三个基本目标。 ①知识目标:要明确本节课的知识点及教学目标要求,按大纲要求安排教学。 ②能力目标:应重视学生的智力开发和能力培养,如:认知能力、思维能力、动手能力等,明确培养方法。 ③德育目标:较好地发掘教材的思想性,有机结合教材内容,不留痕迹地对学生进行必要的思想品德教育和辩证唯物主义教育,以达到提高学生的爱国意识和科学素质,建立正确人生观 的目的。 3观教学方法:教学方法是指完成教学目标而采取的手段。 这是课堂教学中最能体现一个教师的教学风格、教学能力和教学素质的重要环节。 尽管生物教学方法百花齐放,教无定法,但都应该遵循科学性原则、启发性原则、直观性原则、循序渐进原则和巩固性原则。 这些原则在教学中可以综合体现在如下几方面。 ①根据教学内容和学生的实际,选择适当的教学方法面向全体学生,因材施教、因人施教。 在教学过程中重点突出,难点化解巧妙。 体现教师为主导,学生为主体的教风,较好地达成知识目标。 ②重视对学生的学法指导,导学方法合理,重视对学生智力开发和基本功训练,促进学生的全面发展和主动发展,完成能力目标。 ③生物课堂教学中,直观性是一个很重要的教学原则,教师应充分利用现有教学资源,充分发挥直观教具(如实物、标本、模型、挂图等)及现代教学设施(如各种电教媒体)的作用,并在直观教具的使用中体现适时、适度和时效性,不搞花架子。 ④在教学上有改革创新精神,在教学方法、教具制作、教学媒体的运用和软件设计上有特性,体现教师的教学个性。 ⑤教学时间分配合理。 4看课堂效果:一堂课的教学效果不容易量化评估,应从教学目标的达成度上去评估,不妨从如下三方面去衡量。 ①教学任务的按时完成。 ②课堂气氛好,学生学习积极性高,主动参与和配合教师教学。 ③课堂练习和提问正确率高,学生回答问题时,生物学用语准确、严谨。 5评教师素质:对教师素质的评判应把重点放在教学基本功上。 ①专业知识:生物学基础理论扎实,专业知识面广,教学中无科学性错误。 ②教态:仪表端庄,教态自然,举止大方。 ③语言:用普通话上课,语言准确、生动、简炼,生物学用语严谨,形体语言自然、明确。 ④实验操作:在课堂上,教师对实物标本、挂图模型的展示时机、位置把握得当,照顾到全体学生。 课堂展示和实验操作熟练准确,堪为学生表率。

死亡降临时会发生什么?

山姆·伯弥亚博士是纽约维尔·康奈尔医学中心的成员,他是世界一流的研究死亡科学的专家。 前不久,帕弥亚和他的同事宣布了“人类意识研究项目”的第一阶段主要实施计划:为期三年的对超出生物学范围的“濒死体验”研究。 这项被称为“重生时的意识”的研究项目涉及欧洲、加拿大和美国25个主要医学中心的合作,将调查大约1500名从心脏病突发中恢复过来的幸存者。 《时代周刊》与帕弥亚的对话涉及该研究项目的起源、对象以及人类的意识和大脑的区别。 本研究项目将用怎样的方法来测试和确认人们对于“濒死体验”的陈述? 正如你想象的那样,当心脏停止跳动时,就没有血液进入大脑,大脑活动将于10秒种之内停止。 然而事情似乎又不完全是那样,从心跳停止状态下恢复过来的人群中,包括心跳停止几分钟直到一个小时以上的,大约有10%—20%的人报告他们当时是有意识的。 关键问题在于这是真实的意识呢,还是仅仅是某种幻象?因为这些病人都声称能看见天花板上的所有东西,所以唯一分辨的方法,是安放一些只有在天花板上能看到的图片,这些图片在别的地方是看不到的。 这样,假如我们能够有200—300例临床死亡后又恢复过来的病人,让病人说出看到我们做了什么,看见了哪些图片,就能确认脑功能停止后意识是否真正能持续的问题。 你们的研究项目和社会上对于死亡的理解关系怎样呢? 人们通常把死亡理解为瞬间的事,你要么活着,要么死了,这就是社会上对于死亡的定义。 但是临床上对于死亡的定义是心脏停止跳动,肺停止呼吸,结果导致大脑本身停止工作。 当医生用一束光线去照射病人的眼珠时,应表现为没有反映。 眼睛的反映是受脑干控制的,而脑干正是保持生命存活的关键区域,假如脑干停止工作,就意味着大脑本身不工作了。 这时,我会把护士叫进来,确认病人已经死亡。 五十年以前,到了这一步,人们便没有回天之术了。 科技怎样来回应“死亡是瞬间的”这一说法呢? 如今,科技已经进步了,我们可以把病人挽救过来。 事实上,现在正在研发的某些药物,可以真正做到延缓脑细胞受损的过程,延缓死亡,不过我不清楚这种药物是否已经供应市场。 想象一下,在十年之后,你有一个心脏刚刚停止跳动的病人,这种神奇的药物能把所有事情延缓下来,本该一个多小时发生的事情延长到两天以上。 随着医学的发展,我们可以解决很多很多伦理问题。 但是对于病人,这段时间里发生了什么呢?正在发生的事情是怎样的呢?由于大脑得不到供血,脑细胞会剧烈活动以保持存活。 脑细胞大约在5分钟之内开始受损或发生变化,一个小时之后便损坏严重,这时就是我们再使心脏恢复跳动并开始供血,病人也不能存活了,因为脑细胞的变化已经太大了。 然后脑细胞继续变化,一两天之内,身体开始腐烂。 所以死亡不是瞬间发生的,而是一个过程,事实上开始于心脏停止跳动之时,直到身体全部消解,所有细胞腐烂。 然而归根到底,重要的问题在于:人的意识怎样了呢?在死亡过程中,人类的心智和意识发生了怎样的变化呢?是否随心脏停止跳动而立即停止了?是在最初的2秒之内,还是在2分钟之内停止活动的?我们知道,脑细胞在死亡的过程中是连续变化的,那么究竟是在10分钟后,还是在半小时后,甚至一小时后停止工作的呢?关于这些,目前我们并不知道。 你初次与有“濒死体验“的人访谈是怎样的呢? 我睁大眼睛,虚心倾听。 你可以看到,他们都是一些不求名利的体面人,许多情况下,他们没有将这些事情告诉过任何人,因为他们怕别人会因此而对他们有偏见。 我从十多年前开始这项研究以来,已经访谈过大约500人,病人对濒死体验的描述有很大的一致性,是一种现实。 我设法与在场的医生和护士交流,这些医生护士也说有病人向他们报告过相同的体验,他们对此无法解释。 我在我写的《死亡来临时会发生什么》这本书里,记录了其中的几例,因为我想要人们从不同的角度来观察这个问题——不仅从病人的角度,还要从医生的角度——看一看医生遇到了这样的病人,并被告知发生了什么,他的感觉会是怎样的。 有一位与我交谈过的心脏病专家说,他没有把这样的事情告诉任何人,他的病人能够把他说的话和做的事描述得很详细,他对此说不出道理,感到实在不可思议,决定把这件事情彻底忘记。 你为什么认为社会对你这样的研究会有反对意见呢? 因为我们正在拓展科学的疆界,向世俗成见开战。 许多人认为,死了就是死了,就是这么一回事,死亡是瞬间的事情,不是死就是活。 这样的认识在科学上并不正确,却被社会普遍接受。 假如你回顾19世纪末,那时的物理学家依据牛顿运动定律,感觉他们对宇宙间万事万物都有了答案。 假如我们仅仅环顾周围的世界,牛顿物理学确实足够了,它对我们接触到的大部分事物都给出了解答。 但是当你观察比原子更小层面的微观世界,你会发现牛顿定律不再适用了。 需要有一种新的物理学,于是量子物理学诞生了。 它招致许多人反对,甚至爱因斯坦本人也不相信它。 现在,你来考虑一下意识和大脑的关系。 大多数情况下,意识和大脑是一回事这个假设确实没错,因为在99%的情况下,我们没有办法把意识和大脑分开,它们确实是同时工作的。 然而某些极端例子是存在的,比如我们看到在大脑停止工作时仍有意识的情况,我们已有的成见不能再给出合理解释。 所以需要有一种新的科学,就像当时需要量子物理学一样。 欧洲核研究组织的粒子加速器可能把我们带回事物的起源,带回到宇宙大爆炸的初始时刻,真正开天辟地的时刻。 现在,随着研究的进展,我们有科技和手段来探究:当我们生命画上句号时,会发生什么,是不是还有某些事情在继续?

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