原創 集智俱樂部 集智俱樂部

導語

北京時間10月9日下午5點45分左右，2024年諾貝爾化學獎的一半授予 David Baker，表彰他在計算蛋白質設計方面的貢獻，另一半則共同授予 Demis Hassabis 和 John M. Jumper，表彰他們在蛋白質結構預測方面的成就。昨天的諾貝爾物理學獎授予人工神經網絡，今天的化學獎授予 AlphaFold 和計算蛋白質設計，展現了人工智能在推動科學創新方面的重要作用，預示著 正在帶來科學發展的新紀元。

唐乾元（傅渥成） | 作者

2024年諾貝爾化學獎與物理獎一樣，彰顯了人工智能在打破學科界限、通過跨學科合作推動科學發現中的變革性作用。今年的化學獎授予 John Jumper、Demis Hassabis 和 David Baker，表彰以 AlphaFold 為代表的AI技術在蛋白質結構預測與蛋白質計算設計中的革命性影響。AI破解了長期未解的蛋白質結構預測難題，徹底改變了生物學研究，使蛋白質結構的獲取更加便捷，高效推動了藥物發現的進程，并為未來的高通量生命科學計算研究提供了強有力的支持。David Baker 在計算蛋白質設計領域的貢獻進一步拓展了人工智能在實際應用中創造新型蛋白質的廣泛潛力。昨天，物理獎授予 John Hopfield 和 Geoffrey Hinton，肯定了統計物理學原理在現代人工神經網絡發展中的基礎性作用，強調了跨學科方法如何推動人工智能的優化與應用發展。

這些諾貝爾獎共同展示了科學研究的本質在于無邊界的探索與融合。物理學、化學、生命科學與人工智能的協同合作推動了各領域的突破性進展，充分展現了AI在跨越傳統學科界限中的巨大潛力。這些獎項不僅標志著一個新時代的到來，更暗示著AI在科學研究中正逐步走向核心地位。在推動科學創新的過程中，AI將持續發揮關鍵作用，AI for Science 正在帶來科學發展的新紀元。

諾貝爾獎委員會對獎項的介紹

2024年諾貝爾化學獎是關于蛋白質，生命的非凡化學工具。David Baker 成功地設計出了全新的蛋白質，這是一項幾乎不可能完成的壯舉。Demis Hassabis 和 John Jumper 則開發了一個人工智能模型來解決持續50年之久的問題：預測蛋白質的復雜結構。這些發現蘊藏著巨大的潛力。

生命的多樣性證明了蛋白質作為化學工具的驚人能力。它們控制并驅動所有的化學反應，而這些化學反應是生命的基礎。蛋白質還可以作為激素、信號物質、抗體和不同組織的組成部分發揮作用。

諾貝爾化學委員會主席 Heiner Linke 說：“今年獲獎的發現一個是關于全新蛋白質的構建。另一個是關于實現一個50年的夢想：從氨基酸序列預測蛋白質結構。這兩個發現都開創了廣闊的可能性。”

蛋白質通常由20種不同的氨基酸組成，這些氨基酸可以被描述為生命的基石。2003年，David Baker 成功利用這些模塊設計了一種全新的蛋白質。從那時起，他的研究小組創造了一個又一個富有想象力的蛋白質，包括可用于制藥、疫苗、納米材料和微型傳感器的蛋白質。

第二項發現與蛋白質結構預測有關。在蛋白質中，氨基酸連接成一長串，折疊起來形成三維結構，進而決定了蛋白質的功能。自20世紀70年代以來，研究人員試圖從氨基酸序列預測蛋白質結構，但這是出了名的困難。然而，四年前出現了一個驚人的突破。

一種蛋白質可以由幾十到幾千個氨基酸組成。氨基酸序列折疊成三維結構，進而決定蛋白質的功能。

Baker 實驗室的 Rossetta 開發的富有想象力的各種蛋白質。

2020年，Demis Hassabis 和 John Jumper 提出了名為 AlphaFold2 的 AI 模型。用這個模型能夠預測研究人員發現的幾乎所有2億種蛋白質的結構。自取得突破以來，AlphaFold2 已經被來自190個國家的200多萬人使用。在眾多的科學應用中，研究人員現在可以更好地了解抗生素耐藥性，并創造出可以分解塑料的酶的圖像。

使用 AlphaFold2 確定的蛋白質結構。

沒有蛋白質，生命就不能存在。我們現在可以預測蛋白質結構并設計我們自己的蛋白質，這為人類帶來了巨大的福祉。

David Baker 是華盛頓大學醫學院蛋白質設計研究所的生物化學教授、HHMI 研究員兼主任。Baker 實驗室開發蛋白質設計軟件，并利用這些軟件創造分子用于解決醫學、技術和可持續發展挑戰。他最近的一項工作是開發強大的機器學習方法用于生成功能性蛋白質。他還在華盛頓大學擔任基因組科學、生物工程、化學工程、計算機科學和物理學的兼職教授。Baker 是美國國家科學院院士，2020年獲得了科學突破獎生命科學獎。2024年，《時代》雜志將他列入健康領域100位最具影響力人物。

Demis Hassabis 是 DeepMind 創始人兼首席執行官。Hassabis 自幼熱愛象棋，1989年達到國際棋聯2300分。1992年進入劍橋大學，2005年在倫敦大學學院攻讀神經科學博士學位。2016年Hassabis 帶領團隊開發的 AlphaGo 擊敗了世界圍棋冠軍李世石。2018年底，AlphaGo在圍棋、國際象棋和將棋領域取得領先，并登上《科學》雜志封面。Hassabis 獲得了多項榮譽，包括《科學》雜志“年度突破獎”、英國皇家學會“穆拉德獎”。《時代》雜志將他列入人工智能領域100位最具影響力人物。

John Jumper 是 DeepMind 高級研究科學家，他與同事 Demis Hassabis 共同開發了 AlphaFold。Jumper 在芝加哥大學獲得博士學位，開發了模擬蛋白質折疊和動力學的機器學習方法。Jumper 還在劍橋大學學習了物理學，并獲得了馬歇爾獎學金，并擁有范德堡大學物理和數學理學學士學位。2021年，Jumper 被Nature列為年度榜單中的十大“重要人物”之一。

原標題：《2024年諾貝爾化學獎授予 AlphaFold：開啟 AI+Science 新紀元！》

閱讀原文