AI 工具促进科研人员职业发展,但或致科学研究领域收缩

研究表明AI工具提升科研人员职业发展,但也可能导致研究主题收缩,阻碍科学创新与多样性。

原文标题:芝大、清华团队分析了6800万份论文表明,AI可能会降低科学家的创造力?

原文作者:数据派THU

冷月清谈:

芝加哥大学和清华大学的研究人员分析了近6800万篇研究论文,发现人工智能工具对年轻科学家的职业发展有积极影响,使用AI工具的科研人员发表论文数量更多,被引用次数更高,晋升速度更快。然而,AI工具的使用也导致研究主题集中化,重复性增强,可能阻碍科学的创新和多样性发展。研究指出,使用AI工具的科学家更倾向于关注那些已有大量数据集支持的课题,而较少探索那些数据稀缺但可能引领全新研究方向的基础问题。这种趋势导致科研领域过度集中于热门话题,论文间的相互引用和后续研究减少,最终可能导致整个科学领域知识范围和多样性的萎缩。研究人员建议调整对科学家的激励机制,鼓励探索新领域,平衡AI工具带来的便利与潜在的负面影响。

怜星夜思:

1、文章提到AI工具的使用使得研究更集中于已有大量数据集的课题,那么对于一些冷门或新兴领域的研究,AI工具是否还有帮助?如何才能更好地利用AI工具,在提升效率的同时,避免研究领域过于狭窄?
2、研究指出使用AI工具的研究更容易获得引用,这是否会导致“为了用AI而用AI”的现象,即使研究本身并不需要AI的辅助?
3、文章提到了调整科学家的激励制度,那么具体有哪些可行的调整方案?如何才能在鼓励创新的同时,也保证科研的效率和质量?

原文内容

来源:ScienceAI

本文约1800字,建议阅读5分钟

本文介绍了AI可能会降低科学家创造力的研究。



一项新研究表明,采用人工智能工具分析数据和建模结果对年轻科学家的职业前景有着巨大的影响,大大增加了他们在各自领域晋升到有影响力职位的机会。但这种对个体研究人员的利好似乎以牺牲科学为代价。

芝加哥大学和清华大学的研究人员分析了六个科学学科(生物学、医学、化学、物理学、材料学和地质学,不包括计算机科学)的近 6800 万份研究论文,发现融入人工智能技术的论文被引用的次数更多,但同时也集中在更窄的主题上,而且重复性更强。

本质上,科学家使用人工智能越多,他们就越关注那些可以用大量现有数据集来回答的同一类问题,也就越少关心探索可以引领全新研究领域的现有数据稀少的基础问题。

「我对这一发现的惊人规模感到惊讶,人工智能极大地提高了人们在系统内停留和晋升的能力。」该论文的作者之一、芝加哥大学知识实验室主任 James Evans 表示,「这表明,个人在工作中采用这类系统有着巨大的动力……在竞争激烈的研究领域,这是蓬勃发展和生存的两难选择。」

由于这种激励导致对机器学习、神经网络和 Transformer 模型的依赖日益增加,「人工智能所做的整个科学体系正在萎缩。」他说。

该研究以「AI Expands Scientists' Impact but Contracts Science's Focus」为题,于 2024 年 12 月 10 日发布在 arXiv 预印平台。


论文链接:

https://arxiv.org/abs/2412.07727


这项研究调查了 1980 年至 2024 年期间在生物学、医学、化学、物理学、材料科学和地质学领域发表的论文。

研究发现,使用人工智能工具进行研究的科学家每年发表的论文数量平均多 67%,他们的论文被引用的次数是未使用人工智能的科学家的三倍多。

图示:人工智能在科学领域的普及度日益提高。(来源:论文)

随后,Evans 和清华大学研究团队研究了 350 万名科学家的职业轨迹,并将他们分为初级科学家(未领导过研究团队)和资深科学家(领导过研究团队)。

他们发现,与非人工智能同行相比,使用人工智能的初级科学家继续领导研究团队的可能性高出 32%,而且他们进入职业生涯这一阶段的速度要快得多,而非人工智能同行更有可能完全离开学术界。

图示:人工智能扩大了论文的影响力,提升了研究人员的职业生涯。(来源:论文)

接下来,作者使用人工智能模型对人工智能辅助研究和非人工智能研究涵盖的主题进行分类,并研究不同类型的论文如何相互引用,以及它们是否激发了新的研究方向。

他们发现,在所有六个科学领域中,与未使用人工智能的研究人员相比,使用人工智能的研究人员将他们涵盖的主题范围「缩小」了 5%。

图示:人工智能的使用与科学领域内和跨科学领域知识范围的萎缩有关。(来源:论文)

人工智能研究领域也以「超级明星」论文为主。该类别中约 80% 的引用来自引用次数最多的前 20% 的论文,95% 的引用来自引用次数最多的前 50% 的论文,这意味着约有一半的人工智能辅助研究很少被再次引用。

同样,Evans 团队发现,与非人工智能研究相比,人工智能研究在论文相互引用和引用原始论文方面引发的后续参与度要低 24%。

图示:人工智能研究过度集中,造成重复创新。(来源:论文)

「这些综合研究结果表明,科学领域的人工智能已经更加集中于特定的热门话题,这些话题变成了『孤独的人群』,论文之间的互动减少了。」他们写道,「这种集中导致更多重叠的想法和多余的创新,这会导致整个科学领域知识范围和多样性的萎缩。」

Evans 的专业是研究人们如何学习和进行研究,他说,契约效应对科学研究的影响类似于互联网出现和学术期刊上线后的情况。

2008 年,他在《Science》杂志上发表了一篇论文,指出随着出版机构走向数字化,研究人员引用的研究类型发生了变化。他们引用的论文更少,期刊数量也更少,而且更倾向于较新的研究。


论文链接:

https://www.science.org/doi/10.1126/science.1150473


作为人工智能技术的狂热用户,Evans 表示他并不反对技术;互联网和人工智能都对科学有明显的好处。但他的最新研究结果表明,政府资助机构、企业和学术机构需要调整科学家的激励制度,以鼓励他们少关注使用特定工具,多关注为后代研究人员开辟新天地。

「想象力太匮乏了。」他说,「我们需要放慢将资源完全转移到人工智能相关研究的速度,以保留一些现有的替代方法。」

相关报道:

https://gizmodo.com/ai-could-be-making-scientists-less-creative-2000538342


编辑:王菁



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除了调整评价体系,还可以从科研环境入手,比如鼓励跨学科合作,营造更加开放、包容的学术氛围,促进科研人员之间的交流和思想碰撞,或许能激发更多创新。

我觉得可以设立一些专门支持探索性研究的基金,鼓励科学家进行一些高风险、高回报的研究。同时,也要加强对科研伦理的教育和监督,防止学术造假等行为。

很有可能出现这种情况,就像为了发论文而发论文一样。如果评价体系过于注重论文数量和引用次数,而忽略了研究的实际价值,那么研究者就可能为了追求指标而滥用AI工具。

这就像为了用高级统计方法而用高级统计方法一样,属于学术界的“面子工程”。解决这个问题的关键在于改革评价机制,引导科研人员回归研究的本质。

可以考虑在评价体系中增加对研究创新性和影响力的评估,弱化对论文数量和引用次数的依赖。例如,可以参考一些国际奖项的评选标准,或者邀请领域内的专家进行同行评议。

关键在于平衡。AI工具可以作为辅助工具,帮助我们处理数据、分析文献等,但不能完全取代研究者的思考和判断。在使用AI工具的同时,也要注重培养自己的批判性思维和创新能力,积极探索新的研究方向。

对于冷门或新兴领域,AI工具的帮助可能体现在文献检索和数据挖掘上,可以帮助研究者更快地了解领域现状,发现潜在的研究方向。但由于数据稀缺,AI模型的训练效果可能会受到限制,需要结合领域专家的知识和经验进行判断。

我觉得可以尝试用AI工具生成一些研究假设或方向,然后结合人工判断进行筛选和验证。这样既可以利用AI的效率,又可以避免过度依赖AI导致的研究方向单一。

我觉得这取决于研究者的学术素养和科研伦理。真正的科研工作者应该以解决科学问题为导向,而不是为了追求指标而盲目使用AI工具。当然,完善的学术评价体系也很重要。