你是否曾經(jīng)想過讓一個機器人來幫你做研究呢？如果你是一個科學家，你肯定有過這樣的夢想。現(xiàn)在，這已成為現(xiàn)實：Eureqa程序。這個程序可以幫助科學家從原始資料里面提煉出科學的規(guī)律。而且這個程序是免費的，所有研究員都可以擁有它。

      這個程序在四月的時候被揭開了面紗。它被用來讀出一個雙擺的數(shù)據(jù)，這個數(shù)據(jù)是用來推斷出牛頓的第二運動定律以及動量守恒定律?？梢哉f，這個工具是無價的。它可以幫助人們揭示那些更加復雜的科學規(guī)律。而且這些科學規(guī)律常常無法被人類發(fā)現(xiàn)?，F(xiàn)在科學家們都非常想獲得這個工具。

      “我們都傾向于把科學當作尋找方程式。例如：質能等價理論，E=MC2，E能量，m為質量，C為光速。這個公式非常的簡潔，同時又能反映實質。但是，也許有許多的理論非常復雜，然而我們能夠找到簡單的公式來表達”，來自康奈爾大學的胡迪·利普森（Hod Lipson）說。他在康奈爾大學的計算機綜合實驗室工作。他說：“雖然現(xiàn)在還無法達到那個程度（直接得出精確的公式），但是我們已經(jīng)發(fā)展出一些方法能夠慢慢接近他們。”

圖1：圖表的信息在利普森自的Eureqa程序中運行。這是過程中產生的方程式及步驟。

       Eureqa程序起源于利普森的電腦工作。他嘗試做出一個可以自動計算并且可以自我修復的機器人。這個機器人進行自我修復的數(shù)據(jù)分析方法被用來分析其他各種各樣的數(shù)據(jù)。

圖2：胡迪·利普森（Hod Lipson）正在他的辦公室運行Eureqa程序。

       這個程序通過尋找原始數(shù)據(jù)里的數(shù)字然后找出他們之間的關聯(lián)性，然后它會提出一系列的一次方程式來描述這些聯(lián)系。這就是這個程序具體運行的方法。然而，最初得到的一次方程式總是失敗的，但是有些卻比較接近真實。接著，最好的那個方程式會被篩選出來。然后這個方程式將被再次檢驗，Eureqa程序將會通過數(shù)據(jù)來繼續(xù)分析。Eureqa程序會不斷重復這個過程，直到它找到有效和正確的方程式。

      牛頓花了幾十年計算出來的東西，Eureqa程序卻只要在一個較好的臺式電腦上花上幾個小時就能夠得出。利普森和其他研究人員都希望Eureqa程序能夠很好的解開數(shù)據(jù)的謎團。尤其是那些一直在挑戰(zhàn)著科學家的謎團數(shù)據(jù)。這對于那些在生物學領域工作的人來說無疑是個好消息。因為染色體組、蛋白質、細胞單元信號的數(shù)據(jù)已被證明是相當難以分析的。那些數(shù)據(jù)就像謎團一樣。他們之間的聯(lián)系似乎遵循著某些規(guī)則，然而傳統(tǒng)的分析和統(tǒng)計方法無法輕易就把這個規(guī)律揭示出來。

    “下面是埃默森·佩什（Emerson Pugh）的著名觀點：如果人類的大腦如此簡單以至于我們可以去理解。那么由于我們的大腦過于簡單，則無法處理如此復雜的東西。我認為這可以用來解釋生物學的各個方面。”約翰·威克斯沃（John Wikswo）說。他是范德比爾特大學的生物物理學家。他正在自己的實驗室使用Eureqa程序。“生物學的復雜性令人難以置信，同時對于許多人來說，它太復雜了以至于人們無法理解它是如何解釋各種復雜事物的。而解決這個問題的方法就是Eureqa程序。”

       11月的早期，利普森把Eureqa程序放到網(wǎng)上，讓所有科學家都可以在網(wǎng)上下載。因為他已經(jīng)承受不了如此多的科學家不斷地讓他幫忙分析數(shù)據(jù)。與此同時，他和來自康奈爾大學的計算生物學家邁克爾·施密特（Michael Schmidt）一起在為Eureqa程序負責，并且在不斷發(fā)展和完善它。

     一個正在發(fā)生的挑戰(zhàn)就是Eureqa程序將會讓方程式符合數(shù)據(jù)，但是它會隨著變量而改變，所以這些方程式不是那么好理解。利普森把這個挑戰(zhàn)比喻為：如果時光倒流，科學家們把能量守恒定律展現(xiàn)給中世紀的數(shù)學家，這會發(fā)生什么呢？

     “大家都知道代數(shù)學。你可以加上變量，然后它就可以得出答案。但是能量的概念就不是這樣。他們沒有詞匯讓你更好的理解。”他說。“我們在實驗室看到過這些。Eureqa程序能找到一些新的聯(lián)系。這是預言性的，而且非常精確。這可能是對的。但是也可能我們完全不知道這是什么意思。”

      利普森和施密特現(xiàn)在還在設計：“運算法則可以解釋通過運算法則發(fā)現(xiàn)的東西。”它可能是通過把未知的概念與更加相似、更加簡單的類別聯(lián)系起來。“你如何把一些復雜的東西解釋給孩子聽呢？這就是問題的關鍵。” 利普森說：“這就像是機器在進行教學，而不是機器在學習。”

         許多令人費解卻有意義的發(fā)現(xiàn)來自于Eureqa程序分析得出的結果。它能分析由郭爾· 蘇（Gurol Suel）收集的細胞讀數(shù)。蘇是來自西南部德克薩斯大學的一名分子微生物學家，他研究細胞如何分化和生長。蘇表示：即使Eureqa程序還不能完全解釋我們找到的數(shù)據(jù)，但它仍然非常有用。

       有時，Eureqa程序需要更多的數(shù)據(jù)來尋找答案。在一些案例里，這個程序可以區(qū)分出信息的空白點，然后推薦一些實驗來完善這些信息。利普森的Eureqa程序也在不斷的改善。

      “這個程序正在調整電子管，為了把不同的有營養(yǎng)的東西和毒素都放到細胞內來分析。并且，它能做得比研究員快多了，”威克斯沃說，“它會以方程式的形式程序結果，同時在告訴研究員還需要的數(shù)據(jù)。”

     威克斯沃用Eureqa程序研究了白細胞上可卡因的效果。根據(jù)威克斯沃所說，Eureqa程序分析數(shù)據(jù)后，可以給研究員提出他們很難想到的實驗。

     “許多科學領域里，除了一個變量外，你嘗試把任何東西都變成恒量。你可以一次旋轉一個按鈕，然后看這個系統(tǒng)怎么運作。這就是直線系統(tǒng)的神奇之處。”他說：“但是，大部分的生物學都很復雜，并且不是線性系統(tǒng)。突發(fā)的情況是很難理解和應對的，你就不能只是簡單的旋轉一個按鈕，你可能要同時旋轉許多才能看到這個系統(tǒng)如何運作。但是，如此復雜的狀況，你只能讓Eureqa程序來幫你選擇和分析。”

      康奈爾大學的研究小組并沒有記錄他們設計的這個程序的下載量，但是看起來這個程序正在被生物學界之外的研究者廣泛地采用。只要數(shù)據(jù)符合電子制表軟件，Eurequ程序就可以分析這些數(shù)據(jù)。

      “在過去的幾年時間里，人們因為他們那些非常瘋狂的設計理念而聯(lián)系我們。”施密特（schmidt）說道，“這些想法從“預測股票市場”到“對奶牛的叫聲類型進行分類”，各種點子不盡相同。”