特别节目·中文精读

雷吉娜·巴尔齐莱:用深度学习诊断与治疗癌症

Regina Barzilay: Deep Learning for Cancer Diagnosis and Treatment

讲述机器学习如何用于癌症早期筛查与药物设计,以及医疗数据与临床落地中的现实难题。

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中文精读由 AI 基于原始访谈改写,非官方翻译,可能存在偏差或错误;表述以原音频与官方文稿为准。说明

乳腺癌风险评估里有个叫“密度”的指标,用来判断一个女性患癌的可能性。它怎么来的?1967 年,一位叫沃尔夫(Wolfe)的放射科医生回头去看那些已经确诊的女性,凭肉眼找出片子上的某些特征,归纳成四个类别。这套东西一路演化,2019 年成了美国的联邦法律,规定医生必须告知女性,乳腺密度高就属于高风险人群。

而在预测五年内乳腺癌风险这件事上,今天的深度学习模型比这套指标好上好几个数量级。雷吉娜·巴尔齐莱(Regina Barzilay)是 MIT 的教授,也是把深度学习带进肿瘤学最前沿的人之一。她在访谈里说,卡住的从来不在算法那一头:算法已经好了几个数量级,整套采纳机制还停在原地。

那卡住的是什么?

一本书改变了她看科学的方式

巴尔齐莱说,她在 MIT 待的时间太长,跟人打交道的带宽有限,很多对世界的理解来自书。她提到一本叫《万病之王》(The Emperor of All Maladies)的书,讲癌症治疗史和药物研发史。

这本书击中的地方在于,它让她看清了科学发现的真实面目。她自己就在做科学研究,读完才发现,发现的过程有多么不精确,今天在用的方案有多么不完美,一件事能成功、能被真正采用,靠的是什么。

有时候推动一件事往前走的,靠的是某个人的投入程度,他非要看到这件事被实现不可。想法本身强不强,反而是次要的。(雷吉娜·巴尔齐莱)

书里写化疗药物是怎么被开发出来的。波士顿有一批,法伯(Farber)医生在丹娜法伯癌症研究院也做了一批。那些实验怎么做出来的?巴尔齐莱的原话是“有些计算失误,我们姑且这么说吧”。他们试在孩子身上,那些孩子是白血病患者,死了,然后换一个改法再试。

她说,如果看的是六七十年前的事,你多少能理解。但书里有几个故事,发生的时间近得多,可能就是十几二十年前,那才真让她震惊。而到现在,我们仍然没有一个载体能让这个过程变得更快、更有效。

为什么计算机科学家敢碰生物学

访谈里有一组很直接的对照。

巴尔齐莱说,计算机科学之所以在很多领域成功,原因之一是它压根没打算“理解”。亚马逊推荐你一本书,它并不理解你。传统营销是把人群切成子群体,找出特征,再针对这个子群体制定策略。推荐系统不声称自己理解谁,它只是从你的行为模式里做匹配。

再看传统生物学,她说那里对“机制性理解”的强调重得让她吃惊。考虑到系统的复杂度,对这些过程做到确定性的、完整的理解,很可能超出人类的能力上限。计算机科学做人脸识别、做推荐,本质上都是概率匹配。

在某些情况下,我们也许根本不该去试图理解。或者我们可以去理解,但同时并行地去做这种匹配,它能帮我们找到解药、做早期诊断。(雷吉娜·巴尔齐莱)

她知道在生物学期刊和医学共同体里,“理解”是极重要的词。但她会追问一句:在这里,理解到底指什么?

访谈里提到了符号主义 AI 的那个梦:把人类知识压缩成逻辑,再用一套人能看懂、能解释的方式去推演。那是很美的梦。而今天真正管用的路径,是把问题尽量变成数据,然后上统计方法。

43 岁那年,她第一次意识到自己会死

2014 年,巴尔齐莱被诊断出乳腺癌。她说自己接受过很多次采访,没有一个人问过她这个问题。

那年我 43 岁。我人生第一次意识到,我可能会死。在那之前我从来没想过这件事。(雷吉娜·巴尔齐莱)

确诊之后有两个半月的时间,她不知道自己在什么位置上。检查一项接一项地做,一个说不好,下一个又说不是。在知道自己到底处在什么位置之前,她脑子里滚过所有可能的结局。希望、绝望,一轮一轮地过。

治疗结束她回到 MIT,人还在治疗的后劲里,脑子不太在。她回头看自己组里在做什么,别的组在做什么,冒出来的感觉是:这些东西太琐碎了。人们在用二三个百分点的改进垒自己的职业生涯。

她当时在做的是破译真核生物的语言,一种没人说的语言。她苦笑着回忆,那时候会有人问她,这有什么意义?

走出 MIT 的围墙,围墙外的人是真的在乎的。他们问的是:你的下一篇论文是什么?你对世界有什么义务?那里有大量的痛苦,而我在此之前,每天都被完全屏蔽着。(雷吉娜·巴尔齐莱)

她说那是她第一次看见真实的生活和真实的苦难。

这里有一段很真实的挣扎。一边是她带的博士生,他们想发论文,想继续做手上的事,而那些事本身做得不错。另一边是她自己,刚刚重新评估了什么叫重要。

她往回看自己这些年在科学上的时间,十年前最火的是主题模型(topic model),几百万篇论文,各种变体。现在回头看,大部分都无关紧要。你觉得重要的东西会随时间漂移,而且一直在漂移。每个人的时间都有限,优先去做那些对你真正重要的事就变得极其关键。而这件事可能跟整个学术共同体认为重要的事完全不一样。

医院走廊里那些“白白捡回一条命”的人

放疗期间她每天都要去医院。她在那里看见了一个社群,很多人比她当时严重得多。她也第一次看见,有人仅仅因为今天感觉好一点就高兴。

对处在正常生活里的人,身体好是理所当然的。你想跑步就能去跑步,你想对身体做什么基本都自由。她说,然后她的社群变成了那些人。

她讲了一个细节。朋友迪娜·卡塔比(Dina Katabi)带她去 Prudential 商场买生日礼物,那是她几个月来第一次出去见其他人。

我当时的反应是:哇,这些人好开心,他们在笑。他们跟医院里那些人完全不一样。而在我眼里他们简直是疯了,笑着把钱浪费在愚蠢的礼物上。他们可能明天就死了,他们可能已经有癌症了,而他们不知道。(雷吉娜·巴尔齐莱)

她接着说,你在此之前问这些人“你知不知道你会死”,他们当然知道。但那是一个理论上的概念,不具体。而在那个时刻,当你真的看见了,看见死亡有多致命,你才会真的觉得:我们必须把这里的才华,转化成真正有用的东西。

美国的数字是这样的:每年新增癌症病例七百万,每年癌症相关死亡六十万。

胰腺癌的生存率只有几个百分点

被问到文明什么时候能治愈癌症,巴尔齐莱没有给时间表。她说自己评估不了。但她相信机器学习会带来两件事:很多类型的癌症能被极早地预测出来,现有的治疗手段能被更有效地使用。AI 加药物发现,能让相关分子的发现速度快得多。

她不确定的是另一件事:医疗体系和监管机构要多长时间才能跟上、才能把这些东西真正推到医院里。她说这是一块目前完全没被解决的拼图。

早期检测为什么关键,胰腺癌是个残酷的例子。绝大多数胰腺癌患者被发现时已经是无法治愈的阶段,这就是它五年生存率只有几个百分点的原因。几乎等于死刑判决。

但如果早期发现,是有手段治疗的。她认识好几个人,是因为食物中毒去了急诊,扫描时偶然看到早期迹象,命就这么保住了。问题在于,这靠的是偶然。

等我们做得越来越好,能帮到的人会多得多。这些人本来很可能发展成疾病,他们只是需要被更早看见。(雷吉娜·巴尔齐莱)

她还补了一句,越往这个领域里走,她越意识到癌症当然可怕,但外面还有一整排可怕的疾病,神经退行性疾病就是其中之一。我们很多人盯着癌症,只是因为它在社会里太普遍了。

作为计算机科学家,我们某种程度上默认了治疗这些病是别人的工作,因为传统上想这些事的是生物学家、化学家、医生。她说这个假设是错的,所有人都该加入这场战斗。

80% 的乳腺癌患者,是家族里第一个得的人

机器学习在诊断里能做什么?巴尔齐莱先讲了一个事实:对很多癌症,我们今天根本不知道你的患癌概率是多少。

对绝大多数患者,尤其是年轻患者,确诊是完全出乎意料的。乳腺癌患者里,80% 是家族里第一个得这个病的人。她本人就是这样。她从来没觉得自己风险高,因为家族里没人得过。她脑子里一直以为这是个遗传病。

就算你去查今天临床在用的那些模型,它们也基本给不出答案。胰腺癌一样,不吸烟者的肺癌一样,很多癌症都一样。

机器学习在这里的作用,是把所有数据用起来,告诉你谁更可能易感。影像、其他检查,未来还有液体活检。单个信号弱到人眼分辨不出来,而把多个来源组合起来,一个在海量数据上训练过的机器可以做到早期识别。乳腺癌上已经看到了,其他疾病上也有人在报。

她花了两年,才拿到数据

这一切都归结到数据。而数据是这场战役里最难看的部分。

巴尔齐莱说,在她决定做这件事之后,花了整整两年才拿到数据访问权限。

这个国家现在没有一个公开可用的现代乳腺钼靶数据集。你没法打开电脑、签个文件就拿到它,它就是不存在。(雷吉娜·巴尔齐莱)

每家医院当然都有自己的钼靶片子,临床试验也产出过一些数据。但一个计算机科学家只是想跑跑自己的模型,看看行不行,这样的影像数据不存在。

唯一能用的公开数据集是 1993 年的,完全不能代表今天的技术水平。在它上面训出来的东西,规模上不去。而今天管数据访问的机构很多,你的数据在医院手里,医院决定给不给研究者。

流程是有的。走 IRB 审批,一项项过,最终能拿到。但能顺利拿到数据的人很少,因为整个过程太难了。

访谈里追问了一个关键点:医院的数据是不是已经数字化了,不需要额外处理?答案是早就数字化了,格式就是对的。技术不是卡点,卡点在法律责任。医院对数据负法律责任,给错人代价很大,但给对了人,作为法人的医院并没有多少收益。

巴尔齐莱提了一个很具体的设想:就像考驾照时可以勾选要不要捐献器官,一个人去医院时,也应该能很方便地勾选要不要把数据捐给研究。而且要能选粒度:只给检验结果,还是给钼靶影像,还是给完整病历。

我们最终都会从这些洞察里受益。我不愿意把自己的数据拿出来,但我特别希望别人的数据能被用上,因为别人也是这么想的。(雷吉娜·巴尔齐莱)

每周都有钼靶片子寄到她办公室

隐私怎么办?巴尔齐莱说,两条路:技术方案和社会方案。

影像的去标识化做得已经相当好,去掉脸、去掉名字。文本数据做不到 99.9%,但有一类技术已经比较成熟:在编码后的数据上做学习。图像在本地被编码,网络只在编码上训练,结果送回医院再解码。学习发生在编码形态里,这是她很看好的一个方向,目前还早。

但她说真正的大问题还是那个:医院没有动力把数据交出来。

然后她讲了两个场景。

第一个是很多年前她自己的处境。她需要一个答案,她必须做一个选择,而没有任何信息能支撑这个选择,只能猜。在那个时刻,你觉得自己的命就押在这里,可你就是没有做选择所需的信息。

第二个是现在。她做演讲之后,会收到女性的邮件,说“我处在这样的处境里,你能不能帮我跑一下统计,看看结果是什么”。她说这并非个别现象,几乎每周都有人把钼靶片子寄到她的办公室,请她帮忙跑一下,因为他们要做改变人生的决定。她不打算开诊所,但她会跑,然后把结果给他们的医生。

我们所有人,或者我们爱的人,总有一天会处在那个需要信息才能做出最好选择的位置上。如果这个信息不存在,你会觉得脆弱、无保护。(雷吉娜·巴尔齐莱)

密度这个指标,科学含量有多少

回到那个 1967 年诞生的指标。它是怎么变成联邦法律的?

逻辑链是这样的。传统乳腺癌风险评估里有个“密度”,决定一个女性患癌的可能性。所谓密度,基本就是在钼靶片子上你看到多少白色,白色越多,组织越密。

沃尔夫当年回头去看已确诊的女性,想从片子里找出能提前判断的特征,他能做到的最好程度就是这样,然后被形式化、被编成四个类别,一直用到今天。

2019 年,特朗普总统批准、前一任 FDA 局长推动,它成了联邦法律:女性就诊时,医生有义务告知她,如果密度高,她就属于高风险人群。在某些州,因为你在这一档,你的保险可以报销补充筛查。

这套东西背后的生物学或流行病学证据有多强?40% 到 50% 的女性乳腺密度高。也就是说,大约 40% 的人做完筛查出来,有人告诉她们:你是高风险。

然后呢?这个“高风险”到底意味着什么?如果你对一半的人口说他们是高风险,那可能我根本不是。或者,我到底该拿这件事怎么办?系统并没有给我解决方案,因为像我这样的人太多了,我们没法为这么多人提供很昂贵的方案。(雷吉娜·巴尔齐莱)

这东西之所以变成大事,是因为患者群体在推动。很多女性做了钼靶,结果是正常,然后发现时癌症已经相当晚期。她们没有任何办法知道自己是否真的在高风险里,也没有办法知道医生跟你说“你没事”的时候,你是不是真的没事。

十五年前,这可能是当时最好的科学。巴尔齐莱也承认,从科学到联邦法律花了十五六年,这件事本身有它的道理。但现在它成了标准,而深度学习模型可以准确得多地预测谁会得乳腺癌,因为机器是被训练来看片子、看未来一到五年风险的。机器能系统性地识别模式,这正是当年那位放射科医生想做的事,只是机器做得更系统。

把密度换掉要多久?她说问题不在算法,算法已经好了几个数量级。问题是:你需要说服谁?你需要在多少家医院跑实验?这套采纳机制怎么运转?你怎么向全国的女性和患者解释,这个指标真的更好?

回去把算法再做好一点,解决不了这个问题。她说自己真的不觉得这里有技术瓶颈。

一本讲激励结构的书

访谈里她提到正在读的一本书,伊丽莎白·罗森塔尔(Elisabeth Rosenthal)的《美国病》(American Sickness),是她的临床合作者康妮·雷曼(Connie Lehman)医生推荐的。她说自己以为对美国医疗体系已经全都知道了,但每一页都还在让她意外。

这本书对从计算机科学进来的人有很深的教训:要真正理解一个系统里的激励结构有多复杂,要理解你到底该怎么玩这场游戏,才能推动新方案被接受。

那该推谁?医生、政策制定者、患者、消费者?她说没有简单答案。但医疗体系里有很多好人,他们真的想改变。很大一部分力量会来自“我们作为消费者”,因为我们所有人都是,或者未来都是,医疗服务的消费者。

我们可以做很多事去解释这件事的潜力,但别用炒作的口气,别宣称我们这就把癌症全干掉了。我读那种文章真的读烦了。要拿具体的例子示人:这个方案进入临床后做了什么,它怎么改变了照护。(雷吉娜·巴尔齐莱)

她的理由很朴素:不管你是什么政治立场,我们都可能得这些病,没有人是免疫的。我们最终都是人,都在寻找减轻痛苦的办法。

药物发现:真正有意思的技术战场

诊断之外,她花了很多精力在药物设计上。她的逻辑是:早期检测到问题很好,但你还需要有药。而今天,没有任何一个药是由机器学习模型开发出来的,哪怕只是让模型在其中扮演了重要角色。

她认为“生成具有目标性质的分子”和“做筛选”是这个领域的大开放问题。而且她很坦率:诊断和影像这块,他们主要是把其他领域已经发展出来的想法拿过来,稍作调整就用。药物设计不一样,它在技术上真的有意思。你要处理图,要捕捉各种三维性质,有很多可以发挥技术创造力的空间。

怎么发现一个药?她讲了小分子的路径,因为今天大多数药是小分子。分子就是一张图,节点是原子,边是化学键。

今天的工业流程是高通量筛选。你知道你想要某个生物活性,手上有一大堆化合物,几十万个,在真实的实验室里、用真实的机器去筛,找出有正确活性的那些。然后化学家进场,凭经验去改造这个起始分子,让它更可溶、降低毒性、减少副作用。

化学家的创造力决定了设计的成败,因为他们有大量领域知识:什么管用、怎么降毒性。今天所有 FDA 批准的药物,都是这样由领域专家设计出来的。(雷吉娜·巴尔齐莱)

这套流程有效吗?如果用成本衡量,贵得离谱。用时间衡量,很多病我们一个药都没有,神经退行性疾病的药物试验大量失败,后期失败在财务上是灾难性的。她说这套流程算不上最有效,但它目前是唯一管用的。

她跟制药行业的人打过不少交道,对他们的敏锐和对领域的深刻理解印象极深。那是观察驱动的,背后有大量科学。但如果你问她要不要改掉它,她非常确定要改。

就算最有经验的化学家,也没法把几百万个分子和反应里能学到的东西全都装进脑子里。而图这个空间对机器学习来说完全是新的。(雷吉娜·巴尔齐莱)

他们已经做出来的东西是这样的。第一个工具是性质预测:给一个分子,预测某个性质,可以是生物活性,也可以是别的。人们刚进这个领域时做法很简单,用现有的分子指纹,也就是手工特征,把图拆成子结构,然后过一遍前馈神经网络。

结果很清楚:这条路不够有效。你需要更复杂的模型,能自己归纳出表示,把图映射到嵌入向量里,再做预测。

第二个方向和第一个相关:嵌入本身只用来做判断,有点可惜,真正有空间的是去修改它,直接生成更好的分子。你可以把它想成机器翻译:从一个分子出发,目标是它的改进版,把它编码到隐空间,学会怎么改,让分子在某些性质上变好。他们已经看到性质预测工作得不错,现在在生成分子,并且真的在合成这些分子。

1997 年,一个公式就能发一篇论文

访谈转向她的本行,自然语言处理。

她 1997 年开始做 NLP,那是个特别的时间点,正好是统计方法开始冲击 ACL 的时候。她的英语当时还不太好,但正好站在转折点上:一半的论文是规则驱动的,人们用重语言学的路子啃小领域,再往上垒;另一半是第一批基于语料库的论文,在她看来很简单,收集一些统计量,在上面做预测。

让她着迷的是,同一个共同体可以对同一个问题想得如此不同。她记得自己第一篇论文就一个公式,没有评测,只有一些输出示例,而这就是当时领域里的标准。

后来的故事大家都知道了,统计方法全面压过来,各项基础任务的性能一路上涨。她说这个故事里比较让人难过的部分是,语言学在其中的角色被大幅削弱了。今天你翻遍论文集,很难找到几个还在认真做语言学引用的。

那这是不是缺失?她的反驳很直接:所谓“可解释、可理解”,最终是什么意思?我们是在完成功能,机器完成功能和你的方式不同,这没有关系。就像计算器,它算的方式跟你完全不同,但它很有效,这就够了。

她还补了一层:要求机器跟人一样理解,某种意义上甚至是不公平的,因为训练系统的时候,很多人类拥有的其他信息源是缺席的。它能交付就行。

她举了机器翻译的例子。1997 年她刚到以色列的时候,机器翻译还很原始,感觉上要做出真正能用的系统,跟飞上月球、在花园里盖房子然后幸福地生活下去差不多,是不可能的。她完全无法想象十年之内就能看到能用的系统。

现在没人会为每天用机器翻译而惊讶了。这是巨大的进步,人们花了很长时间用别的方法都解决不了。(雷吉娜·巴尔齐莱)

回到生物学的类比:语言学家试图写句法树、做抽象、找正确的表示,走了那条路,走不远。而这些用其他信号源的模型,取得了很大进展。

机器翻译做得好,配方一换就崩

她不天真。她知道 NLP 不处在天堂里。领域稍微一变,训练量一少,模型就能做出非常古怪、非常好笑的事。但她认为这只是泛化能力的问题,是个技术问题。

访谈追问得很紧:人类的语言理解里,有多少能被深度网络解决?特别是当我们逼近图灵测试、对话、那些需要真理解的东西时。

她的答案很克制:她被结果驱动。如果你看机器翻译,在大量数据上训练,效果相对几年前是惊人的。如果以同样的速度往前推,会很好。它会像人一样翻译吗?那会困扰她吗?

认知科学到现在也没完全搞清楚我们自己翻译的时候在干什么。有很多理论,有很多进展,但大脑处理语言时到底发生了什么,我们还没精确到能翻译成机器指令的程度。(雷吉娜·巴尔齐莱)

真正困扰她的是另一件事:机器会很脆弱。一旦出了它的舒适区,一旦训练和测试之间出现分布漂移,就崩了。她讲了自己教 NLP 课的例子:年年给学生看报纸上的希伯来语翻译示例,完美。然后朋友寄来一份芬兰语的食谱,讲的是怎么做卡累利阿馅饼,翻出来一团糟,什么都看不懂。错得离谱,整段都读不通。

年复一年,学生翻译那份食谱都翻得很糟,因为食谱在他们的训练数据里占比太小。

那图灵测试呢?如果最好的表述方式是:你愿不愿意跟一个神经网络聊一个小时?

哦天,不。不会有那么多人愿意的。(雷吉娜·巴尔齐莱)

她认为难点在数据:要造出一个成功的训练集,让机器能进行长达一小时的、有上下文的对话,非常难。同时也是训练方式和真正泛化能力的问题,组合性是有限的。能翻译、能检索、能抽取,这些能力都很好。但聊天,不是她会选的事。

不过她补了一个故事。她去过中国,看到那边的聊天机器人,据说有大量用户会跟它聊四个小时。她说自己无法相信,但似乎有记录显示,确实有人享受这种对话。

这让她想到魏泽鲍姆(Weizenbaum)和伊莉莎(ELIZA)的故事。魏泽鲍姆是 MIT 的教授,他做的伊莉莎只是字符串匹配,几乎没有规则,没有句法,就是把你说的话换个说法还给你。据说 MIT 有位秘书会坐在那里跟这个极其简陋的东西聊上几个小时,而且当时界面很烂,要忍受使用上的痛苦。

魏泽鲍姆本人被这个现象吓到了:人居然能相信一台机器,你只需要给他们一点暗示说机器懂你,剩下的他们自己会补完。他因此停止了这项研究,转而去思考人工智能会对我们的大脑做什么。

所以关键不在技术有多好,而在我们有多愿意相信它提供了我们想要的东西。(雷吉娜·巴尔齐莱)

访谈者在这里给了一个很漂亮的回应。他说这件事让他觉得鼓舞,人类的连接,通过语言也好,通过爱也好,似乎都很适合机器学习,剩下的只是心理学问题。那些能聊几个小时的秘书,跟我们的日常生活没多大区别,我们跟所爱之人待上几个小时,很多时候也不过是在做关键词匹配。

少样本学习才是真正的门槛

那什么才是眼下够不着、但一旦够着会让人兴奋的基准?

她的回答落在少样本学习上。今天论文里写的“我们只有 55 个样本,然后能推到 65”,这些方法实际上没有一个真能派上用场。真正的门槛是从很少的例子里真正学到东西,以及自主地去找数据集、去掌握一个新任务或一门新语言。这个方向必须往前走,而我们现在还没到。

被问到是否对造出人类级别智能这件事好奇,她的回答很稳。她说这里有个经典的两难:什么算智能?是我们终于让机器做人做的事,而我们自己都还没搞懂人在做什么?还是我们有了在非常多的领域里交付结果的能力,不只翻译、不只答题,而是横跨很多领域,能达成人能达到的功能,并且还能学、还能做别的事?

她认为后一个是可以衡量的,这也是让她兴奋的地方:在她的有生之年,已经看到各个功能维度上的巨大进步。

然后她换了个角度。一个角度是机器在提升功能。另一个角度是我们这些脑子本来就不完美的人,怎么被这些越来越强的技术加速。

她提到一本她喜欢的书,《献给阿尔吉侬的花束》(Flowers for Algernon)。病人得到一个奇迹般的疗法,大脑被改变,忽然有了全新的生活,某些事做得比以前好得多,另一些事则差得多。

这种计算机增强的认知,你可以去设想它打开的想象空间。就像汽车带我们去了从未去过的地方,我们能不能换个方式思考?能不能想得更快?(雷吉娜·巴尔齐莱)

她说这已经在发生了,但还有很长的路。

跑步机上的积分与那个被记录的注意力

访谈提到了 Neuralink 那类脑机接口的演示。巴尔齐莱没有站队,但她给了一个特别具体的观察角度:很多时候我们并不清楚自己的感受和动机是什么。

她举的例子是注意力。有很多研究表明,一个人要花一段时间才能意识到自己已经不走神了。而有些人保持注意力的能力极强,另一端是有注意力缺陷的人,很难调节。假如你有个认知辅助工具,它根据你的视线提醒你:你的注意力已经不在手头的事上了,你正在写论文,但你在想晚上要干什么。

然后她讲了自己的一段经历,很自嘲。

她家有个空着的健身房,设备会记录你跑了多少,给你积分、给状态等级。她当时的想法是:这太荒唐了,谁会关心某个设备里的状态等级?

结果为了保住状态,每个月必须攒够一定积分,而且是每个月都算。过去十八个月里,事情发展到了她带着伤还在跑。等伤好了能跑了,她两天内跑了一个巨大的量,就为了把积分补上。她说,这明显不安全,但我不想丢掉我的状态。

你已经能看到,直接的测量加反馈有多大力量。我们看电子游戏,会讨论它的成瘾性。同样的思路可以扩展到生活的很多其他领域,只要我们真的能拿到反馈。(雷吉娜·巴尔齐莱)

她甚至把这个想法延伸到了关系上:在关键词匹配的时候,如果那个正在生成关键词的人,能在整件事爆掉之前收到直接反馈,也许在那一刻我们就会知道方向错了。这当然是个微妙的地带。

教了六年机器学习课,她发现学生的障碍不在编程

巴尔齐莱在 MIT 教机器学习,大课很受欢迎。六年前她开始教这门课,随着这个领域越来越热,选课的人越来越多,课程是给计算机专业的学生设计的。结果有很多人真心想学,但背景跟不上,学得很痛苦,很多人把机器学习跟挣扎和失败联系在一起,尤其是非本专业的学生。

所以她开了门新课,叫“机器学习:从算法到建模”,重点放在建模上,面向本专业和非本专业的学生。她说,标准机器学习课上教二十个分类器,这件事本身就值得商榷。

有意思的是第一批学生实习回来之后的反馈。他们会说,我居然可以把机器学习用到某件事上,而这件事她之前完全没想到。现在什么都成了“机器学习奇迹”。

访谈追问:那这些非专业的学生,缺的到底是什么技能?

答案不在编程。他们有 Python 基础,课本身对编程要求也不高。卡住的是数学。课程一开始沿用给本专业学生的那套记号,比如说大 O 表示复杂度,其他背景来的人,这些符号根本不在他们的词汇表里。概念本身不难,他们只是从没见过。

她说,线性代数、概率、微积分基础、多元微积分,这些能帮上忙。

她给想进来的人的建议

第一条是好消息:现在资源太多了,各种层次都有,在线课程、学校课程,偏数学的、偏应用的都有。你可以找到用你熟悉的语言讲课的那一档,从那里进场。而且根据你的长处,你能做出很多不同类型的贡献。

第二条更重要:找一个你真正在乎的领域,它能给你的学习提供动机。这个领域可以是治愈癌症,可以是自动驾驶,什么都行。但要找一个有数据、你相信里面存在强模式、而且我们还没做或者能做得更好的领域,然后就站在那儿看看它能带你到哪。

关于意义,她没有宏大答案

访谈最后问了一个不可能的问题:这一切的意义是什么。

她说自己没有全球性的答案。也许正因为这个,她本科时没去上人文相关的课。

她的说法是:每个人内心里都有一套自己认为重要的东西。只是我们太忙于达成各种目标,太忙于听别人说话、努力去顺应、去成为人群的一部分,以至于不去听自己内心那部分。我们都该找出一些时间,搞清楚自己个人的使命是什么。而每个人的使命可能非常不同。要确保在同时跑一万件事的时候,我们知道自己在错过什么,并且把资源投到自己使命的满足上。

回头看年轻时候的我,大部分使命是被外部刺激驱动的:去达成这个,去成为那个。现在我做的很多事,驱动力是我认为什么对自己重要,跟外部的认可无关。我不介意别人怎么看我,对我来说最重要的是对自己诚实,忠于我认为对的东西。(雷吉娜·巴尔齐莱)

这个过程花了多久?她说要时间。而且即便现在,虚荣和琐碎的东西还是能占据你一分钟。虚荣在不同地方有不同的形态,但每个人都有自己那一份。

对她来说,回到自己的方式,常常是独处的时候,还有读书的时候。选对了书,你就能得到对的问题,然后从读的东西里学到东西。

她说,当然这不完美,跟别的事一样,总会有东西压过来。

可操作的建议

  • 如果你在技术领域想找一个值得投身的应用方向,优先选一个有真实数据、有强模式、但现有方法还很粗糙的领域。巴尔齐莱的判断标准很朴素:你相信这里存在强模式,我们还没做,或者能做得更好。癌症早期筛查符合这个标准,很多别的领域也符合。
  • 别把“算法更好”当成能落地的充分条件。密度指标那个例子摆在那儿:深度学习模型好上几个数量级,仍然换不掉一个 1967 年凭肉眼归纳的四分类指标。真要做成事,必须花时间搞懂那个系统的激励结构,谁有动力、谁有损失、谁需要被说服。
  • 如果你在做医疗或其他受监管领域的数据工作,把预期管理好:她花了两年才拿到数据。提前规划 IRB 流程、找到愿意合作的临床方,不要假设数据是现成的。同时关注编码域学习这类技术路径,它可能绕开一部分隐私阻力。
  • 如果你在教机器学习,先检查你的记号。卡住非专业学生的往往不在编程,在大 O、线性代数、概率这些你以为人人都有的词汇。分层教学、把建模和应用分开讲,比多教几个分类器有用。
  • 定期花时间问自己一个问题:我现在忙的这一万件事里,哪几件是我真的在乎的?巴尔齐莱的原话是,很多使命在年轻时是被外部刺激驱动的,而意识到这一点、主动往自己认为重要的方向调资源,需要刻意练习。她自己回到这个问题的方式是独处和读书。
  • 如果你要用测量和反馈来推动行为改变,先想清楚副作用。她自己带着伤跑步去凑积分,就是活生生的例子。任何积分、等级、连续打卡的设计,都会激发人去优化指标而不是优化目标。设计的时候就要预判这一点。

本集资源与出处