安妮 編譯整理

量子位 出品 | 公眾號 QbitAI

氫氦鋰鈹硼，碳氮氧氟氖…

傳說要想學好化學，得先打敗一隻神獸，並且一旦攻破神獸，就能學好一半了。這到底是何方神聖，居然有如此大威力？

答案就是：元素周期表~就是這張小小的表格，人類鑽研了一個世紀，才被門捷大大在1989年發現。

△元素周期表快速複習

近日，斯坦福大學的物理學家開發了一種新型的AI程式Atom2Vec，僅僅幾個小時的學習後，它就推測並複現出元素周期表排位。

人類一百年完成的工作，AI怎麽幾小時就完工了。

Atom2Vec

斯坦福研究人員是怎樣快速重建元素周期表的？

他們表示，Atom2Vec通過分析在線數據庫的化合物名稱列表，首先學會了成功區分不同的原子。

隨後，無監督學習登場，借鑒NLP領域的概念，Atom2Vec通過每個化合物中原子的搭配規律理解不同原子的屬性，按照化學屬性分類，最終重建出元素周期表。

羨慕歸羨慕，這種重建大法看來人類是無法習得了~

談到Atom2Vec的命名，研究人員坦言是受了谷歌Word2Vec的啟發。這種能將語言文字轉換成數字向量的方法，也被用在了元素周期表的重建中。通過向量分析，AI能夠預測一個詞出現在其他文本中的概率。

例如，“國王”一詞經常和“女王”“男人”“女人”一同出現，因此“國王”的數學向量可能被粗略地翻譯為“國王=女王-女人+男人“。

“我們將相同的方法應用於原子。不是從一組文本中提取所有單詞和句子，而是給Atom2Vec提供所有已知的化合物，如NaCl，KCl，H2O等。”研究人員說。隨後，AI程式計算出例如鉀（K）和鈉（Na）可能具有相似的性質，因為兩者都可以與氯（Cl）結合。就像國王和王后相似，鉀和鈉是相似的。

這項研究即將在7月25日發表於美國國家科學院院刊。

華裔研究團隊

其實，這項成果的負責人是一名中科院外籍院士。

今年55歲的張首晟是名美籍華裔物理學家、美國文理科學院院士、美國國家科學院院士和斯坦福大學J.G. Jackson和C.J. Wood講座教授。

△張首晟本人

此前，張首晟的主要研究主要包括拓撲絕緣體、量子自旋霍爾效應、自旋電子學、高溫超導等方向，為什麽對化學元素周期表有了興趣？

張首晟表示，自己設計這個AI的最初目的，是想提出一個新的機器智能基準，就像圖靈測試一樣。

“我們想看看是否可以設計出一種能在發現新自然規律時擊敗人類的AI，但為了做到這一點，就必須先測試AI是否能夠完成人類已經發現的最偉大發現。”張首晟說。

看來，目前大計劃的分支計劃已經達到。至於這個能夠重建元素周期表的技術，張首晟希望可以幫助科學家去發現和設計新材料。

“你可以嘗試給它一個目標，並指導它找到。”張首晟說。

—完—