用ChatGPT做科研的N种姿势：秒读PDF，无痛准备组会，还有多少惊喜你不知道？| 思维体操课
现在，还有哪个研究者能够抵抗 ChatGPT 等生成式人工智能的吸引力呢？
近期《自然》（Nature）根据该话题做了一项读者调查，在 672 名读者中，约 80% 的人至少使用过一次 ChatGPT 或类似的 AI 工具，将近十分之一的人每天都会使用，还有近四成受访者知道他们的同事们正在使用这些工具进行研究或教学。
图片来源："Science Fiction Art Robotics Scientists Never Learn" by David S. Soriano，CC BY-SA 4.0.
对于不同学科背景的研究者来说，ChatGPT 及其衍生工具提供的助力可能不尽相同（有些实验只靠写代码是做不出来的）。但如何快速准确地掌握某一主题下的大量论文和背景知识，恐怕是所有研究者的共同需求。
但是，用 ChatGPT 处理文献靠谱吗？下面这个例子或许能给你一点启发。
01
读论文的 N 种姿势
Craig Griffin 是学术出版方面的信息技术专家，他所在的公司 Silverchair 为学术出版界提供信息平台技术服务。为了弄清楚 ChatGPT 是不是能够让学者在文献海洋里游得更轻松（也可能是更难），他找了一篇真实的论文扔给了 ChatGPT，看看它能把论文“读”成什么样。
这篇论文来自期刊《水科学与技术》 （Water Science and Technology journal），讲的是将巴西阿萨伊浆果 （acai berry）果汁生产过程中的残留物可以作为一种过滤方法，去除水中的重金属。 他只是 URL 放到了 ChatGPT 里，并要求它列一个概要（summary），既没有规定固定的字数，也没有要求特定主题，就只是让它生成一个概要。
以下是 ChatGPT 的输出：
The article discusses the use of the endocarp of the açaí fruit, a waste product from the production of açaí berries, as a biosorbent for the removal of toxic metals such as cadmium (Cd), lead (Pb), and chromium (Cr) from water. The study found that the açaí endocarp has a favorable morphology for adsorption, with a fibrous and irregular surface and significant voids. It is also rich in lignin and cellulose. The study found that the removal percentage of Cd(II) was higher, on average 90%, at pH 6.0, and that 400 mg of biosorbent mass in studies on Cd(II) was used, equivalent to 8 g of biosorbent per litre of water solution. The study concludes that the endocarp of the açaí fruit is a cheap and readily available alternative to expensive commercial adsorbents for the removal of toxic metals from water.
本文讨论了使用阿萨伊浆果的内果皮（一种生产阿萨伊浆果的废物）作为生物吸附剂，去除水中的有毒金属，如镉 （Cd）、铅 （Pb） 和铬 （Cr）等物质的方法。研究发现，阿萨伊浆果的内果皮具有有利的吸附形态，具有纤维状和不规则的表面以及明显的空隙。它还富含木质素和纤维素。研究发现，在pH 6.0时，Cd（II）的去除率更高，平均为90%，这使用了400毫克的生物吸附剂质量，相当于每升水消耗8克生物吸附剂。该研究得出的结论是，阿萨伊浆果的内果皮是一种廉价且易于获得的替代品，可替代昂贵的商业吸附剂，用于去除水中的有毒金属。（Griffin 用英语跟 ChatGPT 交流，所以生成结果都是英语，为了方便理解，“科研圈”将所有 Griffin 从 ChatGPT 处获得的结果译成了中文。实际使用中，ChatGPT 可以直接生成中文结果。）
Griffin 还要求 ChatGPT 用一句话概括了这篇论文：
The article discusses using açaí endocarp as a biosorbent for heavy metal contamination in water, with the study finding it to have a favorable morphology for adsorption and a 90% removal percentage of Cd(II) at pH 6.0.
本文讨论了阿萨伊浆果内果皮作为水中重金属污染的生物吸附剂的用法，研究发现它在 pH 6.0 时具有良好的吸附形态和 90% 的Cd（II）去除率。
来自 ChatGPT 的结论更偏重事实信息，但并非不正确。Griffin 认为，论文作者的结论写得更好，它更容易理解，并带来了一些观点（例如需要进一步研究的事实）。但是，ChatGPT 的结论是准确且可用的。
不过，Griffin 不是一名一线科研工作者，他可能很久没有经历过在组会上被导师问到无言以对的时候了。他真的把 ChatGPT读文献的潜力挖掘到底了吗？“科研圈”接过了他的思路，想要希望每天都能跟上领域最前沿的你提供一点更实际的帮助。
我们仍然以上面这篇使用阿萨伊浆果内果皮去除水中重金属污染的论文为例，不同的是选用了ChatGPT 的衍生工具ChatPDF 作为测试对象。ChatPDF 直接调用 ChatGPT 的 API，只接受 PDF 格式的文件输入，也只能输出文字信息。
让我们把这篇论文放进去，看看它的表现：
别怀疑自己的眼睛，论文是用英语写的，但可能是因为论文中的巴西、阿萨伊浆果等词汇触发了 AI 的葡萄牙语之魂，换个姿势提问就行。
它会主动生成文章内容提要，并且贴心地列举了一些你可能会关心的具体问题，帮你有效提问。
首先，我们可能想要知道作者的整体实验思路：
面对一项新研究，我们可能最关心它的创新点在哪儿，可以这样问：
如果你想快速了解一些关键概念和技术细节：
如果你对作者的其他工作感兴趣，它也能帮你从参考文献列表中快速定位：
……
怎么样？是不是可以看到一些无痛准备组会报告的希望了？
02
不止是读论文
是的，AI 现在还不能代替我们做实验，但它们几乎能参与科研的所有环节。《自然》的读者调查显示，在使用 ChatGPT 从事科学相关任务的受访者中，27% 的人会用它进行研究 idea 的头脑风暴，24% 的人用它写代码，16% 的人用它写论文手稿、做 PPT 或文献综述，还有 10% 的人用它写基金申请书。
根据《泰晤士高等教育》的报道，一位来自英国帝国理工学院的医学讲师认为 ChatGPT “独立撰写”文献综述的能力还比较差：他让 AI 写了一篇作业小论文，发现以本科生的标准来看还算勉强及格，但如果一个研究生给老师交了这样的东西，是不能被接受的：“它没办法将知识综合起来，也没有分析或评价能力。”
目前，包括《科学》《自然》《美国医学会杂志》等许多期刊已经针对“能够写作”的 AI 颁布了限制政策，不允许它们取代忙（tōu）碌（lǎn）的人类成为论文作者。但更离谱的事情正在发生：一位学者最近 在社交平台上向同行求助，怀疑自己一篇投稿的修订意见，是审稿专家用 ChatGPT 糊弄出来的。
这名学者 Andrew White 是美国罗彻斯特大学（University of Rochester）的化学工程副教授。他表示自己的投稿收到了一条只有 5 句话，没有任何具体意见，并且被 ChatGPT 检测器判定为可能是 AI 写的。难办的是，这篇论文已经经历了来自 7 名审稿人的 4 轮审查，这是最新的一轮，只有一位审稿人，还很有可能在利用 AI 摆烂。但期刊的编辑不为所动，仍然建议 White 按照审稿意见修订论文。
在一众回复中，得到最多人支持的处理方法是先配合编辑把文章发表，然后在委婉提醒编辑审稿意见存在的问题。还有网友回复说自己在向一个 IEEE 期刊投稿时也遇到了类似的问题，他和 PI 只能一遍又一遍地向编辑和审稿人要求更详细的审稿意见……
03
助手还是玩具
ChatGPT 带给学术界的便利有多大，学者们对它的担忧就有多大。现在大家都知道这类 AI 有一个最大的问题，就是“一本正经地胡说八道”。一位德国的分子生物学家在接受《自然》调查时说，ChatGPT 曾给他列出了一个完全虚构的参考文献列表，里面没有一篇真实存在的论文。还有人担心它可能会被论文工厂利用，产生更多的学术垃圾和信息污染。更重要的是，过度依赖 AI 来完成写作任务，可能会削弱研究人员的创造力，阻碍他们的学习过程。
不过仍有不少学者对 ChatGPT 发展为科研利器抱有希望。如果这类工具能够被接入现有的大型文献数据库，它有可能会发现许多领域中被忽略的关联或特定模式。想象一下，如果 ChatGPT 或者搭载了 AI 的搜索引擎能够找到 1950 年代以来在主要期刊上发表，且至少被引用了足够多次数的论文，并且据此形成一段可读的概括性综述，这将是一个多么强大的助力。遗憾的是，目前这些数据大部分都不在 AI 的访问权限之内。
回到当下，ChatGPT 在学者们眼中，可能还是扮演“玩具”角色的时候多一些。《自然》的读者中有 57% 的人表示他们使用 ChatGPT 或类似工具是为了获得“与研究无关的创造性乐趣”。
还记得前面 Griffin 扔给 ChatGPT 读的那篇巴西阿萨伊浆果论文吧？他其实玩出了很多花样：
比如，让 AI 把论文改写成电视广告：
开场镜头是一个美丽的蓝色湖泊，周围环绕着郁郁葱葱的绿色植物，然后镜头切换到从湖中采集水样的特写，水是浑浊和肮脏的。
画外音（关注的语气）：“水资源受到威胁，重金属污染是一个严重的问题，不仅影响环境，还影响我们社区的健康。”
镜头切到一个实验室，显示穿着实验室外套和护目镜的科学家正在使用各种设备和烧杯。
画外音（乐观的语气）：“但我们还有希望，这是一种高效且负担得起的新方法。介绍吸附工艺，一种利用天然生物质作为吸附剂去除水资源中重金属的方法。”
镜头切换到一位科学家拿着阿萨伊浆果内果皮样本，这是生产阿萨伊浆果的废物。
画外音（兴奋的语气）：“最棒的是，阿萨伊浆果的内果皮便宜，容易获得，是一种高效的吸附材料，富含纤维素、木质素和其他有机成分。”
镜头再次切到从湖中采集的水样，但这次干净清澈。
画外音（最后一句）：“不要让重金属污染破坏我们的水资源，选择阿萨伊内果皮，为了更清洁、更健康的未来。”
阿萨伊内果皮包装和公司标志的闭幕镜头。
让它根据研究内容唱一段 rap：
Verse 1: Listen up, I got a story to tell, ‘Bout a way to clean up water, and do it well, Heavy metals, they’re a dangerous thing, But with the açaí endocarp, we got the solution that will bring.
Chorus: Açaí endocarp, it’s the way to go, Removes heavy metals, that’s for sure you know, Fibrous and porous, laminar too, It’s the perfect biosorbent, it’s true.
Verse 2: Nature’s gift, it’s available in bulk, A waste product, but it’s got the power to cleanse, Chemical reactions, they decrease vibrations, And with lignin and cellulose, it’s got the right combination.
Chorus: Açaí endocarp, it’s the way to go, Removes heavy metals, that’s for sure you know, Fibrous and porous, laminar too, It’s the perfect biosorbent, it’s true.
Outro: Cadmium, lead, chromium, they’re all gone, Thanks to the açaí endocarp, the water is clean and strong. So let’s use this natural solution, To protect our water, and the environment’s revolution.
还能生成一份不太对劲的食谱（警告：这是错的！）
配方：
-1 杯阿萨伊内果皮（Euterpe oleracea Mart.）
-1 升被重金属污染的水（Cd2+，Pb2+或Cr3+）
-1 份 pH 6.0缓冲溶液
-400 毫克生物吸附剂
步骤：
1、取一杯阿萨伊内果皮，用食品加工机或研钵和研杵将其研磨成细粉。
2、在单独的容器中，混合1升被重金属污染的水和 1 份 pH 6.0 缓冲溶液。
3、在受污染的水中缓慢加入 400 mg 生物吸附剂并充分搅拌。
4、将磨碎的阿萨伊内果皮粉加入混合物中，搅拌 5 分钟。
5、让混合物静置 1 小时。
6、1小时后，通过细网筛或滤纸过滤混合物，以分离生物吸附剂和重金属。
7、丢弃过滤后的生物吸附剂并收集纯净水。
8、根据需要重复该过程，直到达到所需的重金属去除水平。
注意：阿萨伊内果皮是生产阿萨伊浆果的废物，很容易在当地农业中大量获取。
享受干净安全的水吧！
甚至可以 cos 成温斯顿·丘吉尔把研究讲给你听：
“水资源是我们星球的命脉，正受到重金属污染这一毒瘤的威胁。这是一个可怕的困境，不仅威胁到环境，而且威胁到我们人民的健康和福祉。但是，我的朋友们，不要害怕，因为有希望。一种新的方法，即吸附过程，是纠正这种可怕情况的关键。通过利用天然生物质作为吸附剂，我们可以有效地去除这些污染物，使我们的水资源恢复到昔日的辉煌。我对你们说，阿萨伊内果皮是生产阿萨伊浆果的废物，是这项任务的完美候选者。它价格便宜，容易获得，富含纤维素、木质素和其他有机成分。让我们团结起来，不再让这种祸害继续下去。为了我们的星球和我们的人民，我们将迎接挑战，恢复我们水资源昔日的辉煌。”
作者： | 科研圈
本文转自公众号“科研圈”，仅代表作者自己观点。