Wie ChatGPT Physikern bei ihrer täglichen Arbeit helfen kann

Was sind große Sprachmodelle oder Chatbots?

Ein großes Sprachmodell (LLM) ist eine Art von künstlicher Intelligenz. Das Ziel des Modells ist es, menschenähnlichen Text als Reaktion auf Aufforderungen eines Benutzers zu generieren. Das können Fragen beantworten, E-Mails schreiben und sogar Gedichte und Geschichten schreiben. Ein LLM, das in letzter Zeit Schlagzeilen gemacht hat, ist ChatGPT. Es ist hochentwickelt, da es auf einer enormen Datenmenge trainiert wird, wobei die aktuelle Version Internetdaten bis 2021 verwendet. 

Wie wurde Ihr Interesse an Chatbots geweckt? 

Ich habe neuronale Netze – eine Art künstliche Intelligenz – verwendet, um komplexe mathematische Zusammenhänge zu untersuchen. In ähnlicher Weise lernen Chatbots sprachbasierte Beziehungen, und dank eines auf KI spezialisierten Mitarbeiters wurde ich kürzlich auf das Potenzial von Chatbots und insbesondere von ChatGPT aufmerksam. Dann begann ich mit ChatGPT zu experimentieren und entdeckte, dass es bei vielen meiner täglichen Aufgaben nützlich sein könnte.

Irgendwelche Beispiele? 

Ich benutze sie, um E-Mails zu schreiben oder eine lange E-Mail zusammenzufassen, wenn ich keine Zeit habe, sie zu lesen. Wenn ich schnell losfahre, um einen Vortrag zu halten, und ich eine wichtige, aber lange E-Mail bekomme, könnte ich den Chatbot bitten, sie in ein paar Stichpunkten zusammenzufassen. Wenn ich ein Abstract für eine Konferenz schreibe und merke, dass es tatsächlich auf 500 Zeichen begrenzt ist, nicht auf 1000, und wenn ich es bis zur letzten Minute verschoben habe, kann ich es einem Chatbot geben und sagen: „Machen Sie daraus 500 Zeichen“. Natürlich lese ich die Ausgabe immer noch einmal, nur um sicherzugehen, dass der Chatbot nichts eingeführt hat, was mir nicht gefällt.

Können Chatbots für Mathematik verwendet werden? 

Chatbots sind sprachbasierte Modelle, daher können Sie nicht erwarten, dass sie fortgeschrittene mathematische Ausdrücke lösen. Es wurde jedoch an Beispielen trainiert, in denen Menschen mathematische Ableitungen durchgeführt haben, sodass es grundlegende mathematische Berechnungen ausführen kann, obwohl es nicht das ist, wofür es entwickelt wurde. Ich würde immer Werkzeuge bevorzugen, die für Mathematik entwickelt wurden, wie z Wolfram Alpha, die eine nachgewiesene Erfolgsbilanz hat.

Was ist mit Computercode? 

Ja. Ich fand es besonders nützlich, um Computercode zu schreiben. Sie könnten ChatGPT bitten, Ihren Code zu überprüfen und Fehler zu identifizieren. Es ist fast so, als hätten Sie einen Privatlehrer, der Ihre Fehler erkennt und Ihnen sagt, wie Sie Ihren Code verbessern können. 

Hast du irgendwelche Beispiele? 

Ich schrieb eine Vorlesung über das Lösen der Schrödinger-Gleichung und gab ChatGPT die mathematische Form meiner Lösung und bat es, einen Python-Code zu schreiben, der ein GIF generiert. Es war in der Lage, einen Code in wenigen Sekunden zu schreiben. Es ist nicht so, dass ich den Code nicht selbst hätte schreiben können, aber es ist zeitaufwändig. Was mich früher 30 Minuten gekostet hätte, dauert jetzt weniger als fünf Minuten, und die Einsparung dieser Zeit hat mir die Möglichkeit gegeben, die Qualität meiner Vorlesungen zu verbessern und meinen Studenten interessantere Beispiele vorzustellen.

Sind Chatbots in der Wissenschaft weit verbreitet?

Sie werden nicht so oft verwendet, wie sie sollten. Ich habe das Gefühl, dass wir von der Explosion von ChatGPT ein wenig überrascht wurden. Wir spielen jetzt eine Aufholjagd, von der ein Teil versucht, die akademische Integrität unserer Kurse zu schützen. In der Physik haben wir nicht das gleiche Problem wie Disziplinen mit mehr Aufsatzschreiben. Dennoch beschäftigen wir uns bereits mit fortschrittlichen Werkzeugen, die die tägliche Arbeit eines Physikers unterstützen können. Zum Beispiel gibt es Wolfram Alpha schon seit langer Zeit, und für einen Physikstudenten ist das ein effektiveres Schummelwerkzeug, weil es ziemlich fortgeschrittene mathematische Ableitungen durchführen kann. Aber wir sollten nicht zu selbstgefällig werden und unterschätzen, was Chatbots können. 

Ist es gut für Studenten, sie zu benutzen? 

Es ist wirklich wichtig, dass wir unseren Schülern gegenüber betonen, dass sie grundlegende Fähigkeiten üben müssen, bevor sie so etwas wie ChatGPT verwenden können. Das Verständnis der zugrunde liegenden Konzepte und Prinzipien ist notwendig, um diese Tools effektiv zu nutzen und ihre Ergebnisse zu interpretieren. Das gilt für schriftliche Arbeiten ebenso wie für Mathematik. Dazu gehören das Verfassen von Arbeiten und das Durchführen einer Literaturrecherche. Wenn Sie einen Chatbot damit beauftragen, lernen Sie nie, was eine gute Literaturrezension ist. Wir müssen auch gründlich darüber nachdenken, wie wir die Art und Weise ändern, wie wir Dinge wie Laborberichte bewerten. Fangen wir jetzt an, uns geschlossene Laborberichte anzusehen, oder bewerten wir Fähigkeiten auf höherer Ebene, sodass wir nach der tiefgreifenden Analyse suchen, die ein Chatbot nicht leisten kann?

Welche Rolle können Chatbots beim wissenschaftlichen Publizieren spielen? 

Ich denke, man sollte sich darüber keine großen Sorgen machen, aber wir sollten auch nicht zu selbstgefällig werden. Jedes Tool ist darauf ausgelegt, die Arbeit produktiver zu machen, und wir sollten uns nicht ausschließlich auf das Tool verlassen, um die Arbeit zu erledigen. Das Tool ist für Menschen da, die es nutzen und etwas schaffen können, das über das hinausgeht, was sie ohne es tun könnten. Da diese Chatbots jedoch so zugänglich sind, könnte es sein, dass Zeitschriften einen enormen Anstieg an gefälschten Artikeln verzeichnen, die vollständig von Chatbots geschrieben werden, und das könnte ein echtes Problem darstellen. Sie laufen dann Gefahr, dass der Chatbot die Arbeit schreibt und der Chatbot die Arbeit liest und Menschen vollständig umgangen werden. Wie bei allem, wenn es in diesem Ausmaß missbraucht wird, dann ist es ein Problem. 

Halten Sie es für eine gute Idee, dass einige Wissenschaftsverlage Richtlinien eingeführt haben, nach denen Autoren dokumentieren müssen, wie sie die Chatbots verwendet haben? 

Wir erklären nie, dass ein Computer die Berechnungen durchgeführt hat. Warum sollte es also wichtig sein, wenn Sie ein Tool haben, das Ihnen beim Schreiben hilft? Wenn der Peer-Review-Prozess korrekt funktioniert, sollte er beispielsweise in der Lage sein, eine Literaturrecherche zu identifizieren, die vollständig von KI verfasst wurde. Wenn ein gewissenhafter Wissenschaftler in seiner Arbeit erklärt, dass er einen Chatbot verwendet hat, um seine Einführung zu verbessern, weiß ich nicht wirklich, was der Leser denken soll, wenn er die Erklärung des Autors liest, außer, na gut, ich bin froh, dass es verbessert wurde die Zugänglichkeit des Papiers. 

Könnten Chatbots ein guter Gleichmacher für Menschen sein, die Englisch nicht als Muttersprache haben? 

Absolut. Das ist definitiv positiv und ich würde hoffen, dass es die Zugänglichkeit für Wissenschaftler verbessert, die in einem Land leben, in dem sie keine gute Englischausbildung bekommen können. Es könnte auch Muttersprachlern helfen, die nur schlechte Kommunikatoren sind. Schließlich ist es immer schade, wenn jemand eine geniale Idee hat, diese dann aber nicht richtig kommuniziert wird. Ich denke, es ist im wissenschaftlichen Schreiben, insbesondere in der Physik, anerkannt, dass die Zugänglichkeit von Artikeln im Vergleich zur Qualität der Forschung schlecht ist.

Die Chatbot-Revolution: Wie Physiker große Sprachmodelle in der Wissenschaft verwenden

Können Chatbots auch der interdisziplinären Forschung helfen? 

Ja. Wenn ich mit einem Chemiker über meine Arbeit spreche, weil sich unsere Interessen teilweise überschneiden, ich aber Wörter verwende, die er nicht versteht, kann es für ihn eine echte Plackerei sein, zu versuchen, zu verstehen, was ich tue. So könnte ich zum Chatbot sagen: „Ich habe diese Zusammenfassung für eine Physikkonferenz geschrieben, können Sie sie in einer Sprache umschreiben, die ein Chemiker leicht verstehen könnte“. Ich wäre jedoch immer vorsichtig, weil es die Bedeutung dessen, was ich geschrieben habe, verändern könnte. 

Könnte es Diversity-Probleme bei Chatbots geben? 

Im Prinzip ja, aber da müssen wir aufpassen. Dies hängt von den Daten ab, mit denen das Modell trainiert wird, und davon, ob dieser Datensatz implizite Verzerrungen aufweist. Das soll aber nicht heißen, dass es keine Verwendungsmöglichkeiten gibt. Wenn Sie beispielsweise schlampig waren und keine inklusive Sprache geschrieben haben, könnten Sie dies einfach dem Chatbot mitteilen und sagen: „Machen Sie das inklusive“. Ich würde immer vorsichtig bleiben und es vermeiden, mich vollständig auf den Chatbot zu verlassen, um dies für Sie zu tun. Wir alle haben unbewusste Vorurteile, und es ist keine gute Idee, sie nicht anzugehen, sondern sich auf KI zu verlassen, um sie für Sie anzugehen, da der Chatbot nicht immer da sein wird, um zu helfen. 

Sehen Sie die Zukunft von Chatbots positiv? 

Ja. Ich denke, der größte Vorteil ist die Verbesserung der Klarheit des wissenschaftlichen Schreibens. Sie könnten Laboranweisungen schreiben und sie einem Chatbot geben und fragen, ob die Anweisungen klar sind oder ob sie verbessert werden müssen. Es ist so, als würde man es an 100 oder 1000 Leuten vorbeiführen, bevor man es seinen Schülern gibt. Dadurch wird hoffentlich die Zugänglichkeit der Anweisungen erhöht und die Schüler können sich auf die Physik konzentrieren. Es ist auch wichtig, sich daran zu erinnern, dass wir uns erst in den Anfängen dieser Chatbots befinden und ausgefeiltere Chatbots sicherlich kommen werden. 

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• Quelle: https://physicsworld.com/a/how-chatgpt-can-help-physicists-in-their-daily-work/