搜“阿司匹林”为什么会跳出“华法林”?聊聊知识图谱这张看不见的网

那天我在搜索框里敲了三个字:阿司匹林。

回车。屏幕上蹦出来的东西多得有点烦——适应症、禁忌、能不能和布洛芬一起吃、孕妇碰不碰得、跟华法林会不会打架。我一个链接都没点,答案就已经被拼好,摆在右边那张小卡片里。

这事其实挺怪的。搜索引擎又不懂药。它凭什么知道“阿司匹林”和“华法林”之间藏着一条叫“出血风险”的线?

答案是:它并不是“懂”,它只是记得。记住这两样东西之间存在某种关系,以及这种关系是从哪儿来的。

那张卡片背后站着的东西,叫知识图谱。

它记的不是字,是“东西”和“东西之间的关系”

先别急着背定义。说个更土的说法——知识图谱就是一张网。网上每个结是一个人、一种药、一座城市、一起事故;结与结之间的线,写着它们怎么扯上关系。

学术点讲,叫三元组。主语、谓语、宾语。(阿司匹林,可能引起,胃出血),这是一条。(乔布斯,创办,苹果公司),这也是一条。再给它挂上时间,就变成四元组。就这么朴素。

你大概会想,就这?这不就是数据库换个说法嘛。

不是。关系型数据库里,你要查“我朋友的同事里,谁住在我家三公里内”,得写一长串 JOIN;跳到第五层的时候,写的人自己都绕晕了。换到图里,这就是沿着边走几步的事。

知识图谱三元组实体关系结构示意图
知识图谱三元组实体关系结构示意图

差别在于,图数据库把“关系”本身当成了一等公民——关系可以有属性,有方向,还能自己带权重。用表来表达这一层,你得再建一张表,再联一次。

还有更实在的差别。真实的图谱,是长歪的。有些节点挂着上百万条边,比如“中国”;有些孤零零的,只有一个邻居。这种分布,做查询计划的人每天都要为它头疼。

抽取那一步,脏得超出想象

图谱不会自己从地里长出来。得有人喂它。

从维基百科、药典、病历、新闻里,把实体抠出来,再把关系抠出来,然后把同一个东西的不同叫法合并到同一个节点上——阿司匹林、乙酰水杨酸、aspirin、拜阿司匹灵,机器得认出来这是同一味药。这一步叫实体对齐。做起来能让人崩溃。

为什么崩溃?“苹果”可能是水果,可能是公司,也可能是部电影。中文还更麻烦,“乔丹”到底是打球的那个,还是卖鞋的那个?

所以稍微上点规模的图谱,前面通常压着一层叫本体(ontology)的东西。说白了就是先跟机器约好:这个世界上有哪几类东西——人、组织、地点、事件;人和组织之间允许有哪些关系——任职、创办、隶属。约定在先,抽取的时候才有护栏,不然抽出来的东西互相打架。

医疗知识图谱疾病症状药品关联网络可视化图
医疗知识图谱疾病症状药品关联网络可视化图

医药领域算是走得比较靠前的。药、靶点、通路、疾病、症状、不良反应,连成一整片。新药研发里有个老难题叫“老药新用”——一个治糖尿病的分子,说不定对别的病也有效,纯靠人脑去想几乎不可能。放到图里顺着路径走一走,反而能翻出些蛛丝马迹。

几个我经常听到的误会

几个我经常听到的误会
几个我经常听到的误会

误会一:知识图谱就是更大的知识库。

体量从来不是重点。重点是那些边。一个塞满一亿条孤立事实的库,未必比得上一个只有十万个节点、但关系密实的网。因为推理发生在边上,不在点上。

误会二:大模型都这么强了,图谱没用了。

恰恰相反。模型写东西很溜,但它记不住具体事实,一不留神就编。图谱呢,冷冰冰的,可每一条边都能追溯——谁写的、从哪来、什么时候更新的。把两边接起来,让模型去图里找依据,眼下是个挺热闹的方向。别的不提,至少能少编一点。

误会三:建完就完事了。

想得美。人会换工作,公司会改名,药会被召回。图谱得有更新机制,还得处理新旧冲突。这块工作量,往往比初次搭建还大。

我想问它三个问题

我想问它三个问题
我想问它三个问题

——图谱能不能自己发现自己缺了什么?

能一点。比如发现两个节点之间路径特别绕,或者某一类关系稀疏得反常,就提示这里可能是盲区。但要说它像人一样主动好奇,还差得远。

——那张网会不会越织越乱?

会。实体对齐错一次,错误的合并会顺着边往外扩散,越传越广。清理起来比从零建还费劲。所以不少团队的图谱里,都留着一套人工复核的口子。

——普通人用得上吗?

你其实每天都在用。搜人名时旁边弹出的信息卡、电商那句“买了它的人还买”、手机里“根据你的位置推荐”,背后都可能是图在跑。你感觉不到它,只是因为它藏得够深。

回头再看那次搜“阿司匹林”。屏幕上那张被拼出来的小卡片,其实是无数人一条一条填进去的边。谁和谁有关,怎么个有关法。

机器并不认识药,也不认识病。它只是记性好,而且——记得住关系。

作者|科技

排版|科技

审核|阿辰

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