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唐強(qiáng)
2025-09-08 22:09
人工智能驅(qū)動科學(xué)研究快速發(fā)展，這一趨勢已成為科學(xué)界的共識。要通過“通專融合”，推動整個科研范式的系統(tǒng)性變革
人工智能以其基礎(chǔ)性、平臺性和通用性特點，在多個維度上對經(jīng)濟(jì)社會產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，科學(xué)研究就是其中的重要方面。國務(wù)院日前印發(fā)的《關(guān)于深入實施“人工智能+”行動的意見》提出加快實施六大重點行動，其中之一就是“人工智能+”科學(xué)技術(shù)。近年來，人工智能在生命科學(xué)、數(shù)學(xué)、生物、材料科學(xué)等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。人工智能驅(qū)動科學(xué)研究快速發(fā)展，這一趨勢已成為科學(xué)界的共識。
科學(xué)研究離不開相互影響的三個要素：研究者、研究工具和研究對象。從研究者角度看，人工智能可以幫助科學(xué)家突破認(rèn)知局限，提出更好的問題，找到更有價值的研究方向；從研究工具層面看，人工智能不僅優(yōu)化既有工具效率，更能自主構(gòu)建新工具或?qū)崿F(xiàn)創(chuàng)新性組合；在研究對象上，人工智能讓研究者能夠更全面地審視研究對象，發(fā)現(xiàn)被忽視的潛在關(guān)聯(lián)……這些都是人工智能在科學(xué)研究方面應(yīng)該著力解決并且可能帶來巨大回報的發(fā)展方向。
從科學(xué)技術(shù)發(fā)展的歷程看，科學(xué)這座“大廈”已經(jīng)越來越完善，學(xué)科變成一個個“小房子”，取得重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)、解決重大科技問題的難度變得越來越大。另一方面，許多重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)有一定的偶然性，這些偶然的科學(xué)發(fā)現(xiàn)可能會受限于科學(xué)家的認(rèn)知水平和知識傳播的滯后性。1905年，愛因斯坦在思想實驗中想象電車以光速經(jīng)過鐘樓的情形，產(chǎn)生了關(guān)于狹義相對論的靈感。由于他當(dāng)時并未掌握黎曼幾何這一關(guān)鍵數(shù)學(xué)工具，直到數(shù)年后才成功構(gòu)建廣義相對論的完整框架。因此，如何打通這些學(xué)科間的壁壘、推動科學(xué)發(fā)現(xiàn)從“偶然”走向“必然”，成為人工智能驅(qū)動的科學(xué)研究亟須解決的關(guān)鍵問題。
從人工智能自身發(fā)展看，在大模型出現(xiàn)前，人工智能發(fā)展主要沿著專業(yè)深度方向推進(jìn)，深藍(lán)、阿爾法圍棋都是典型代表；大模型出現(xiàn)后，人工智能在泛化能力上取得重大突破，但專業(yè)深度又面臨不足。因此，實現(xiàn)“通專融合”是通用人工智能發(fā)展的重要路徑，而這種“通專融合”的能力，也恰是取得科學(xué)發(fā)現(xiàn)的前提。
當(dāng)前，人工智能已可以幫助研究者理解文獻(xiàn)、增強(qiáng)計算能力、豐富研究對象的表征維度等，但人工智能在科研方面的價值遠(yuǎn)不止于此。具體看，人工智能可以幫助研究者更好地產(chǎn)生跨領(lǐng)域的想法，幫助判斷哪些科研假設(shè)更具價值；人工智能還能夠自主構(gòu)建新工具或?qū)崿F(xiàn)已有工具的創(chuàng)新性組合；在人工智能的支撐下，研究者還可以更全面、更交叉地審視研究對象、提升認(rèn)知水平，進(jìn)而提出更優(yōu)質(zhì)的科學(xué)問題等，形成良性迭代循環(huán)。這些都是人工智能驅(qū)動的科學(xué)研究的機(jī)遇所在——不只在于單點突破，而是要通過“通專融合”，推動整個科研范式的系統(tǒng)性變革。
例如，上海人工智能實驗室已發(fā)布并開源“書生”科學(xué)多模態(tài)大模型，在“通專融合”方面進(jìn)行了諸多探索——它融合了蛋白質(zhì)序列、基因組、化學(xué)分子式、腦電信號等科學(xué)數(shù)據(jù)，經(jīng)過科學(xué)推理專項優(yōu)化，具備嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬐评砟芰涂茖W(xué)多模態(tài)能力。目前，基于“書生”大模型，我們推出了科學(xué)發(fā)現(xiàn)平臺，并與國內(nèi)多家科研單位合作，成功研發(fā)基于人工智能的量子計算中性原子排布算法、專注于靶標(biāo)發(fā)現(xiàn)與臨床轉(zhuǎn)化評估的多智能體系統(tǒng)等。目前，該平臺在量子計算、藥物研發(fā)、高分子化學(xué)等方面均取得了進(jìn)展。
人工智能在科技創(chuàng)新中發(fā)揮關(guān)鍵作用，未來還將成為跨學(xué)科、跨領(lǐng)域突破的重要引擎。加快探索人工智能驅(qū)動的新型科研范式、加快建設(shè)應(yīng)用科學(xué)大模型，將進(jìn)一步強(qiáng)化人工智能的牽引帶動作用，推動科學(xué)技術(shù)取得更多“高點”上的突破。
（作者為上海人工智能實驗室主任、首席科學(xué)家，本報記者谷業(yè)凱采訪整理）
