對于科學(xué)智能的未來研究方向，漆遠提到了依舊要選擇具有大科學(xué)價值的領(lǐng)域，另外也需要在社會和產(chǎn)業(yè)價值之間找到平衡點，去重點突破。
隨著2024年諾貝爾物理學(xué)獎和化學(xué)獎授予了人工智能相關(guān)研究，科學(xué)智能（科學(xué)和AI深度融合）及其研究方向引發(fā)了從科學(xué)家到公眾的廣泛關(guān)注，接下來將有哪些研究重點？
在11月11日下午舉辦的“2024科學(xué)智能創(chuàng)新論壇”上，上海科學(xué)智能研究院（下稱“上智院”）聯(lián)合復(fù)旦大學(xué)、集智科學(xué)研究中心和阿里云，共同發(fā)布了科學(xué)智能前沿觀察報告，十大前沿方向涵蓋AI for Science、Science for AI和科學(xué)智能基礎(chǔ)設(shè)施三個維度。
其中，AI for Science的前沿方向包括垂直領(lǐng)域科學(xué)大模型、融入先驗知識的AI模型、基于LLM模型的科學(xué)研究、從提出假設(shè)到自動驗證的AI科學(xué)家，以及復(fù)雜世界的多智能體建模；Science for AI的前沿方向則覆蓋了物理世界的第一性原理和科學(xué)啟發(fā)的可解釋AI新架構(gòu)；科學(xué)智能基礎(chǔ)設(shè)施前沿方向包括合成數(shù)據(jù)和新型智能計算。展望未來，面向可信可解釋的科學(xué)世界模型和上述九個方向共同構(gòu)成科學(xué)智能十大前沿。
十大前沿
上智院院長、復(fù)旦大學(xué)浩清教授漆遠在會上表示，AI與基礎(chǔ)科學(xué)的深度融合，將開啟AI與科學(xué)“雙螺旋引擎”共振驅(qū)動的科學(xué)研究新范式。AI for Science和Science for AI，類似DNA和RNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，一方面，AI將成為科學(xué)研究探索的最前沿；另一方面，科學(xué)啟發(fā)的AI也將成為實現(xiàn)AGI的重要支撐。未來可望有更多的科學(xué)智能研究成果問鼎諾貝爾獎�！鞍l(fā)布科學(xué)智能前沿觀察報告，就是希望推動和支持更多AI和基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的科學(xué)家，深度融合無縫合作，共同探索科學(xué)智能的新未來，打造能夠自主發(fā)現(xiàn)復(fù)雜世界未知規(guī)律的‘AI愛因斯坦’。”
為何叫雙螺旋引擎
科學(xué)智能（AI X Science）是一個新興的跨學(xué)科研究領(lǐng)域，其研究方向和驅(qū)動力(7.070, -0.24, -3.28%)可以表述為“雙螺旋引擎”：其一，將AI技術(shù)應(yīng)用于具體領(lǐng)域的科學(xué)研究（AI for Science）；其二，將領(lǐng)域?qū)W科知識用于AI算法和架構(gòu)的理解和改進（Science for AI）。
隨著大量數(shù)據(jù)的快速積累和文獻的爆炸式增長，人類科學(xué)家自身的信息處理能力達到極限，甚至成為研究突破的瓶頸。而越來越多的科學(xué)研究領(lǐng)域在面對復(fù)雜問題的挑戰(zhàn)時也難以利用傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)和物理方法。如何將AI運用于垂直的科學(xué)領(lǐng)域研究，加速科學(xué)發(fā)現(xiàn)，擴展科研邊界，是AI for Science的核心主題。
今年諾貝爾化學(xué)獎授予的AlphaFold2，即是AI算法用于解決科學(xué)領(lǐng)域重要問題的研究典范。AI for Science其他成功研究案例還包括AI可控核聚變、氣象模型等等。
不過，雖然已獲重大突破，但AI仍然面臨數(shù)據(jù)稀缺、耗能過大、解釋性較差等重大挑戰(zhàn)。而人類科學(xué)家已經(jīng)積累了各個學(xué)科領(lǐng)域的海量知識， 如何將科學(xué)家的經(jīng)驗和知識，甚至直覺和啟發(fā)式想法，轉(zhuǎn)化為AI系統(tǒng)的能力，構(gòu)成了Science for AI研究的重點。
漆遠接受第一財經(jīng)采訪時表示，今年的諾貝爾獎就是科學(xué)智能非常好的代表，隨著基礎(chǔ)研究科學(xué)家和人工智能科研人員的雙向奔赴，未來會看到更多科學(xué)智能的成果產(chǎn)生，這也會影響科研范式本身。對于科學(xué)智能的未來研究方向，他提到了依舊要選擇具有大科學(xué)價值的領(lǐng)域，另外也需要在社會和產(chǎn)業(yè)價值之間找到平衡點，去重點突破。
漆遠
多個大模型發(fā)布
除了科學(xué)智能前沿觀察報告，會上還發(fā)布了“PI-AGENT氣候領(lǐng)域大語言模型”、“女媧：生命流體大模型”&“女媧：基因?qū)Ш酱竽Ｐ汀�、“女媧：生物結(jié)構(gòu)大模型”。
上智院介紹，此次發(fā)布的“女媧：生物結(jié)構(gòu)大模型”類似于2024年諾貝爾獎成果AlphaFold和RoseTTAFold，通過生成式大模型生成生物結(jié)構(gòu)，包括RNA、分子、蛋白質(zhì)等，主要應(yīng)用于制藥產(chǎn)業(yè)，因為生物結(jié)構(gòu)直接決定了藥物的功能。
“女媧：生物結(jié)構(gòu)大模型”團隊負責(zé)人、復(fù)旦大學(xué)人工智能創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)研究院研究員朱思語告訴第一財經(jīng)，從產(chǎn)業(yè)應(yīng)用角度來看，目前他們已與一些制藥CRO企業(yè)合作，開展藥物結(jié)構(gòu)合成的臨床前驗證。同時，他們還在探索通過官網(wǎng)提供API，供研究人員和企業(yè)申請調(diào)用女媧-生物結(jié)構(gòu)大模型的服務(wù)。“在生物數(shù)據(jù)方面，我們將與國家蛋白質(zhì)中心（上海設(shè)施）合作，通過分子動力學(xué)模擬積累動態(tài)蛋白數(shù)據(jù)，為模型生成提供支持�！�
“女媧：基因?qū)Ш酱竽Ｐ汀眻F隊負責(zé)人、復(fù)旦大學(xué)人工智能創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)研究院副院長、研究員程遠解釋，之所以取名為“基因?qū)Ш酱竽Ｐ汀�，是希望對這些“暗物質(zhì)”對生命的作用機制提供一套“導(dǎo)航圖”，最終可以構(gòu)建出一套基因與基因之間、基因與環(huán)境之間、基因與外部刺激之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系圖譜，就像我們在黑暗環(huán)境中有了一張導(dǎo)航地圖一樣�！拔覀兿Ｍ麑⑦@套‘導(dǎo)航系統(tǒng)’開放給學(xué)術(shù)界和工業(yè)界，為未來的生命科學(xué)研究添磚加瓦。初期我們會首先開放基因調(diào)控關(guān)系圖譜和預(yù)測接口，然后逐步完善功能�！�
而對比上智院此前發(fā)布的“伏羲”大模型，11日發(fā)布的氣候領(lǐng)域大語言模型有何區(qū)別？
“氣候領(lǐng)域大語言模型”團隊負責(zé)人，復(fù)旦大學(xué)校長助理、上海創(chuàng)智學(xué)院副院長吳力波解釋，該模型是中國首個獨立自主研發(fā)的氣候科學(xué)大語言模型，模型融合海量領(lǐng)域?qū)I(yè)知識，通過智能體建模提升模型對科學(xué)事實的認知和總結(jié)能力、數(shù)據(jù)和信息的掌握能力，為氣候領(lǐng)域的研究人員和從業(yè)者提供全方位智能的AI科學(xué)家服務(wù)，加速氣候變化研究進展。
上智院首席戰(zhàn)略官，復(fù)旦大學(xué)兼職教授楊燕青
