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在2025世界人工智能大會(huì)上，阿里巴巴展示通義大模型。施 華攝（影像中國(guó)）

最近，英國(guó)帝國(guó)理工學(xué)院微生物學(xué)專家何塞·佩納德斯發(fā)現(xiàn)并驗(yàn)證了一種全新的細(xì)菌基因傳播機(jī)制：超級(jí)細(xì)菌（對(duì)抗生素具有耐藥性的細(xì)菌）通過獲取病毒尾部結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)進(jìn)化。佩納德斯和他的團(tuán)隊(duì)前后用了10年時(shí)間完成這一研究。然而，令他震驚的是，谷歌公司今年2月推出的“AI聯(lián)合科學(xué)家”，僅用了48小時(shí)就驗(yàn)證了這一尚未發(fā)表的成果，并提出多個(gè)合理的科學(xué)假說，甚至還包含一個(gè)佩納德斯未曾考慮過的方向。佩納德斯表示，如果能更早知道這一猜想，無疑可以為研究節(jié)約數(shù)年時(shí)間——AI科學(xué)家的潛力可見一斑。

　　所謂“AI科學(xué)家”，并非指在實(shí)驗(yàn)室操作精密儀器的實(shí)體機(jī)器人，而是由大語言模型驅(qū)動(dòng)的、具備專業(yè)科學(xué)知識(shí)且有一定自主性的智能體，它能夠自主提出科學(xué)猜想和研究方案。近年來，隨著大模型推理能力井噴式發(fā)展，以及大數(shù)據(jù)平臺(tái)、算力基礎(chǔ)設(shè)施的進(jìn)步，AI科學(xué)家正從概念構(gòu)想加速邁向?qū)嶋H應(yīng)用。它們既可以有效模擬人類科學(xué)家團(tuán)隊(duì)有關(guān)研究討論、文獻(xiàn)分析、假設(shè)生成、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)甚至儀器操作等任務(wù)流程，多個(gè)智能體之間還能夠進(jìn)行“頭腦風(fēng)暴”，激發(fā)出超出單個(gè)智能體認(rèn)知的“群體智能”。

　　AI科學(xué)家的意義遠(yuǎn)不止于提升科研效率，更在于推動(dòng)科研范式的深刻變革。當(dāng)前，全球科研機(jī)構(gòu)正競(jìng)相開發(fā)各具特色的AI科學(xué)家系統(tǒng)。按照功能定位，研究方向主要分為兩類。

　　第一類旨在構(gòu)建輔助人類科學(xué)家的“科研助手”。人類科學(xué)家仍是研究主體，智能體為研究者提供跨領(lǐng)域的學(xué)科知識(shí)和研究思路。比如，美國(guó)斯坦福大學(xué)開發(fā)的名為“虛擬實(shí)驗(yàn)室”的在線系統(tǒng)，可以根據(jù)人類科學(xué)家的需求，組建不同學(xué)科背景的AI科學(xué)家團(tuán)隊(duì)展開科研。今年7月，“虛擬實(shí)驗(yàn)室”構(gòu)建了包括“免疫學(xué)家”和“計(jì)算生物學(xué)家”等在內(nèi)的虛擬聯(lián)合團(tuán)隊(duì)，提出了新的納米抗體計(jì)算框架，成功輔助人類科學(xué)家設(shè)計(jì)了92款抗病毒納米抗體，相關(guān)研究發(fā)表在《自然》雜志。

　　第二類的研究目標(biāo)則更具挑戰(zhàn)性——打造一個(gè)完全自主的科學(xué)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)。這類系統(tǒng)能夠依靠多個(gè)智能體的協(xié)作，在復(fù)雜的動(dòng)態(tài)環(huán)境中解決具體的科學(xué)問題。在此過程中，人類科學(xué)家的主要工作可能就是提出研究目標(biāo)、驗(yàn)證并反饋實(shí)驗(yàn)結(jié)果。2024年8月，日本科技公司“魚AI”開源了“AI科學(xué)家”系統(tǒng)，首次實(shí)現(xiàn)完全由AI驅(qū)動(dòng)的、從提出科學(xué)構(gòu)想到撰寫學(xué)術(shù)論文的科研過程。今年3月，該系統(tǒng)產(chǎn)出的一篇計(jì)算機(jī)科學(xué)論文通過了國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)會(huì)議的專家評(píng)審。今年5月，美國(guó)AI研究機(jī)構(gòu)“未來之家”宣布，其多智能體系統(tǒng)“知更鳥”自主發(fā)現(xiàn)了一款治療干性黃斑病變（致盲的一大主因）的藥物，并通過RNA實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了其作用機(jī)制。這些創(chuàng)新成果讓人們看到，AI科學(xué)家技術(shù)可能已不再停留于“紙上談兵”，其在科學(xué)研究和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用層面已展現(xiàn)出一定實(shí)力。

　　我國(guó)也在加快構(gòu)建AI科學(xué)家系統(tǒng)。2024年10月，上海人工智能實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合多家單位開源了多智能體科學(xué)社群模擬系統(tǒng)——“虛擬科學(xué)家”，可以模擬人類科學(xué)家的合作過程來研究科技創(chuàng)新規(guī)律；2025年7月，聯(lián)合崖州灣國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)等單位，發(fā)布了首個(gè)生物育種領(lǐng)域的自主科學(xué)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)“豐登·基因科學(xué)家”。在該系統(tǒng)的輔助下，科研人員在主糧作物中發(fā)現(xiàn)了數(shù)十個(gè)此前未被報(bào)道的基因功能，并獲得實(shí)驗(yàn)證實(shí)。

　　盡管AI科學(xué)家在技術(shù)上已取得階段性成果，但在可靠可控、人機(jī)關(guān)系、科研倫理、合規(guī)監(jiān)管等諸多方面仍有大量問題亟待解決?？茖W(xué)界長(zhǎng)久以來關(guān)于“AI是否會(huì)取代人類”“AI是否會(huì)弱化人類獨(dú)立思考能力”等問題的爭(zhēng)論也在持續(xù)。不過可以確定的是，人類社會(huì)正不斷朝著通用人工智能的時(shí)代邁進(jìn)。未來，AI科學(xué)家技術(shù)有望與機(jī)器人和傳感器深度結(jié)合，通過傳感器感知實(shí)驗(yàn)環(huán)境并借助機(jī)器人執(zhí)行實(shí)驗(yàn)，從而完成從假設(shè)提出到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的全自主科學(xué)發(fā)現(xiàn)閉環(huán)。

　　可以預(yù)見，未來將有更多具備實(shí)體形態(tài)的“AI科學(xué)家”輔助人類在復(fù)雜環(huán)境下開展科學(xué)研究：“AI作物遺傳學(xué)家”在盛夏的稻田中檢查水稻生長(zhǎng)狀況，“AI土壤學(xué)家”在月球基地的無氧環(huán)境下分析月壤，“AI核物理學(xué)家”在輻射環(huán)境中操作儀器——這些曾經(jīng)存在于科幻中的場(chǎng)景，將逐步成為現(xiàn)實(shí)。

　　（作者為上海人工智能實(shí)驗(yàn)室研究員）

【責(zé)編 李媛】