用AI(人工智能)“創(chuàng)造”出人類從未在自然界發(fā)現(xiàn)的分子,解決鋰電池的壽命問題;利用古DNA儲存的信息繪制東亞文化向西輻射的路線圖;用大數(shù)據(jù)和AI找到了帕金森疾病的靶點和“適配”的小分子藥物……復旦大學今年以來在科研領域頂尖刊物上發(fā)表了一系列成果。比起數(shù)量,這些成果所共享的一大特征更值得關注:均是在科研范式上的顛覆性變革,通過推動科學智能(AI for Science,縮寫為AI4S)為科研賦能,加速科研的突破。
如果說,科研本來就需要大膽的想象,那么,正是科研范式變革才可能讓科學家的“異想天開”得以實現(xiàn)。
復旦大學從2022年底全面推動AI4S以來,收獲的不僅是基礎研究領域的不斷突破——單單今年1月至2月,就已在CNS(《自然》《科學》《細胞》三大國際頂尖刊物)上發(fā)表了6篇論文,另有4篇論文也已被接收,且它們大多是離產(chǎn)業(yè)僅一步之遙的基礎應用研究突破。
科研范式的改變,也帶來了科研文化的改變:在此過程中,更多年輕人得以被“看見”,學科交叉融合也成為自然。
全面推動AI4S,科技底層邏輯已經(jīng)變了
“如果沒有科研范式的變化,我們團隊不可能依靠傳統(tǒng)研究的模式,來完成現(xiàn)有的成果。”高悅是復旦大學的一位90后青年研究員,他和中國科學院院士、復旦大學科學技術研究院院長彭慧勝的團隊,為了解決鋰電池電量衰減的問題,大膽想象通過一種分子將鋰離子重新注入電池。在AI大模型的“協(xié)助”下,他們設計出了這一從未在真實世界發(fā)現(xiàn)過的分子,并且在各種形態(tài)的鋰電池中得以驗證。這一研究成果不久前發(fā)表在《自然》主刊。
不只是高悅,在復旦,多位科學家接受記者采訪時,都不約而同談到了科研范式帶來的影響。
復旦大學科學技術研究院常務副院長徐曉創(chuàng)說,上一次科技革命帶來的邊際效應正不斷衰減,如果當下還是依照原先的科研范式,很難再出現(xiàn)顛覆性突破。面向未來的“星辰大?!?,只有來自科技底層邏輯的改變,才能帶來科研的突破。
復旦大學從2022年11月開始在全校全面布局AI4S,并于2023年上線了國內(nèi)高校最大的云上科研智能計算平臺CFFF平臺。如今,學校已在各一級學科建立AI4S創(chuàng)新中心。目前,全校AI4S科研團隊已超百個,包括固態(tài)電池、物質(zhì)結構、人類衰老、蛋白質(zhì)結構預測、類腦智能、中華文明探源等重要的研究領域。今年5月,學校還將成立全球AI4S聯(lián)盟。
更多年輕人被“看見”,很多時候“學生帶著老師跑”
盤點今年在復旦大學產(chǎn)出的一系列新成果,還有一個特點:主要完成人幾乎都是80后、90后的青年科研主力,甚至還有些成果的第一作者是00后學生。
復旦大學附屬中山醫(yī)院90后直博生吳英成就在導師高強的指導下,利用最新的研究工具發(fā)現(xiàn)中性粒細胞的抗原提呈能力,為腫瘤免疫治療研究的突破提供了一種可能,該研究發(fā)表在《細胞》雜志;復旦大學大氣與海洋科學系的95后青年研究員王怡靜以“基于AI技術的全球太陽能與風能發(fā)電實現(xiàn)碳中和的優(yōu)化方案”項目,入選第九屆未來女科學家獎計劃擬支持對象……
“中國不缺人才,科研范式的變革不僅從根本上改變了科學研究的邏輯,也讓更多年輕的‘最強大腦’能夠真正發(fā)揮作用并被‘看見’?!睂W校相關負責人告訴記者。
追溯科技發(fā)展史,歷史上最偉大的發(fā)現(xiàn)幾乎都來自三四十歲的年輕人,尤其是真正的顛覆性創(chuàng)新,更需要科研人有充分的想象力去突破邊界,而這正是年輕人的特質(zhì)。在復旦大學,上線CFFF平臺后,學校還為所有學生開設AI大課,教學生玩轉智算平臺。當時,中國科學院院士、校長金力就說,接下來很多時候做科研會是“學生帶著老師跑”了。
事實證明,AI4S的推廣,讓更多年輕人有機會發(fā)揮自己“最強大腦”的作用。發(fā)現(xiàn)帕金森治療最新靶點的課題組負責人、復旦大學附屬華山醫(yī)院的80后教授郁金泰感慨:“很多90后、00后學生在某些方面都比我強,正是這么多年輕的‘最強大腦’聚在一起,才能玩轉AI4S?!?br data-filtered="filtered" style="outline: none; color: rgb(49, 49, 49); font-family: "Microsoft YaHei"; text-align: justify; text-wrap: wrap;">
學校同樣也為年輕人提供足夠的支持和支撐?!肮膭钅贻p人尤其是博士畢業(yè)5年內(nèi)的青年英才攀登科學最高峰,學校必須要給他們強有力的長效支持。”徐曉創(chuàng)告訴記者,不論是青年學者要申報項目、申請經(jīng)費,還是成立交叉團隊、需要研究生招生名額,科研院是這些青年學者的“對接中臺”。彭慧勝自己就擔任這些青年科學家的“服務員”。
目前,學校仍然在探索如何讓年輕人做科研沒有后顧之憂,如何通過讓學生去實驗室“抓活魚”,從而培養(yǎng)更多熱愛科學的年輕人。
學科交叉成常態(tài),推動科學靈感離“落地”越來越近
郁金泰在接受記者采訪時還披露了一個細節(jié):他的研究成果完成后,一些產(chǎn)業(yè)界同行勸他先和藥企聯(lián)合開發(fā)、再公開發(fā)表成果。但郁金泰團隊還是選擇了先公布成果?!耙驗槲覀兿M尭鄧鴥?nèi)外的同行了解中國科學家,也希望有更多學術界和產(chǎn)業(yè)界的科學家一起參與進來,共同破解人類健康難題?!?br data-filtered="filtered" style="outline: none; color: rgb(49, 49, 49); font-family: "Microsoft YaHei"; text-align: justify; text-wrap: wrap;">
要實現(xiàn)更多的科學突破,最重要的是要有好的科研文化。“如果科學研究是為了發(fā)論文、拿經(jīng)費這類功利目標,很難想象會出現(xiàn)重大的科研突破?!迸砘蹌僬劦?,當科研范式發(fā)生改變,當更多靈感迸發(fā)的年輕人可以自由地將自己的“異想天開”在AI平臺上嘗試時,科研文化也悄然改變。
從目前已發(fā)布成果的團隊來看,不僅年輕人更容易被“看見”,學科之間的交叉融合也成了自然而然的事。郁金泰關于帕金森疾病的研究組,最開始由臨床醫(yī)學研究人員組成,隨著研究逐漸推進,腦科學轉化研究院的研究人員加入進來了、類腦科學智能團隊加入進來了,大數(shù)據(jù)科學、生物化學、藥學等團隊也紛紛加入……
“當科研是由科學家興趣牽引,而不是由功利指標牽引時,破圈、分享、協(xié)作、共同推動科研的進展就成為必然?!毙鞎詣?chuàng)告訴記者,就在不久前,學校組織了“北坡攀登”培訓班,讓中青年老師們自由交流,沒想到培訓結束后,一下子產(chǎn)生了50個自然形成的交叉研究小團隊,最后有30個團隊的“異想天開”獲得了學校的初期資助?!坝行﹫F隊提交的科研設想只有一張A4紙,但我們也進行了支持,希望半年請他們來交流一次,讓科學靈感離‘落地’越來越近?!?br>
(原題:科研范式變革撬動大學科研文化之變)
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