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在2025世界人工智能大會上，阿里巴巴展示通義大模型。施 華攝（影像中國）

最近，英國帝國理工學院微生物學專家何塞·佩納德斯發(fā)現(xiàn)并驗證了一種全新的細菌基因傳播機制：超級細菌（對抗生素具有耐藥性的細菌）通過獲取病毒尾部結構來實現(xiàn)進化。佩納德斯和他的團隊前后用了10年時間完成這一研究。然而，令他震驚的是，谷歌公司今年2月推出的“AI聯(lián)合科學家”，僅用了48小時就驗證了這一尚未發(fā)表的成果，并提出多個合理的科學假說，甚至還包含一個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)年時間——AI科學家的潛力可見一斑。

　　所謂“AI科學家”，并非指在實驗室操作精密儀器的實體機器人，而是由大語言模型驅動的、具備專業(yè)科學知識且有一定自主性的智能體，它能夠自主提出科學猜想和研究方案。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、算力基礎設施的進步，AI科學家正從概念構想加速邁向實際應用。它們既可以有效模擬人類科學家團隊有關研究討論、文獻分析、假設生成、實驗設計甚至儀器操作等任務流程，多個智能體之間還能夠進行“頭腦風暴”，激發(fā)出超出單個智能體認知的“群體智能”。

　　AI科學家的意義遠不止于提升科研效率，更在于推動科研范式的深刻變革。當前，全球科研機構正競相開發(fā)各具特色的AI科學家系統(tǒng)。按照功能定位，研究方向主要分為兩類。

　　第一類旨在構建輔助人類科學家的“科研助手”。人類科學家仍是研究主體，智能體為研究者提供跨領域的學科知識和研究思路。比如，美國斯坦福大學開發(fā)的名為“虛擬實驗室”的在線系統(tǒng)，可以根據(jù)人類科學家的需求，組建不同學科背景的AI科學家團隊展開科研。今年7月，“虛擬實驗室”構建了包括“免疫學家”和“計算生物學家”等在內的虛擬聯(lián)合團隊，提出了新的納米抗體計算框架，成功輔助人類科學家設計了92款抗病毒納米抗體，相關研究發(fā)表在《自然》雜志。

　　第二類的研究目標則更具挑戰(zhàn)性——打造一個完全自主的科學發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)。這類系統(tǒng)能夠依靠多個智能體的協(xié)作，在復雜的動態(tài)環(huán)境中解決具體的科學問題。在此過程中，人類科學家的主要工作可能就是提出研究目標、驗證并反饋實驗結果。2024年8月，日本科技公司“魚AI”開源了“AI科學家”系統(tǒng)，首次實現(xiàn)完全由AI驅動的、從提出科學構想到撰寫學術論文的科研過程。今年3月，該系統(tǒng)產出的一篇計算機科學論文通過了國際頂級學術會議的專家評審。今年5月，美國AI研究機構“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實驗驗證了其作用機制。這些創(chuàng)新成果讓人們看到，AI科學家技術可能已不再停留于“紙上談兵”，其在科學研究和產業(yè)應用層面已展現(xiàn)出一定實力。

　　我國也在加快構建AI科學家系統(tǒng)。2024年10月，上海人工智能實驗室聯(lián)合多家單位開源了多智能體科學社群模擬系統(tǒng)——“虛擬科學家”，可以模擬人類科學家的合作過程來研究科技創(chuàng)新規(guī)律；2025年7月，聯(lián)合崖州灣國家實驗室和中國農業(yè)大學等單位，發(fā)布了首個生物育種領域的自主科學發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)“豐登·基因科學家”。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)十個此前未被報道的基因功能，并獲得實驗證實。

　　盡管AI科學家在技術上已取得階段性成果，但在可靠可控、人機關系、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界長久以來關于“AI是否會取代人類”“AI是否會弱化人類獨立思考能力”等問題的爭論也在持續(xù)。不過可以確定的是，人類社會正不斷朝著通用人工智能的時代邁進。未來，AI科學家技術有望與機器人和傳感器深度結合，通過傳感器感知實驗環(huán)境并借助機器人執(zhí)行實驗，從而完成從假設提出到實驗驗證的全自主科學發(fā)現(xiàn)閉環(huán)。

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

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【責編 李媛】