2024年，在全球矚目下，諾貝爾兩大科學(xué)獎項頒給了“人工智能”。先是物理學(xué)獎頒給了曾獲圖靈獎的機(jī)器學(xué)習(xí)先驅(qū)，緊接著化學(xué)獎也將一半頒給了“程序員”。這在全球科研領(lǐng)域引發(fā)了廣泛熱議，也讓更多人看到，人工智能（AI）技術(shù)重塑科研生態(tài)的巨大潛力。

“AI+科研”浪潮來襲

AI不再僅僅是輔助工具，而是能夠催生具有里程碑意義的科學(xué)發(fā)現(xiàn)的核心驅(qū)動力。

當(dāng)AI浪潮席卷而來，各行各業(yè)正在經(jīng)歷著前所未有的改變。對于以前沿創(chuàng)新為本質(zhì)的科研領(lǐng)域，這一變革的步伐似乎更快。2024年諾貝爾獎的結(jié)果，也無疑為積極擁抱“AI+科研”的領(lǐng)域從業(yè)者打了一劑“強(qiáng)心針”。

2024年諾貝爾物理學(xué)獎授予了美國科學(xué)家約翰·霍普菲爾德和英裔加拿大科學(xué)家杰弗里·辛頓，以表彰他們“通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)性發(fā)現(xiàn)和發(fā)明”。

（圖源：瑞典皇家科學(xué)院）

2024年諾貝爾化學(xué)獎的一半授予了戴維·貝克，以表彰其在計算蛋白質(zhì)設(shè)計方面的貢獻(xiàn)；另一半則共同授予了英國倫敦谷歌旗下人工智能公司“深層思維”（DeepMind）的德米斯·哈薩比斯和約翰·江珀，以表彰其在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測方面的貢獻(xiàn)。

哈薩比斯和江珀的成果，展現(xiàn)出AI技術(shù)賦能科學(xué)研究的無限可能。他們開發(fā)的人工智能模型AlphaFold 2，讓一個曾經(jīng)遙不可及的夢想成為現(xiàn)實。模型能夠準(zhǔn)確預(yù)測蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，并且已經(jīng)成功預(yù)測了大約兩億種蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，對藥物研發(fā)等領(lǐng)域具有革命性的意義。

事實上，這一變革并非新近出現(xiàn)。

2018年，中國科學(xué)院院士鄂維南提出“AI4S”的概念，即“人工智能驅(qū)動的科學(xué)研究（AI for Science）”。其指的是以AI為核心技術(shù)，通過大規(guī)模數(shù)據(jù)分析、智能推理、自動實驗設(shè)計與執(zhí)行，輔助乃至主導(dǎo)科學(xué)發(fā)現(xiàn)過程的一種新型科研范式。

“以今年為節(jié)點，‘AI4S’逐漸從理念和工具形態(tài)發(fā)展形成新賽道。‘AI4S’的應(yīng)用場景逐漸落地，新范式效應(yīng)逐步顯現(xiàn)?！秉S波表示。

“AI4S”的中國實踐

“AI4S”的快速發(fā)展離不開國家政策筑牢的發(fā)展基座。

近日，國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于深入實施“人工智能+”行動的意見》，提出加快實施“人工智能+”科學(xué)技術(shù)行動，加快科學(xué)發(fā)現(xiàn)進(jìn)程，率先建立基于AI的新型科研和研發(fā)范式，推動我國科技創(chuàng)新走在世界前列。

今年7月，北京出臺全國首個科學(xué)智能專項地方政策，明確了“AI4S”的發(fā)展路線圖?！侗本┦屑涌烊斯ぶ悄苜x能科學(xué)研究高質(zhì)量發(fā)展行動計劃（2025-2027年）》由北京市科委、中關(guān)村管委會，北京市發(fā)展改革委，北京市經(jīng)濟(jì)和信息化局，海淀區(qū)人民政府聯(lián)合發(fā)布。計劃指出，未來三年，北京市將以科學(xué)智能前沿技術(shù)研發(fā)和深度應(yīng)用為主線，并圍繞關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、領(lǐng)域應(yīng)用落地、創(chuàng)新生態(tài)營造四個維度，提出17項具體任務(wù)。

學(xué)術(shù)層面，2025中關(guān)村論壇年會期間，由中國科學(xué)技術(shù)信息研究所編寫的《AI for Science創(chuàng)新圖譜》正式發(fā)布。報告顯示，中美兩國是當(dāng)前AI for Science研究大國，近五年間，中國論文發(fā)表超過10萬篇，是美國的近兩倍，但美國論文篇均被引量更高。

“在科研界已經(jīng)形成了這樣的共識，在科學(xué)研究的一般環(huán)節(jié)，從發(fā)現(xiàn)問題、提出方案、開展實驗，到數(shù)據(jù)分析的各個環(huán)節(jié)，都應(yīng)引入AI技術(shù)手段?！秉S波以長城戰(zhàn)略咨詢發(fā)布的《企業(yè)研究報告-AI for Science：科研的新范式、新賽道》（以下簡稱《報告》）為依據(jù)，表達(dá)了對于“AI4S”發(fā)展趨勢的研判。

《報告》基于長城戰(zhàn)略咨詢新物種企業(yè)數(shù)據(jù)庫，結(jié)合政策、市場與技術(shù)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)分析“AI4S”的科研范式革新、產(chǎn)業(yè)賽道特征及發(fā)展瓶頸，提出地方培育“AI4S”服務(wù)能力的對策建議，為科研創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)升級提供參考。

“AI4S”應(yīng)用場景開始落地

黃波進(jìn)一步表示，“‘AI4S’的應(yīng)用場景開始落地，新范式的效益已經(jīng)初步顯現(xiàn)?！痹趹?yīng)用場景層面，AI手段在新藥研發(fā)、蛋白質(zhì)設(shè)計、新材料開發(fā)和前沿科學(xué)研究方面發(fā)揮的作用更為顯著。

《報告》顯示，“AI4S”賽道企業(yè)數(shù)量持續(xù)增長，近五年，累計完成121筆融資，賽道新物種企業(yè)總數(shù)60多家，分布在新藥研發(fā)、蛋白質(zhì)設(shè)計、材料研發(fā)、工業(yè)仿真和數(shù)據(jù)服務(wù)等領(lǐng)域，并且出現(xiàn)了六大細(xì)分業(yè)態(tài)，分別為“技術(shù)軟件服務(wù)”“實驗外包服務(wù)”“知識產(chǎn)權(quán)開發(fā)服務(wù)”“基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)”“自動化實驗室”和“科研算力服務(wù)”。

對于“AI4S”賽道的發(fā)展趨勢，黃波認(rèn)為主要表現(xiàn)在五個方面。總體而言，“AI4S”賽道的創(chuàng)業(yè)已經(jīng)相當(dāng)活躍，已形成“龍頭+獨角獸+高成長企業(yè)”的梯度格局?！捌渲?，靶點發(fā)現(xiàn)、蛋白質(zhì)設(shè)計和自動化生物實驗室等細(xì)分場景創(chuàng)新尤為活躍?！彼a(bǔ)充道。

其次，“AI4S”已率先在AI制藥領(lǐng)域獲得全面應(yīng)用?！霸擃I(lǐng)域已經(jīng)出現(xiàn)上市公司、獨角獸企業(yè)，以及許多獲得高額融資的初創(chuàng)企業(yè)?！秉S波解釋道。

此外，分子篩選和蛋白質(zhì)設(shè)計是當(dāng)前發(fā)展迅速的“AI4S”新場景。與此同時，行業(yè)大企業(yè)積極擁抱“AI4S”，形成“國際藥企+中國平臺”的合作新格局。面向未來，“AI4S”的應(yīng)用正加速向更多前沿科學(xué)領(lǐng)域延伸，拓展了人工智能在科學(xué)探索中的廣度與深度。

就“AI4S”企業(yè)分布而言，以北京、上海、杭州的賽道企業(yè)數(shù)量最多，分別為14家、13家、9家；此外，該領(lǐng)域企業(yè)還分布在深圳、蘇州、廣州、寧波等城市。北京的“AI4S”企業(yè)技術(shù)原創(chuàng)性表現(xiàn)優(yōu)異，專注于研發(fā)生命科學(xué)大模型和材料科學(xué)大模型。

聚焦“AI4S”體系本身的價值

在黃波看來，除了推動賽道形成與應(yīng)用場景落地外，“AI4S”體系本身更具備獨特的價值?！拔覀冋f互聯(lián)網(wǎng)、AI技術(shù)是一種通用技術(shù)手段，能夠賦能千行百業(yè)；但就目前的表現(xiàn)和研究結(jié)論來看，‘AI4S’能夠改變科學(xué)進(jìn)步的軌跡，有望把人類的科技創(chuàng)新推到更高的水平，對整個社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響將不可估量?！彼硎?。

▲圖片以“AI助力科學(xué)研究、變革科研范式”為主題，由豆包生成

具體而言，這樣的變革表現(xiàn)在四個方面，即新的工具帶來科研的自動化；新的主體帶來科研的多元化；新的模式帶來科研的商業(yè)化；新的基礎(chǔ)帶來科研的平臺化。

就科研自動化而言，工具的自動化將作用于科研過程中文獻(xiàn)分析、實驗室操作以及數(shù)據(jù)分析等環(huán)節(jié)，從而讓洞見、獨特的模型和數(shù)據(jù)成為科研突破的關(guān)鍵?！耙酝@些環(huán)節(jié)需要依靠高水平的科研人員、學(xué)者慢慢開展，極其耗費體力和精力

在‘AI4S’工具加持下，如果這些領(lǐng)域都實現(xiàn)智能化、自動化，可能會帶來科研競爭關(guān)鍵點的變化?！秉S波補(bǔ)充道。

就科研多元化而言，“AI4S”工具將降低科研的門檻，使得大量新主體涌入，使跨界與綜合成為科研發(fā)展的新空間。具體來說，借助“AI4S”工具，更多大學(xué)實驗室將能夠開展高水平的科研活動；初創(chuàng)企業(yè)有能力開展高水平的科學(xué)研究；IT企業(yè)借由算法和技術(shù)優(yōu)勢，通過提供關(guān)鍵性工具或平臺，將有機(jī)會跨界進(jìn)入醫(yī)藥、材料等科研領(lǐng)域；此外，大企業(yè)依托數(shù)據(jù)優(yōu)勢和行業(yè)資源，將有機(jī)會與科技企業(yè)聯(lián)合開展科研，重新獲得創(chuàng)新優(yōu)勢。

就科研商業(yè)化而言，“AI4S”有望開辟瞄著商業(yè)目標(biāo)部署科研活動的路徑，使科技與商業(yè)的融合速度成為競爭的關(guān)鍵。

就科研平臺化而言，隨著“AI4S”成為科研的基礎(chǔ)條件，科研組織的平臺化將加速，從而導(dǎo)致科研的競賽成為生態(tài)之間的競爭。

對此，黃波呼吁，應(yīng)強(qiáng)化開源算法，提供高質(zhì)量數(shù)據(jù)，支持創(chuàng)業(yè)企業(yè)，并提供足夠的應(yīng)用場景，加速上述變革的進(jìn)程。

“AI4S”存在的挑戰(zhàn)

誠然，AI技術(shù)對于科研范式的轉(zhuǎn)變讓未來已來，讓變革可期。然而，這一過程中產(chǎn)生的科研誠信、算法偏差等問題也不容忽視。

在9月22日舉辦的第三屆中瑞科研誠信研討會上，清華大學(xué)新聞與傳播學(xué)院教授、清華大學(xué)圖書館館長金兼斌帶來了相關(guān)內(nèi)容的分享。他指出，當(dāng)前學(xué)術(shù)誠信已經(jīng)面臨較為嚴(yán)重的問題，需要研究者、出版商、相關(guān)機(jī)構(gòu)的共同努力，以及評價體系的優(yōu)化完善，從而有效遏制。“如未采取強(qiáng)有力的手段，當(dāng)品牌誠信受到影響，最終科學(xué)界可能面臨繞過或者拋開以出版物為主要學(xué)術(shù)績效評價依據(jù)的現(xiàn)實?！彼硎?。

北京大學(xué)教授田麗也分享了AI在糾正科研偏向方面的潛力與局限。她表示，AI在幫助克服科研偏向上有三方面的潛力，分別是解決數(shù)據(jù)問題的潛力、偏差檢驗方面的潛力，以及促進(jìn)科學(xué)開放的潛力。她同時指出，這些貢獻(xiàn)也存在著局限性，主要體現(xiàn)在算法本身的偏差，導(dǎo)致在推薦系統(tǒng)中，也許會存在“強(qiáng)者越強(qiáng)”的現(xiàn)象。

從AlphaFold 2破解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測的半個世紀(jì)的難題，到AI模型加速藥物研發(fā)進(jìn)程，人工智能重塑科研范式的趨勢已無可逆轉(zhuǎn)?？蒲械慕K極目標(biāo)是探求真理、造福人類，人工智能將成為實現(xiàn)這一目標(biāo)的強(qiáng)大工具。

未來，唯有以誠信為錨，以向善為舵，方能讓人工智能在科研領(lǐng)域的航船行穩(wěn)致遠(yuǎn)，讓人工智能成為科技創(chuàng)新“破繭成蝶”的重要支撐，帶來持續(xù)深化的科研生態(tài)重塑。

采訪專家：黃波（北京市長城企業(yè)戰(zhàn)略研究所副總經(jīng)理）

參考資料：

1.科技日報.全面加快AI for Science發(fā)展的步伐.2025-08-27:https://www.ncsti.gov.cn/kjdt/kjrd/rgzn_kjrd/202508/t20250827_217296.html

2.科情智庫.《AI for Science創(chuàng)新圖譜》發(fā)布.2025-03-31:https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI1MDI5ODkwMA==&mid=2247506289&idx=1&sn=c551cc92600756dca8561cd49e067386&chksm=e8a5e9fea045bc8094122a8c7b77740326a763e897d33e6d473e3f44a6be7f346f6ed751c62b&scene=27

3.人民網(wǎng)-北京頻道.北京出臺全國首個科學(xué)智能專項地方政策 明確AI for Science發(fā)展路線圖.2025-07-11:http://bj.people.com.cn/n2/2025/0711/c14540-41288505.html

4.中國經(jīng)濟(jì)網(wǎng)-《經(jīng)濟(jì)日報》.用好AI這個科研超級助手.2025-10-23:http://views.ce.cn/view/ent/202510/t20251023_2532997.shtml

5.北京科技報.專項答題｜2024年諾貝爾獎揭曉，哪些科學(xué)家登上了科學(xué)巔峰？2024-10-14:https://baijiahao.baidu.com/s?id=1812852462587570756&wfr=spider&for=pc

來源：北京科技報

撰文：記者 賈朔榮