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最近,两则来自国际顶级期刊《科学》的研究消息,在科学界激起涟漪。其一,包括2024年诺贝尔化学奖得主戴维·贝克在内的科学家团队,开发出新一代生成式人工智能系统RFdiffusion3,能够直接从原子层面设计蛋白质和核酸,生成蛋白质结构的速度约为前代系统的10倍;其二,谷歌旗下“深度思维”公司开发的AlphaProof Nexus框架,自主破解了9个此前悬而未决的厄尔多斯数学问题,其中两个已悬空超过56年,并额外解决了44个开放数学猜想。
先说蛋白质设计。蛋白质是执行生命功能的主力分子,从催化化学反应的酶,到识别病原体的抗体,生命活动几乎离不开它。过去用AI设计蛋白质,大多从氨基酸序列入手,先搭出“骨架”,再考虑整体形状。
RFdiffusion3则把设计的颗粒度推进到单个原子:系统参考了前沿折叠模型的架构,最多用14个原子刻画一个氨基酸,科学家可以设定设计条件,指定参与反应的原子及其位置,甚至可以要求特定原子之间形成氢键。
这种“原子级雕刻”让设计者对蛋白质的掌控更加直接,也让按需定制蛋白质成为可能——无论是更快研发药物与疫苗,还是设计新的功能材料,都有了更可靠的起点。过去,设计一种全新蛋白质往往需要漫长的试错;如今,AI把这一过程大幅提速,科学家可以从更多样的候选结构中挑选、优化。
再看数学。厄尔多斯是20世纪最富传奇色彩的数学家之一,他提出的许多问题表述简洁而求解艰深,有些悬置半个多世纪仍无人攻克。AlphaProof Nexus的特别之处,在于它不只是“猜答案”:系统自主搜索数学证明,每一步推理都由计算机程序验证,最终给出的是经得起检验的完整证明过程。
数学证明的验证向来以严苛著称,一个看似成立的推导,可能在某一步悄悄出错;AI把证明过程交给程序逐行检查,相当于为每一个步骤都配上了“裁判”。9个难题、44个猜想,数字本身有限,意义却不小——它意味着AI已经能够参与“可验证的发现”,而不只是“可演示的解题”。
AI在科研中发挥越来越重要的作用,但这并不意味着科学家可以“退居二线”。恰恰相反,AI时代的科研对人的要求更高了:提出一个有价值的问题,往往比解出一道题更难;判断AI生成的结果是否值得深入,需要深厚的领域直觉;科学发现的责任与伦理,最终仍要由人来承担。
对科研组织和人才培养而言,“会提问、会用AI、能验证”正在成为新的基本功。在这个意义上,AI解放的是双手,考验的是头脑。AI让“发现”提速,但“为什么研究、如何负责任地研究”,答案依然在人。
可以预见,人机协作的科研范式将加速渗透到材料、医药、天文、地质等更多领域,AI for Science正从概念走向日常。对中国科研界而言,这既是挑战也是机遇:用好AI这个“同行者”,把科学家的创造力与机器的算力结合起来,有望在更多前沿问题上留下中国印记。当科研的基础性、重复性劳动被AI承接,科学家也可以有更多时间,去思考那些尚无答案的问题。(战钊)
