近日,首届天桥脑科学研究院AI驱动科学研讨会在美国旧金山举行。天桥脑科学研究院创始人陈天桥宣布,将投入10亿美元算力用于优先支持结构性实验(记忆系统、因果架构、神经动力学假设)的集群,支持全球科学家的创新人工智能研究。
“AI的终极价值是发现。”陈天桥指出,发现式智能可以主动构建关于世界的可检验理论模型、提出可被证伪的假说,并在与世界的交互与自我反思中持续修正其理解框架的智能,才是真正意义的通用人工智能。它能提出问题而非只回答问题,能理解规律而非仅预测结果,具备创造和发现能力。
2025年诺贝尔化学奖得主、美国加州大学教授奥马尔·亚基(Omar Yaghi)表示,借助人工智能,我们正在赋予科学自行思考、推理和演进的能力。
奥马尔·亚基介绍,一个零能耗的便携式取水装置,被放置在空气湿度不到15%,极其炎热的美国沙漠“死亡谷”中,很快成功地从大气中取到了饮用水。这个堪称旅行者救命稻草的神器,是由ChatGPT分子优化编辑设计的材料制成。除了AI设计的沙漠取水神器,他和团队基于ChatGPT创建的七个Agents组成虚拟科研团队,分工执行实验设计、文献检索、算法优化、实验安全与数据分析等任务,共同设计并优化了COF-323的结晶过程,成效显著,在几天内完成了上百次实验,持续优化条件,实现从无定形到高结晶的飞跃。同时,他们训练ChatGPT阅读数千份合成报告并进行推理,证明该模型的预测性能优于许多传统启发式方法,ChatGPT从一个文本生成器演变成一个科学推理引擎。
2024年诺贝尔化学奖得主、华盛顿大学教授大卫·贝克(David Baker)介绍了AI 如何“从头设计”蛋白质工程。其团队开发的RFDiffusion3模型,研究人员仅需输入期望的分子功能,该模型便能生成具有相应功能的新型蛋白质的精确三维结构蓝图。基于这一技术,团队已取得多项突破性成果。
例如,在神经退行性疾病研究方面,设计出能特异性捕获β-淀粉样蛋白的新型肽类结合物,为阿尔茨海默病干预提供新策略;在酶工程领域,成功开发了首个“从头设计”的蛋白酶;在基础研究工具开发上,研制了新型的GPCR激动剂与拮抗剂,为神经科学中复杂的细胞通讯和信号转导研究提供了强力工具。
大卫·贝克认为,AI模型的快速发展高度依赖于一个与实验数据紧密耦合的“反馈闭环”,一个高效的“设计-构建-测试-学习”迭代循环必不可少。
2020年诺贝尔化学奖得主、美国加州大学伯克利分校教授珍妮弗·道德纳表示,当基因编辑技术遇上AI,将开启个性化基因治疗时代。她透露,一种利用CRISPR 技术开发的镰状细胞病基因疗法,已于近期获得FDA批准,首个“个性化”的CRISPR基因编辑疗法也已成功实施。
“即使是在最简单的生物体中,仍有高达40%的基本基因功能至今仍是未解之谜。”珍妮弗·道德纳表示,通过CRISPR与机器学习的协同进化,利用CRISPR技术在细胞系中系统性地制造“基因扰动”,从而大规模、高效率地筛选并鉴定每个基因的具体功能。这将为构建因果数据集提供了关键工具。
Alphabet董事长约翰·轩尼诗表示,人工智能正以前所未有的方式席卷全球,在不到一年的时间里就达到了50%的美国家庭普及率,而个人电脑实现同一数字花费了数十年时间,智能手机也用了10多年。
不过,他也冷静指出,当前AI发展正面临两大不容忽视的核心挑战,可能制约其长期潜力释放。一是数据的质量与数量。以AI模型目前惊人的数据消耗速度,全球现有的数据存量可能在4到5年内被耗尽,未来我们的数据生成速度能否跟上大型AI模型训练的步伐。二是关于能源效率。与算力的迅猛增长相比,计算的“能源效率”提升速度要缓慢得多。

