科学网—我们应该有自己的中国新科学计划
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2025-12-1 11:15
| 系统分类: 观点评述
在11 月 24 日，美国启动了“创世纪任务”，这场被类比为“AI曼哈顿计划”的国家级行动（ Launching the Genesis Mission – The White House ），旨在调动美国众多国家实验室、数万名科研人员以及各种私营部门的力量，去构建全球最强大的综合性的新的科学体系，将人工智能深度嵌入到科学本身的前沿领域。我们看到：新一轮科技革命的赛道已经划定，而这场竞赛的核心，可以说已不是单一技术的突破，而是科学研究范式、国家创新体系与文明发展理念的全面展开。而在这样一个未来会是历史的关口，我们中国的科技工作者，也应成为新科学秩序的构建者，我们应该建立超过他们的，推进我们的新科学计划。
近年来，新科学的崛起正在重塑人类探索世界的底层逻辑，其本质是一场从还原论到整体论”从可执行的相对个体思辨到智能协同的认知领域的革命。在传统科学体系中，我们人类科学家对世界的认知主要依赖于，将复杂问题拆解为相对独立的学科模块，顶尖科学家即便穷尽一生，也难以突破个体认知的边界。即便可以组建跨学科团队，也只能通过类似于语言沟通实现有限的知识协同，无法达成大脑深处最小尺度、最广泛联系的深度思考。而新科学的核心特征，正是构建了一个基于大模型的一个完备的科学大脑。它必然以海量跨学科数据为养分，以智能体为神经节点，能够自动整合物理、化学、生物、量子信息等所有领域的专业知识。在所有验证新假设、设计实验方案、分析复杂结果的过程中，实现人类个体与传统团队都无法形成的系统性认知跃迁。这种转变背后，是涌现理论所揭示的复杂系统自组织规律。举个例子，就像几年前Alphago到alphaZero的进化一样，前者依赖中国人类棋谱训练，后者则完完全全通过自我对弈实现认知超越，100:0的完胜。新科学似乎正是要让人类的科学探索摆脱既有经验依赖的束缚，进入到一个所谓的自主进化的新阶段。
需要说，美国这次的创世纪任务有野心也有局限。其野心在于他们精准捕捉了AI赋能科学的核心逻辑，具体上就是通过整合超级计算、量子系统与科学仪器，让AI深度嵌入我们科学的标准流程”提出假设-设计实验-采集数据-分析结果”的全流程，实现科研生产力的自动化和数量级提升。但这一计划的内在局限体现在其国家制度体系的约束，这个计划任务本身是意义深远的和长久的，但无法克制短期利益和管理更替的资本主义骨子里所产生的弊端固有的弊端。而我们拥有全球最庞大的科研基础性人才队伍，具备集中力量办大事的制度优势，更有机会构建一种稳定的、开放协同的新科学体系。我们似乎可以不必照搬美国的路径，而去打造一个能让数百万科研人员释放创造力的生态系统。
要构建我们的新科学计划，首先可以确立一个超越美国的发展理念，大致上是：以新型的科学统一体为核心，追求科学基础的完备性与科研范式的自主化。美国的这个计划聚焦于六大优先领域，本质上仍是我们以前说的目标导向的技术攻关。而新科学的终极潜力，在于打破学科壁垒后的认知解放。我们很全面的顾及到，科学的进步不应局限于解决预设的技术难题，而要促进广泛的新问题的百花齐放，而应致力于构建一个能够包容所有学科知识、支持无限可能探索的基础平台，并且这个平台可以赋能于每一个科研人员。目前来看，这个平台不仅要整合物理、化学、生物等传统学科数据，更要纳入人文社科、复杂系统等领域的认知成果，形成真正的”知识共同体”。它能够让高校、科研院所、企业乃至个体研究者都能贡献数据、共享成果，在普遍联系中催生成数量级增加的自我加速的颠覆性发现。
数据和客观描述是科学研究里边的起始环节，甚至是最重要的环节。数据生成将可以说是新科学计划的核心支柱，其关键在于构建面向机器理解的新一代数据体系。传统科研数据存在的分散化、格式异构、元数据缺失等等问题，实质上形成了阻碍AI赋能的数据孤岛。这一点中美两国面临共同挑战，但我们拥有后发优势。在基本理念上，我们需要突破”为人类理解而生成数据”的传统思维，开发专门面向AI的数据集与生成技术。在数据采集层面，需要推动实验设备的智能化改造、创造大量全新的实验手段和数据生成模式，让传感器、观测仪器能够自动生成标准化、结构化的数据。在数据描述层面，建立超越人类语言的机器可解释数据体系，这样就可以让AI能够直接识别数据的来源、语境与关联。数据的大爆发以及数据生成方式的创新，将会是新科学的一个重要的体现形式和促进力量。
实验研究是包括自然科学，人文科学在内的很多领域的重要的工作模式。实验研究的发展和转型是新科学的另一关键。我们需要重新思考实验的价值与形态。在新科学体系中，实验的核心功能需要从验证假设拓展为”数据生成”与”规律校验”的这样两个需要仔细思考其内涵的方面。一方面，实验需要成为数字化转化的桥梁，将客观世界的物理现象、化学反应、生物特性转化为AI能够学习的数字素材，这个实际上在我们现有的科学研究体系里边也是通过对真实事物的抽象化、数字化来进行后期的科学分析、逻辑推理的，只不过在这种情况下，我们需要进行完备性推理和演绎的主体要充分利用AI这个本体。在这一方面，要求我们大力开发新型实验手段与观测技术，让数据获取的广度、深度与效率实现几何级提升，在新型实验设备研发、数据采集方法创新上取得突破。另一方面，实验需要实现自动化与无人化转型，将科研人员从重复的操作劳动中解放出来，专注于假设提出、方法创新等更高价值的工作。这种转型不是要取代实验科学家，而是新科学对研究者作为人的价值的回归与升华。
新科学计划从其物理形态上来说，实际上是一场管理体系本身的改进工作。管理体系的不断发展可以说是其落地的保障。科研人员是新科学发展的唯一核心力量，由于新科学本身是一个大体量的涉及内容要远超甚至数量级的超过现有的科研范围，每一个科研人员都能在这个发展中起到极其重要的作用，像我们这样的几百万的每一个科研人员都将是一个稀缺资源。目标和制度的发展，必然会使得我们中国成为未来世界科技发展的最重要的力量。限于篇幅这一方面我不展开讲，科学文化会决定科学文明的高度。
构建中国自己的新科学计划，是一个时间节点，也是水到渠成。这个本质上是一场涉及科研范式、管理创新、科学文化理念的自我革命，这对于我们每一个设身处地的科研工作者来说也是一个时代的挑战。但总体来说，既然从事了科学这样一份看起来还比较神圣的工作，我们也就要为这样一个科学共同体、科学统一体、科学智能体做些什么，因为我们骨子里始终就是在维护科学和我们本身的高尚。
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