近年来，人工智能（AI）的迅猛发展无疑在科技领域掀起了巨浪。从AlphaGo的围棋霸主地位到ChatGPT的自然语言处理能力，每一次突破都让人们惊叹不已。然而，这些成就背后所蕴藏的更深层次的问题和挑战，也引发了广泛的关注和思考：新的智能技术将如何迭代？下一个“热点”会在何时、何地涌现？我们是否正走向一个由“超智能”主导的未来？
尽管这些问题中的许多并非纯粹的科学问题，难以给出确切的答案，但有一点是明确的：在不断增强的算力和快速增长的数据的双重驱动下，人工智能及其所属的智能科学与技术必将持续加速发展。为此，人类社会必须做好充分准备，迎接可能带来比AlphaGo和ChatGPT更大社会冲击力的新智能技术。
在这一背景下，AI4S（AI for Science）的跨学科融合特性显得尤为重要。通过推动传统学科的转型，AI4S有望引领一个以跨学科融合为主导的新学科发展时代。其核心在于利用人工智能、机器学习和推理技术来处理、分析大数据，从而揭示数据间的相互关系，帮助科学家解决“维数灾难”等问题。这种变革性的研究方法，不仅将提升我们对复杂自然和社会现象的理解速度，还将极大地提高理解的精确度。
基础模型与元宇宙塑造“智业”未来
当前，国际人工智能的前沿科技发展与智能产业的引导企业现状已经清晰地表明，需要根本性地改变专业文化和知识基础的形态，刻不容缓地大力推进科技范式的广泛且深刻地变革。在这一变革中，基础模型、元宇宙、协作机器人等新理念正逐渐成为引领技术革命的重要力量。据预测，这些技术将在未来十年内使产业效率提高多达1000倍。对于那些平均年增长低于20%的企业来说，这无疑是一个巨大的警示：如果不及时跟进这些技术趋势，他们可能会在未来的竞争中落后甚至被淘汰出局。
除了语言视觉大模型技术外，一些前沿的工业平台如斯坦福大学、英伟达（NVIDA）公司、Scale AI公司等，不断以报告、演说、产品发布等形式宣传推动基础模型（foundation models）、元宇宙、协作机器人（collaborative robots）等新理念也改变着制造业的面貌。许多原本拒绝开放的工业软件公司现在自觉入驻Omniverse，与国际巨头如西门子、通用汽车、宝马等进行虚实协作的平行制造与平行生产。这些新技术有望重塑第一产业和第二产业，使以服务业为主体的第三产业“硬化”，并通过人工智能代理和区块链等技术将传统的“文科”技术化，成为“新理科”“新工科”，进而定义未来的“智业”社会。
在“工业4.0”之后，欧盟于2021年发布“工业5.0”（Industry 5.0）文件，希望借助人工智能技术引领欧洲迈向一个可持续、以人为中心的强适应性工业社会。目前，国际学界和产业界的共识是工业5.0的核心理念是“知识自动化”和“人机物一体化”，其本质就是虚实平行协作的平行科技与平行产业，其重要的表现形态就是“新文科”“新理科”“新工科”。
科研大模型：平行科技与数字人科学家
随着人工智能技术的深入应用，未来的科研模式将呈现为“三个世界，三类科学家”的：“数字人科学家”、“机器人科学家”、生物人科学家，共同构成平行科学家，分别占科研团队组成的80%以上、15%以下、5%以下。
大模型技术引发的对齐和提示工作，以及提示工程师的出现，预示今后相当体量的科研工作将归为“对齐”与“提示”。但是，相应的科技工作者不但不会失业，数量还会大幅增加，不过将被“快递小哥化”。而且，趋势表明，“大问题、大模型”将转向“小问题，大模型”的垂直细分化。这一趋势，加上围绕大模型的进一步开发和智能代理技术的成熟，针对科研的“小问题、大模型”就自然地定义并引入了一类“数字人科学家”。
同时，还必须引入“机器人科学家”，用于数字形式之外的许多科研活动，特别是高危、劳动强度大的科学实验工作。不久的将来，从DeSci到自主式科学实验工厂、无人科研测试工厂，将成为“智业社会”的重要构成。科研工厂工业化是必然的趋势，“机器人科学家”将是其关键的支撑。
AI4S加速科学发展，S4AI呼唤伦理治理
人工智能的迅猛发展也引发了对其本源和目标的深入思考。从怀德海对科学思想起源的探讨到司马贺提出的“人工科学”理念，我们可以看到人工智能与自然科学之间的紧密联系。如今，AI4S（Science for AI）正在加速科学的发展并改变科研的范式，这无疑是人工智能对科学的一次重要回馈。然而，我们也需要从S4AI（Science for AI）的角度来审视这一切，特别是关注人工智能的伦理与治理问题。在推动人工智能发展的同时，我们必须确保这些技术能够被有效地治理和监管，以保障人类的利益和福祉。
人工智能的崭新篇章已经拉开帷幕。从AlphaGo到未来的科研范式变革，我们正见证着一个由智能科技主导的新时代的到来。在这个时代里，我们需要更加深入地理解和应用人工智能技术，以推动社会的持续进步和发展。
王飞跃 中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室主任、研究员，中国科学院大学中国经济与社会安全研究中心主任，澳门科技大学特聘教授。主要研究方向：平行系统的方法与应用、社会计算、平行智能及知识自动化。
文章编自：王飞跃,王雨桐.数字科学家与平行科学：AI4S和S4AI的本源与目标.中国科学院院刊,2024,39(1): 27-33.DOI:10.16418/j.issn.1000-3045.20231212004
原标题：未来已来，AI领航的智能时代与科研范式变革