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科学界的新伙伴：AI如何引领科学突破

在当今世界，AI 影响正以前所未有的速度渗透到各个领域。虽然关于 AI 可能取代工作机会、引发道德困境和演算法遭到滥用的担忧仍然存在，但 AI 在医学、大气科学、环境永续绿色科技等关键领域推动科学发现和解决问题，都发挥正面影响。Demis Hassabis 和 Yann LeCun 等 AI 领域的权威人士都预言，我们即将进入一个由 AI 推动的科学创新黄金时代。到底 AI 如何有望彻底改变科学研究的面貌?

新科技推动科学进步

纵观历史，新工具和新技术的出现在促进科学突破和促进社会进步方面发挥了关键作用。从旧石器时代原始的燧石工具到21世纪尖端的数位技术，每一次创新都在人类文明上留下了不可磨灭的印记。

15世纪的印刷机让资讯获取变得普及，为学习和探究知识的传播提供了强大的影响力。导航和制图方面的创新推动了对未知领域的探索，扩大了我们对世界的认识，并为全球贸易奠定了基础。

17世纪，显微镜和望远镜的出现推翻了旧有框架，使科学家能够直接观察世界，验证或推翻他们的假设。科学期刊的出现促进了知识的广泛传播，加速了各学科的发展。19世纪末和20世纪中叶，科学研究的实验室和电脑的兴起在推动创新和科学实验方面发挥了关键作用。可见AI正成为这一进化历程中的下一个重要工具。

AI在当前科学研究中的角色

目前，AI几乎在每个科学学科中都发挥著作用，其应用程度因领域而异。以2022年发表的论文为例，在物理学和天文学领域，已有7.2%的论文有使用AI，而在兽医学中这一比率仅为1.4%。AI在解读大量数据、筛选资讯及建构复杂系统方面取得了显着成果。

AI加入研究，对于科学研究领域是一个创新的重要契机，它将改变我们进行实验、分析数据和得出结论的方式。AI具有加快科学发现步伐的潜力，是突破科学可能性界限的一种革命性工具。

AI不仅在科学领域取得了惊人的应用成果，其真正的革命力量还在于其改变科学实践（scientific practice）的潜力。AI也正在打破科学界内部的障碍，能促进合作以及让研究变得更容易。藉由云端平台和AI驱动的工具，使世界各地的研究人员能够存取数据、共用研究结果并共同进行研究。这种获取资料的普遍性，尤其对于资源匮乏的研究环境中更具有影响力，有助于创造公平的竞争环境并促进更具包容性的科学界。

AI的加入促使了前所未有的人机合作、创新和发现，其影响力可与过去的科学期刊和研究实验室相提并论。其中有两个特别受到瞩目的领域，分别为基于文献的发现（literature-based discovery, LBD），以及机器人科学家（robot scientists）、又称为自动驾驶实验室（self-driving labs）。

LBD利用AI的自然语言处理能力来分析现有的科学文献，揭示人类科学家可能无法辨识的假设、联系和新想法。它推动了跨学科合作，帮助科学家找到研究盲点，预测未来的可能发现，并推荐潜在的合作研究人员;机器人科学家和自动驾驶实验室则代表了另一个前卫的研究环境，这些由AI驱动的系统能够自主生成假设、进行实验并分析结果，而有效加速了科学探索的步伐。

AI在科学研究面临的挑战

尽管AI在科学革命中具有巨大潜力，但仍存在社会学上的障碍。许多科学家缺乏使用AI工具的技能和培训，对工作保障和人类研究者角色的担忧也成为阻碍。此外，AI技术的高成本和对大量计算资源的需求使得它在一些研究资源较为缺乏的研究机构中难以普及。

然而，这些障碍并不是不可跨越的。透过政府和赞助机构的积极参与，加强对科学家的培训，提升基础设施，推动合作和统一标准的制定，我们有望克服这些挑战，充分发挥AI在科学领域的潜力。

AI正处于引领科学突破和创新的最前沿，AI参与研究不仅丰富了科学研究的环境，更开启了一个新的探索和创新时代。AI丰富了科学研究的环境，改变了我们对世界的认知，并突破了既有的界限。AI的人机合作将推动科学走向新的高峰，为人类带来前所未有的发现和突破。