如果有一天,科学家遇到研究难题,可以同时邀请数学、物理、化学、材料科学等不同领域的“专家”一起讨论,甚至让它们协助组建科研团队,会发生什么?
11月10日,中国科学院计算机网络信息中心研发的“科学幻方”(SciMatrix)1.5正式上线!
平台汇集了25位不同学科领域的AI专家智能体,能够通过多学科协作,为科研人员提供研究思路和分析建议。
事实上,这25位AI专家并非首次亮相。今年3月,科学幻方就已正式发布。此次升级的重点,是让AI参与科研讨论的方式变得更加灵活。
那么,这些“AI科学家”究竟能做什么?它们真的能代替人类科学家吗?
01「25位“AI科学家”,和普通AI有什么区别?」
我们平时使用的聊天式AI,通常是提出一个问题,再由AI生成回答。
而科学幻方采用的是多智能体协作(Multi-Agent Collaboration)模式。
所谓AI智能体(AI Agent),可以理解为能够围绕特定目标,利用模型、知识和工具完成任务的AI系统。
科学幻方将不同学科的专业知识和研究任务分配给不同智能体,让它们从各自的角度参与讨论。
图 | “科学幻方”登录界面
例如,面对一项新材料研究:
材料科学智能体可以分析材料的结构与性能;化学智能体可以讨论反应机理;环境科学智能体则可以从环境影响角度提出建议。
多个智能体的价值,并不是简单地把一个答案重复25遍,而是让同一个问题接受不同学科视角的分析。
不过,这种协作并不意味着25个AI就一定比一个AI更准确,最终结论仍然需要验证。
图 | “科学幻方”智能体讨论室专家选择界面
02 「一场科研讨论,AI现在能参与到什么程度?」
此次SciMatrix 1.5新增了三项功能:
人智交互: 科研人员可以随时打断AI发言,补充条件或要求修改。
智能体讨论室: 用户可以自主选择一个或多个学科智能体,组织跨学科讨论。
团队推荐: AI可以分析研究需求,从专家库中推荐可能适合参与合作的真实科研人员,目前这一功能仍处于试点阶段。
这三项功能,让AI不再局限于回答单个问题,而是可以协助研究者开展持续讨论。
举个例子:假设某所学校想研究:怎样在保证教室舒适度的前提下,降低空调能耗?这看似是一个简单的节能问题,实际上涉及多个学科。
物理学需要分析热量传递;数学需要建立能耗模型;计算机科学可以探索智能控制算法;环境科学则需要评估节能效果。
借助多智能体系统,研究者可以让不同学科的AI分别分析问题,再比较各自提出的解决方案。
但AI提出“某种控制方式更加节能”,并不代表这个结论已经成立。
研究人员还需要测量实际能耗、记录温度变化,验证不同方案是否有效。
注:以上为帮助理解多智能体协作原理的假设案例,并非科学幻方官方公布的实际研究成果。
03 「AI能参与科研,为什么还不能代替科学家?」
这里涉及一个近年来受到广泛关注的概念:AI4Science(人工智能驱动的科学研究)。
简单来说,就是利用人工智能辅助科学研究,例如分析文献、处理数据、预测材料性质、设计实验方案等。
科学幻方的出现,也是AI参与科研工作的一种探索。
中国科学院官网
但AI在科研中仍然存在明显局限。
首先,AI生成的内容可能存在事实错误,甚至出现看似合理、实际上并不存在的研究结论。
其次,多个AI智能体之间即使达成共识,也不代表结论一定正确。它们可能依赖相似的训练数据,因而产生相同的错误判断。
更重要的是,科学研究不能只停留在“理论上可行”。
图 | 青橙科学院科研项目实验室实拍
一个新材料是否真的具有预期性能、一种药物是否有效、一套算法是否能够降低能耗,都需要可靠的数据和实验来检验。
AI可以帮助科学家提出假设、筛选方案,但不能把未经验证的推测直接变成科学事实。
04 「当AI成为科研助手,孩子该如何学习?」
这项技术的发展,也给初高中学生的学习带来了一些启发。
当AI能够迅速提供资料、生成方案时,真正值得培养的,是学生对研究过程的理解。
例如,面对一个数学建模问题,学生可以借助AI了解不同的建模思路,但仍然需要自己判断:应该收集哪些数据?模型需要满足什么条件?计算结果是否符合实际?
以「数学建模应用性研究与场景化实践」项目为例,学生需要学习如何将现实问题转化为数学模型,使用Python等工具进行计算,并分析结果的合理性。
图 | 青橙科学院数学建模项目实拍
在这一过程中,技术工具可以提供帮助,但研究问题的理解、模型的选择与结果的验证,仍然需要学生主动参与。
图 | 青橙科学院数学建模项目实拍
25位AI专家智能体的出现,让我们看到了一种新的科研协作方式。但科学研究真正有价值的部分,从来不只是得到一个答案,而是:
为什么提出这个问题?结论依据是什么?还能怎样验证?
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