当下,AI for Science正经历从“工具辅助”到“范式重构”的认知升级。一方面,DeepMind、微软、中科院等机构相继推出面向材料、生物、物理领域的科学大模型,试图用通用架构覆盖跨学科的科学推理任务;另一方面,越来越多的研究者意识到,将通用大模型直接应用于科学发现,正遭遇日益明显的边际效益递减。一个日益强烈的共识正在形成:AI for Science的真正瓶颈,不在模型大小,而在数据本身——更确切地说,是高质量、可闭环的真实实验数据的系统性稀缺。
围绕这一共识,当前学术与产业界形成了若干方向的分歧。在数据层面,“合成数据能否替代真实实验”成为争论焦点;在基座选择层面,“通用大模型微调”与“原生科学专用基座”两派各执一词;在科研范式层面,“AI辅助人类”与“AI自主发现”的边界正在模糊——当一个系统既能预测也能设计实验并执行验证时,它是否已经改变了科学发现本身的定义?这一追问直指AI4S的终极命题:AI究竟是科学家的工具,还是科学发现的主体?
在本次会上,王轩泽给出了他的系统判断。
第一,归纳与外推的本质冲突。 统计学习假设训练集与测试集同分布,模型本质是在高维空间平滑插值,而科学发现要求推断分布之外的新知识。第二,因果结构的学习需要主动干预。 观测数据只能揭示相关性,无法区分因果方向,智能体必须设计实验、施加干预,这种“做中学”的能力是当前被动吸收文本的模型所不具备的。第三,负向信息的系统缺失。 科学论文仅记录成功实验,超过90%的失败案例、边界失效被排除在外,模型从未“见过”物理世界的极限状态,无法建立对约束的认知。真正的科学发现需要从“归纳”跨越到“演绎”——从观测抽象定律,再依定律推导新现象并实验检验,这一循环中的“演绎”和“实验检验”环节,正是当前AI完全缺失的。
合成数据的信息闭合与真实实验的不可替代性
王轩泽对当前业界热衷的合成数据路线提出学术质疑。合成数据本质是已有理论框架的“自我复制”,构成信息闭合——任何生成数据的信息量不可能超过训练数据蕴含的总量,这是信息论的基本约束。合成数据面临双重困境:一是理论近似偏差随迭代指数级放大;二是完全依赖人类既有假设,无法产生框架之外的新知识,反而可能强化偏见、锁定认知“舒适区”。王轩泽强调,真实世界的数据获取是主动探索未知空间的信息获取过程——要求智能体设计实验、施加干预、观测结果并更新信念,这正是科学方法的精髓,也是当前大模型范式所缺失的核心环节。
系统化路径:搭建高通量实验室补齐高质量数据
正是基于对合成数据局限的深刻认识,王轩泽明确提出:行业必须系统性地搭建高通量自动化实验平台,以补齐AI for Science所急需的高质量真实实验数据。他指出,当前科学数据的稀缺并非简单的“数据不够”,而是数据生产的范式出了问题——传统人工实验成本高、周期长、通量低,且结果记录不统一,难以形成可供AI训练的标准化数据集。高通量自主实验室的核心价值在于:以低成本、高效率、标准化的方式持续产生具有完整记录(包括失败案例和边界条件)的真实物理数据,为模型训练提供信息论意义上“增量”的信息来源。这是打破合成数据“信息闭合”的唯一可行路径。
让AI成为能够自主进化的"科学家”
AI 是工具还是科学发现主体?
对于“AI是工具还是科学发现主体”这一问题,王轩泽的思考指向了一个更深层的判断:当前业界关于AI4S的讨论,大多仍停留在“AI能帮科学家做什么”的框架内,这本身就已经预设了人类的中心地位。然而,科学史反复告诉我们,每一次真正的范式革命,都不是在旧框架内提升效率,而是重新定义“谁在从事科学”以及“什么算作科学发现”。
从这个视角看,AI4S的终极命题不是“AI能否辅助科学”,而是“科学发现是否必须由人类完成”。王轩泽指出,科学方法的核心——提出可证伪假设、设计控制实验、根据结果修正理论——本质上是一套可形式化的认知程序,并非人类的特权。当前AI缺失的并非“科学直觉”这类神秘主义概念,而是三个可以明确定义的工程能力:一是将物理约束编码为可微分的归纳偏置,而非依赖数据隐式学习;二是建立从实验结果到理论修正的闭环反馈通道,而非单向的预测输出;三是具备自主设计实验方案并评估其信息增益的决策能力。这三个能力一旦在工程上实现,科学发现的主体就不再是人类的独有属性,而是人机协同的分布式认知过程。
他认为,完整的科学发现遵循“提出假设→设计实验→执行测量→分析结果→修正理论”的闭环,这一闭环中的“实验检验”和“理论修正”环节,正是当前AI完全缺失的。真正的范式变革发生在AI能够自主设计实验、执行测量、解释结果并据此修正自身理论框架的那一刻——这要求的不只是更大的模型或更多的数据,而是一种全新的认知架构,能够将“干预”和“反馈”内化为推理过程的一部分。
AI for Science的终极价值,正在于它可能成为探索AGI本质的“试验场”——科学发现所需的假设生成、实验干预、结果验证和理论修正,恰恰构成了一幅智能体与环境交互、获取反馈、迭代认知的完整图景。这条从真实世界获取数据、建立因果理解、实现自主发现的漫漫长路,或许才是通往AGI最真实、也最艰难的道路。
提供CDN加速/云存储服务 备案号:津ICP备2025040835号-1