人工智能驱动科学研究新范式综述——模型、应用与案例

人工智能技术的快速发展引领了第四科学研究范式——“智能科学”的发展。在该人工智能驱动科学研究的新范式下,计算机能够利用海量数据,通过机器学习、深度学习等算法,达到自主学习和推理的类人智能水平(如ChatGPT、AlphaFold等人工智能技术),为科学研究中数据、模型和实验等多个方面提供了显著助益。在新范式下,诞生了一大批新的科学模型,取代了传统的经典科学模型表示方法,通过构建基于数据-知识耦合驱动的人工智能分析机制,形成了一系列深度学习增强的复合式科学模型,有望带来更多的科学突破和创新。结合“智能科学”科学研究新范式,科学研究中实验数据、计算模型和科学实验等方面的效率能够大幅提升,科学家能够高效完成研究命题设想、研究方案设计和实验仿真验证,以获得科学结论并推动科学发展。