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大學(xué)2025|對(duì)話陳潤(rùn)生院士:科學(xué)發(fā)展是不斷交叉融合的過(guò)程
【編者按】
在人工智能與人形機(jī)器人的一騎絕塵中,中國(guó)大學(xué)迎來(lái)2025。
2025年,注定要成為變革的年份。是以戰(zhàn)略敏捷贏得戰(zhàn)略主動(dòng),還是在延誤中錯(cuò)失轉(zhuǎn)型機(jī)遇,中國(guó)大學(xué)踏上征途。
人工智能技術(shù)如何賦能學(xué)科建設(shè)?人工智能技術(shù)給創(chuàng)新人才培養(yǎng)帶來(lái)哪些啟示?澎湃新聞特推出“大學(xué)2025”專(zhuān)題,以深入探討人工智能時(shí)代的大學(xué)之變。
日前,中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所研究員陳潤(rùn)生在接受澎湃新聞?dòng)浾卟稍L時(shí)表示,人工智能是為人類(lèi)社會(huì)發(fā)展服務(wù)的,科學(xué)智能需要成為善意的智能??茖W(xué)需要傳承,傳承需要教育,所以科學(xué)本身的發(fā)展有賴于科學(xué)教育。如果一個(gè)科學(xué)家能夠肩負(fù)起教育家的責(zé)任,當(dāng)然是很好的,但畢竟科學(xué)家和教育家是不同的,科學(xué)家應(yīng)當(dāng)在教育這個(gè)領(lǐng)域探索和努力,才能夠肩負(fù)起教育家的責(zé)任。
“早在1988年,我就用復(fù)雜神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),也就是現(xiàn)在所謂的人工智能做研究工作。雖然那個(gè)時(shí)候我們不叫人工智能,但是也早已經(jīng)把這個(gè)方法用來(lái)解析基因組。”中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所研究員陳潤(rùn)生是中國(guó)最早從事理論生物學(xué)、生物信息學(xué)和非編碼RNA研究的科研人員之一。
生物信息學(xué)是以生物學(xué)、數(shù)學(xué)和信息科學(xué)為基礎(chǔ)的交叉科學(xué),通過(guò)綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)和信息科學(xué)等多領(lǐng)域的方法和工具對(duì)生物信息進(jìn)行獲取、加工、存儲(chǔ)、分析和解釋?zhuān)瑏?lái)闡明大量生物數(shù)據(jù)所包含的生物學(xué)意義,研究重點(diǎn)主要是基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué),直逼人類(lèi)基因深處的秘密。
三十多年來(lái),陳潤(rùn)生在生物信息學(xué)領(lǐng)域進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,曾參加中國(guó)第一個(gè)完整基因組泉生熱袍菌B4基因組序列的組裝和基因標(biāo)識(shí),以及人類(lèi)基因組1%和水稻基因組工作草圖的研究。他構(gòu)建了收錄非編碼RNA及其基因的數(shù)據(jù)庫(kù)NONCODE,以及收錄非編碼RNA與其它生物大分子相互作用的數(shù)據(jù)庫(kù)NPInter,這兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)已成為國(guó)際在非編碼RNA領(lǐng)域非常有影響力的數(shù)據(jù)庫(kù)。
此外,陳潤(rùn)生也是中國(guó)內(nèi)地第一個(gè)開(kāi)設(shè)生物信息學(xué)課程的人。1988年,該課程首次在中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院(中國(guó)科學(xué)院大學(xué)前身)開(kāi)設(shè),當(dāng)時(shí)這門(mén)課程在國(guó)內(nèi)外都處于摸索階段,課程內(nèi)使用的所有算法、程序、理論都是陳潤(rùn)生自己推導(dǎo)的。目前生物信息學(xué)是中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(以下簡(jiǎn)稱“國(guó)科大”)生命科學(xué)學(xué)院的學(xué)科核心課,同時(shí)也廣泛吸引了來(lái)自醫(yī)學(xué)、化學(xué)、材料、環(huán)境、計(jì)算機(jī)等學(xué)科專(zhuān)業(yè)的學(xué)生選修。如今,80多歲的陳潤(rùn)生仍然在國(guó)科大的講臺(tái)上為同學(xué)們講課。
近日,陳潤(rùn)生院士在接受澎湃新聞采訪時(shí)強(qiáng)調(diào),科學(xué)發(fā)展永遠(yuǎn)是交叉融合的。新的學(xué)科不斷出現(xiàn),這是一個(gè)科學(xué)發(fā)展的必然。因此,陳潤(rùn)生鼓勵(lì)年輕人不斷探索未來(lái),不斷去關(guān)注學(xué)科交叉融合,“年輕人要多去做一些別人沒(méi)有做過(guò)或別人沒(méi)有想過(guò)的事情,這樣社會(huì)才能更加活躍。”

中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所研究員陳潤(rùn)生。 國(guó)科大供圖
以下是陳潤(rùn)生院士與澎湃新聞的對(duì)話:
澎湃新聞:您是內(nèi)地第一位教授生物信息學(xué)課程的教師,教材也是您自己原創(chuàng)的。當(dāng)時(shí)您是如何設(shè)計(jì)的課程體系?在這種“無(wú)先例可循”的學(xué)科建設(shè)上,有哪些經(jīng)驗(yàn)分享?
陳潤(rùn)生:第一次把生物信息學(xué)作為一門(mén)課程是在1988年。之所以開(kāi)設(shè)這門(mén)課,跟我在國(guó)外和在國(guó)內(nèi)的經(jīng)歷有關(guān)。在國(guó)內(nèi),我參加了唐敖慶先生的量子生物學(xué)講習(xí)班;在國(guó)外,我做的是生物大分子的電子結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)的理論研究。所以,我先把這兩部分內(nèi)容融合起來(lái),作為理論生物學(xué)的一門(mén)課程,講給第一批學(xué)生聽(tīng),那個(gè)時(shí)候的學(xué)生大約有30個(gè)人。
兩年之后,人類(lèi)基因組的概念在科技界被大家逐漸關(guān)注,那時(shí)我也在為自己未來(lái)的科研選擇方向和重點(diǎn)。當(dāng)時(shí)我認(rèn)為破譯人類(lèi)遺傳密碼一定是未來(lái)重要的科學(xué)事件,所以我把講課內(nèi)容逐漸從理論生物學(xué)過(guò)渡到生物信息學(xué)。后來(lái)就在生物信息學(xué)這個(gè)軌道上,不斷地更改、更新自己的教學(xué)內(nèi)容。
生物信息學(xué)第一個(gè)階段是遺傳密碼的破譯,也叫測(cè)序基因組時(shí)代的生物信息學(xué)。后來(lái),我們有了生物芯片和功能基因組,第二部分的內(nèi)容就升華到功能基因組階段,再后來(lái),有了系統(tǒng)生物學(xué),就把生物信息學(xué)增加了系統(tǒng)生物學(xué)內(nèi)容。整個(gè)課程的演化完全緊跟國(guó)際上該領(lǐng)域的發(fā)展,不斷地更新。我想這也是學(xué)生們樂(lè)意學(xué)這門(mén)課的原因,能夠使得他們緊跟這個(gè)時(shí)代發(fā)展,使得他們站在國(guó)際這個(gè)領(lǐng)域發(fā)展的前沿。
澎湃新聞:您研究的生物信息學(xué)包含著對(duì)基因組信息的獲取、處理、加工、分布、分析和解釋?zhuān)ㄟ^(guò)挖掘生物大數(shù)據(jù)來(lái)分析深刻的生物學(xué)內(nèi)涵。如今生物信息學(xué)與AI大模型發(fā)展迅速,您認(rèn)為它們將如何改變生命科學(xué)研究范式?
陳潤(rùn)生:我在1992年參加人類(lèi)基因組計(jì)劃時(shí)是負(fù)責(zé)理論分析的,在理論分析過(guò)程中會(huì)用到各種各樣的工具,早在1988年我就用復(fù)雜神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),也就是現(xiàn)在所謂的人工智能做研究工作。
在參加人類(lèi)基因組計(jì)劃之前,我們公開(kāi)發(fā)表的論文有一些就是用復(fù)雜神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或者機(jī)器學(xué)習(xí)的辦法研究這個(gè)大分子的特征,所以在1992年我參加人類(lèi)基因組以后,自然地就把這個(gè)方法用到了生物信息學(xué)研究當(dāng)中。
雖然那個(gè)時(shí)候我們不叫人工智能,但是也早已經(jīng)把人工智能這個(gè)方法用來(lái)解析基因組。例如發(fā)現(xiàn)基因組當(dāng)中哪些地方是基因,也用到了人工智能的方法。現(xiàn)在有了大模型,使得對(duì)基因和整個(gè)生物信息學(xué)的研究,有了一個(gè)更加全面的工具。因?yàn)榇竽P吞峁┝舜笳Z(yǔ)言模型,把人類(lèi)的所有知識(shí)都集成起來(lái)了,也使得整個(gè)生物信息學(xué)作為一門(mén)學(xué)科上了一個(gè)臺(tái)階,有了更好的技術(shù)基礎(chǔ)。
澎湃新聞:早期生物信息學(xué)研究面臨“數(shù)據(jù)少、算力弱”的困境,如今算力與數(shù)據(jù)已不再是主要矛盾,您認(rèn)為當(dāng)前生物信息領(lǐng)域發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)是什么?
陳潤(rùn)生:在信息領(lǐng)域,我認(rèn)為人工智能的發(fā)展帶來(lái)了前所未有的重大挑戰(zhàn)。人工智能本身是希望用數(shù)字技術(shù)來(lái)完成或是實(shí)現(xiàn)人腦的智能。這是人類(lèi)從來(lái)沒(méi)有的新的事物,這個(gè)新的事物會(huì)從根本上改變所有工作、研究、生活的范式,這在人類(lèi)的歷史上是重大事件。
而挑戰(zhàn)的核心科學(xué)哲學(xué)問(wèn)題就是,數(shù)字智能能否超過(guò)人類(lèi)智能或者腦的智能,這兩個(gè)智能體將如何協(xié)同?
“AI教父”辛頓在他的報(bào)告里講了一個(gè)非常形象的例子,等于我們培養(yǎng)了一只老虎崽,它長(zhǎng)成老虎的趨勢(shì)是不可改變的。那長(zhǎng)成老虎就可能吃你怎么辦?這就是培養(yǎng)了一個(gè)人工智能面臨的問(wèn)題。這只老虎可能你用好了對(duì)人很有用,它是一種新的生產(chǎn)力,它有自己的訴求,有自己的智能,但是它也可能起壞的作用。所以辛頓認(rèn)為,人工智能將來(lái)要并行發(fā)展為兩類(lèi),一類(lèi)是為人類(lèi)社會(huì)發(fā)展服務(wù),另外一類(lèi)要培養(yǎng)未來(lái)的數(shù)字智能,讓它形成一個(gè)善意的智能,而不要成為破壞人類(lèi)的智能。
澎湃新聞:您曾指出,對(duì)比發(fā)達(dá)國(guó)家,我國(guó)在基礎(chǔ)研究階段已有趕超趨勢(shì),但臨床轉(zhuǎn)化的道路“道阻且長(zhǎng)”。不斷涌現(xiàn)的基礎(chǔ)科研成果,并沒(méi)有在成果端得到效率體現(xiàn)。您認(rèn)為應(yīng)如何提升臨床轉(zhuǎn)化能力?
陳潤(rùn)生:我們知道整個(gè)生物醫(yī)學(xué)的研究,實(shí)際上終極的目的是改善人類(lèi)生活,提高人類(lèi)健康的素質(zhì)。醫(yī)院是為人類(lèi)健康服務(wù)的,因此它也是獲得各種各樣健康信息的第一場(chǎng)所。所以我們知道,人工智能在健康領(lǐng)域的發(fā)展其實(shí)跟醫(yī)院是有緊密的相互作用的。
我們知道一個(gè)人工智能是三個(gè)要素組成的,一個(gè)要素就是算力,這個(gè)是由芯片發(fā)展。第二個(gè)就是模型,就是怎么來(lái)建造一個(gè)物理的系統(tǒng),能夠來(lái)變成一個(gè)信息加工的場(chǎng)所。第三個(gè)就是所謂數(shù)據(jù),醫(yī)學(xué)的數(shù)據(jù)很多是來(lái)自臨床,所以臨床數(shù)據(jù)的收集整理是發(fā)展專(zhuān)業(yè)大模型不可或缺的關(guān)鍵部分。所以如何把數(shù)據(jù)收集起來(lái),如何把這些數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化,讓這些數(shù)據(jù)能夠不僅僅是一個(gè)醫(yī)院,而是把各個(gè)醫(yī)院的數(shù)據(jù)都整合起來(lái)。這是未來(lái)做好生物醫(yī)藥大模型的關(guān)鍵性步驟。
澎湃新聞:您認(rèn)為目前關(guān)于人工智能和生命科學(xué)的這個(gè)交叉領(lǐng)域,還有哪些地方是空白的?您覺(jué)得哪些領(lǐng)域值得科研人員繼續(xù)探索?
陳潤(rùn)生:人工智能可以說(shuō)是一個(gè)平臺(tái),是個(gè)范式,每一個(gè)領(lǐng)域都應(yīng)當(dāng)為自己這個(gè)領(lǐng)域建一個(gè)專(zhuān)屬于它的模型。有很多的垂直模型還沒(méi)有建設(shè),所以總體來(lái)講還有很多的發(fā)展空間。
我認(rèn)為人工智能本身也還在發(fā)展,很多人工智能的專(zhuān)家認(rèn)為人工智能目前只有5歲到10歲的年紀(jì),很多的人工智能的理論還在不斷發(fā)展。有一些著名的科學(xué)家質(zhì)疑現(xiàn)在用的大模型的這套理論體系是能夠長(zhǎng)久地保存嗎?有人講只有幾年時(shí)間,過(guò)了幾年它就被推翻了,會(huì)有新的智能模型出現(xiàn),從各個(gè)垂直模型到總體的人工智能系統(tǒng)理論的發(fā)展,有太多值得斟酌和考慮的空間。
此外,科學(xué)發(fā)展永遠(yuǎn)是交叉融合的。新的學(xué)科不斷出現(xiàn),這是一個(gè)歷史科學(xué)發(fā)展的必然。因此我鼓勵(lì)年輕人不斷探索未來(lái),不斷去關(guān)注學(xué)科交叉融合。
我希望年輕人做一些別人沒(méi)有做過(guò)或別人沒(méi)有想過(guò)的事情。年輕人應(yīng)當(dāng)更勇于為社會(huì)做出自己的一份貢獻(xiàn),去探索一些有利于社會(huì)的,但是別人沒(méi)有做過(guò)沒(méi)有想過(guò)的事,這樣社會(huì)才能更加活躍,更加積極。
而科學(xué)本身是要傳承的,傳承是需要教育的,所以科學(xué)本身的發(fā)展有賴于科學(xué)教育。如果一個(gè)科學(xué)家能夠肩負(fù)起這個(gè)教育家的責(zé)任,當(dāng)然是很好的,但畢竟科學(xué)家和教育家是不同的,科學(xué)家要成為教育家的話,應(yīng)當(dāng)在教育這個(gè)領(lǐng)域探索和努力,才能夠肩負(fù)起教育家的責(zé)任??茖W(xué)家要變成教育家,這是科學(xué)發(fā)展的需求??茖W(xué)能夠傳承,能夠使得我們不斷地培養(yǎng)年輕人,這是一個(gè)系統(tǒng)的延續(xù)性的工作。





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