“如果你上班八小时，有四小时都在摸鱼，不用太责怪自己，因为科学家也只能保持精神高度集中四小时，不过，机器科学家除外”。

  昨日，墨子沙龙首次牵手上海图书馆，推出系列科普报告的第一场——AI机器化学家。中国科学技术大学的罗毅教授作为嘉宾，其幽默风趣的解说，连连引爆现场气氛。罗教授现场抛出的很多观点，也因为新颖有趣，引发了观众们的讨论。

  对于上海的科技爱好者来说，近日的世界人工智能大会（WAIC 2024）成为热议话题。那么，人工智能、机器、化学家，这三者相结合，对科学研究意味着什么？人工智能引入科学研究会改变科学研究的范式，进而影响普通人的生活吗？罗毅教授娓娓道来，给出了自己的答案。

  作为普通人，我们天然认为，科学家的大脑是足够聪明的。可是，罗毅教授，通过梳理科学史，给出了一个观点——有时候，科学家的大脑也是无能为力的。

  化学，关乎人们衣食住行，无论中外，与化学有关的研究均起源很早。但直到1803年英国科学家约翰道尔顿（John Dalton）发表Atomic Theory，首次提出“原子是复杂结构的基本单元”，人类才开启了现代化学研究。经过门捷列夫等化学家的发展，化学的大厦逐渐建成，这时候，问题来了，1929年，量子力学奠基人之一——狄拉克提出：对物理化学问题作数学求解的基本规则已完全清楚。困难在于基本规则应用于真实体系的方程过于复杂而无法求解。

  狄拉克的悲观情绪，来源于人的算力的局限。而直到上世纪90年代末，量子化学才终于在计算技术与应用上成熟，这是得益于计算机技术的巨大进步。

  因为，真实世界是高维的，而人脑无法处理如此复杂的信息，所以我们只可以“盲人摸象”，去研究高维到低维的投影。这样一来，丢掉了关联性，导致我们很难反演回事物的原貌。罗毅教授打了个比方：化学研究的“试错”，就好像炒菜，即使配料完全相同，很可能一个人就炒的好吃，另一个人炒的就很难吃。这就是由于真实世界的复杂性。

  百年来，尽管科学研究水平取得了很大的进步，但是，这种“试错式”、“炒菜式”的研究范式，依旧是现有的主流研究模式。“科学是崇高的，但从事科学研究的方式是极其落后的，这样一些问题是限制的现在科学发展的一个根本原因。”罗毅教授抛出了自己的观点。

  在罗毅教授团队看来，答案在于人工智能技术。人工智能技术为解决高维度复杂问题提供了可能，而机器人能解决效率和可靠性的问题。同时，AI的知识更容易被机器人理解，机器人能为AI提供高质量的数据。能预见，人工智能+机器自动化是未来科学研究发展的必然趋势，构建AI机器化学家是可行的。

  而罗毅教授带领的中国科大团队，在这方面可不是纸上谈兵，该团队创制出了首个具有科学智慧机器化学家——“小来”，一经亮相就迅速走红。

  说起“小来”，罗毅教授像是介绍起自己的孩子一般自豪——在完成类似人类科学家的工作方面，“小来”效率惊人，不知疲倦，他可以读海量文献，同时会指挥计算机建立模型进行计算，再融合理论大数据和实验小数据产生具有预测能力的人工智能模型，最终得到算法预测、验证全局最优的实验配方。“小来”还可以亲自做所有的实验，整体流程手到擒来。更实用的方面，它的操作系统和软件体系是可扩展的，新的仪器来了，即插即用，具有很好的兼容性。

  熟悉“小来”的粉丝都知道，初长成的“小来”可不满足于被科学家养在深闺中，前不久，“小来”就因为“火星产氧高熵催化剂的自动筛选与创制”引发关注，被世人瞩目。

  高熵材料具有高混乱、高无序、高复杂度的特点，能提高能源电池的稳定性，对新能源发展非常重要。但是，如果按照传统的方法，科研人员要从几十种非贵金属元素中选出若干种进行配比组合，最终选取最优金属元素创制高性能催化剂，“试错”的过程会及其漫长，如果是在未知场景下利用未知物质创制催化剂，过程则更难以想象。

  而机器化学家“小来”，通过阅读1.6万篇催化论文，以不同的火星矿石作为原料，自主遴选出5种非贵金属元素，并融合2.5万组理论计算数据和207组全流程机器实验数据，建立并优化预测模型，将传统方法需要2000年的创制周期缩短为5个星期，成功利用火星陨石创制出实用的产氧电催化剂，相关结果发表于《自然-合成》杂志。

  这样突破性的工作，仅仅是“小来”的开始，它的未来更加强大——它会具备对化学过程的感知、预判能力，比如，在谱学大模型的驱动下，“小来”会自己看“谱”，通过“小来”聪明的大脑，建立谱学和结构、性质的对应关系，提升对结构的描述能力和预测能力；未来的“小来”也不会是孤军奋战，多形态、集群化实验、基于智能谱学感知物质并预判演化的各种先进科研机器人都会团队作战，建立起具备跨领域科学大脑、规模化云科学装置、广泛赋能科研的“机器科学家集团军”。

  更进一步，科学家会建立集中式智能、分布式创新的云平台，服务于更多的科学家，最终让科学家从复杂、重复的操作中解放出来，回归到真正的科学问题上。这就是“AI机器化学家”未来对于科学研究范式的重塑。

  在和观众进行圆桌互动的环节，观众们兴致盎然踊跃提问，关于人工智能会对于科学研究和日常生活产生什么样的影响，观众们都十分好奇，脑洞大开。罗教授一一亮出自己的观点。

  有观众指出，大模型是个黑箱，有时预测会发散，也就是产生所谓的“幻觉”，针对这样的一个问题，罗毅教授表现出乐观：“幻觉其实是一件好事，所谓幻觉，就是与预期不一样的东西，这就是新的科学发现的来源。假如没有幻觉，每次回答都只有唯一一个准确答案，那它就是考试机器了。”

  还有观众关心人工智能普及后带来的失业问题，罗毅教授更是风趣幽默：“如果AI可以创造出足够的物质和精神产品，也许，任何一个人都不需要上班了。”

  关于正在快速的提升同时未来可期的人工智能，任何一个人都有太多的好奇和展望，各行各业的人都可以从中获得新的启发和机遇。在与上海图书馆东馆的首次合作中，墨子沙龙很荣幸，可以以一种开放的视角，把关于未来人工智能的期待带给大家。后续，墨子沙龙还将继续与上海图书馆合作，带给大家关于更多科普报告，共同感受正在到来的科技魅力。

  本次活动由中国科学技术大学上海研究院、上海图书馆、上海市浦东新区南七量子科技交流中心主办；中国科大新创校友基金会、中国科学技术大学教育基金会、上海市浦东新区科学技术协会、上海陆家嘴金融城发展基金会、上海市浦东新区科技和经济委员会协办。

  未来墨子沙龙将与上海图书馆持续推出一系列精彩科普讲座，为公众带来更丰富的知识盛宴，敬请大家期待。

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  墨子是我国古代著名的思想家、科学家，其思想和成就是我国早期科学萌芽的体现。墨子沙龙的建立，旨在传承、发扬科学传统，倡导、弘扬科学精神，提升公民科学素养，建设崇尚科学的社会氛围。

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  墨子沙龙由中国科学技术大学上海研究院及浦东新区南七量子科技交流中心主办，受到中国科大新创校友基金会、中国科学技术大学教育基金会、浦东新区科学技术协会、中国科学技术协会及浦东新区科技和经济委员会等支持。