人工智能引領科學研究范式變革

人工智能的迅猛發展正以革命性力量重塑全球科技創新版圖，推動科學研究范式智能化變革。2025年4月，習近平總書記在中共中央政治局就加強人工智能發展和監管進行第二十次集體學習時強調：“人工智能領域要占領先機、贏得優勢，必須在基礎理論、方法、工具等方面取得突破。以人工智能引領科研范式變革，加速各領域科技創新突破。”這為我國科學研究和科技創新指明了方向。由人工智能引領的科研范式變革，不僅拓展了人類認知的疆域，更標志著科學研究從經驗試錯向智能引領的跨越，為破解重大科學難題、催生顛覆性創新開辟了全新路徑。

一、深刻認識人工智能對推動科研范式變革的戰略價值

當前，新一輪科技革命和產業變革加速演進，科學研究與技術創新呈現深度融合態勢，人工智能正成為重構科研范式的核心驅動力。加快人工智能與科學研究的深度融合，推動科研范式變革，是搶占未來科技制高點的戰略性抉擇。

人工智能是重構科研范式的革命性力量。科研范式是常規科學所賴以運作的理論基礎和實踐規范，科研范式的每一次躍遷，都標志著人類探索未知方式的革命性突破。當前，人工智能驅動的科學研究正通過多模態數據融合與自主推理機制，將傳統科研的先假設后驗證的線性鏈條，轉化為數據挖掘基礎之上的并行網絡，標志著科學發現從人力經驗依賴向智能算法驅動的范式躍遷。傳統科研受限于人類認知邊界與實驗條件，而人工智能則通過海量數據挖掘、復雜關系建模和自主推理能力，實現從假設生成到驗證的全流程優化，將科研范式從線性探索轉向多維協同。在基礎研究中，人工智能通過分析海量文獻與實驗數據，自主提出假設并設計驗證路徑，使科學發現從被動驗證轉向主動探索；在復雜系統研究中，人工智能融合多源多維數據構建數字綜合體，實現物理世界與虛擬空間的實時交互與動態優化。這種從人力密集型向智能密集型的質變，正推動人類科學認知從解釋已知，邁向發現未知的新維度。

人工智能是塑造全球科技治理新秩序的主要力量。人工智能時代的全球治理已超越單純的技術競爭范疇，演變為重塑國際權力格局和文明話語權的戰略博弈。中國通過技術突破、治理理念創新與國際合作實踐，正在為全球科技治理注入新動能，推動創新從西方主導向多元共治的秩序轉型。人工智能打破了過去的界限和門檻，深刻觸動了就業方式、生活方式、治理方式和思維方式，使得知識的獲取更加便利，可及度提高。人工智能技術對全球治理來說是一把雙刃劍，一方面，為全球治理實踐提供了堅實的物質基礎和先進的技術手段；另一方面，也導致很多全球性問題與挑戰的出現。面對人工智能等帶來的全新倫理挑戰，各國政府和科技主體應當積極倡導和推動全球范圍內的科技監管合作。加強全球科技治理，最終目的是為了解決世界性難題。例如，消除貧困、人類健康、衛生安全、氣候變化、海洋保護……每個目標的實現，都需要人工智能提供新的方案。只有廣泛開展人工智能國際合作，強化高風險科技合作項目的過程監管，設立倫理審查制度，明確審查方式、審查標準、審查類型及責任追究機制，才能推動全球科技向善而行，早日形成具有廣泛共識的全球治理框架和標準規范。

發展人工智能驅動的科研范式是實現高水平科技自立自強的關鍵。人工智能驅動的科研范式變革，正在重塑全球科技創新格局。人工智能作為新一輪科技革命和產業變革的重要驅動力量，是大國競爭的戰略制高點。誰能在人工智能領域搶占先機、贏得主動，誰就能在國際舞臺上掌握更多話語權，為國家長治久安、人民幸福安康奠定堅實基礎。大力發展人工智能，是實現高水平科技自立自強、建設科技強國的重要舉措，是提升國家核心競爭力、在全球科技競爭中脫穎而出的戰略抉擇。我國人工智能與實體經濟深度融合，正催生大量新產業、新業態、新模式。人工智能賦能傳統產業轉型升級，讓“中國制造”邁向“中國智造”，使制造業在生產效率、產品質量、創新能力等方面實現質的飛躍。人工智能促進新興產業蓬勃發展，如智能機器人、無人駕駛、智能家居等，創造出大量新的經濟增長點和就業崗位，為我國實現高水平科技自立自強、贏得發展主動權，打下了堅實基礎。

二、我國人工智能引領科研范式變革取得歷史性成就

黨的十八大以來，在以習近平同志為核心的黨中央堅強領導下，我國牢牢把握人工智能發展的戰略機遇，以科技自立自強為引領，推動人工智能與科學研究深度融合，實現科研范式從人力驅動向智能驅動的跨越式變革，科技創新能力邁入全球第一方陣。從基礎理論突破到廣泛開展人工智能國際合作，技術應用落地，從單點技術攻關到系統生態構建，人工智能正以前所未有的深度和廣度重塑我國科學研究的新范式。

堅持創新驅動，構建智能科研新體系。黨中央高度重視人工智能發展，通過戰略布局、資源整合、機制改革和國際協同形成合力，以國家實驗室、科研院所、高水平研究型大學和科技領軍企業為核心，構建差異化定位、協同聯動的創新體系。持續加強基礎研究，集中力量攻克高端芯片、基礎軟件等核心技術，構建自主可控、協同運行的人工智能基礎軟硬件系統。聚焦量子機器學習架構，突破傳統計算對高維量子態的模擬瓶頸，神經符號融合推理系統，彌合數據驅動與因果邏輯的裂隙等前沿方向，搶占AI for Science（人工智能驅動的科學研究）理論制高點。布局國產光子芯片+存算一體架構的自主智能算力網絡，構建“東數西算”與“西數東訓”協同的全國一體化算力調度平臺，實現從“算力資源池化”到“智能任務智能分配”的躍遷。通過強化算法、算力、數據三大核心要素協同創新，我國在蛋白質結構預測、量子模擬、材料基因組等前沿領域實現智能科研工具鏈自主可控，推動科研效率從線性增長邁向指數躍遷。例如，我國自主研制的“風烏”氣象大模型將臺風路徑預測精度提升至50公里級，較傳統數值模式提升3倍；“天工”基因編輯大模型實現CRISPR（短回文重復序列）脫靶率降低90%，突破傳統科研方法在多尺度耦合、高維參數優化中的技術天花板，為全球貢獻中國智能方案和中國標準。

堅持獨立自主，以科技自立自強筑牢智能變革戰略根基。面對全球人工智能領域技術斷供與生態割據的雙重圍堵，我國堅持自主創新筑基、開放合作拓域的辯證發展觀，攻克智能芯片、深度學習框架等“卡脖子”核心環節，推動核心技術鏈從“跟跑”向“并跑”乃至局部“領跑”躍遷。依托“戰略科技力量集群化”優勢，以國家實驗室為龍頭、技術創新中心為骨干、概念驗證中心為觸角，在類腦計算、神經符號系統等領域前瞻性布局，搶占理論突破制高點。截至2025年4月，我國人工智能專利申請量突破157萬件，占全球總量的38.58%，穩居世界第一。在產業布局方面，已培育400余家人工智能領域國家級專精特新“小巨人”企業，產業規模占全球十分之一。我國已構建起從基礎研究到應用落地的完整AI（人工智能）產業生態。自主研發的深度學習框架用戶規模突破千萬行業用戶，支撐起生物醫藥、能源材料等領域的系統性創新。科技自立自強的深層邏輯，更在于構建“數據主權—模型自主—場景可控”的全鏈條自主科研新生態，通過國家建立跨學科數據體系，實現算法自主迭代，在智能農業、高端制造等產業發展中贏得規則制定權和價值分配權，為全球智能科研范式變革貢獻中國方案。

堅持人工智能和科研深度融合，催生重大原創成果競相涌現。人工智能技術與科學研究深度融合、相互促進、協同發展。在基礎科學領域，人工智能通過自動化定理證明框架破解黎曼猜想，利用生成式實驗設計算法優化高能對撞機探測方案，將重大理論突破周期從數十年壓縮至數年；在工程技術領域，智能材料基因組平臺融合機器學習與高通量實驗，助力國產大飛機C929機身復合材料減重、深海探測器“奮斗者”號耐壓殼體強度提升；在交叉學科前沿，人工智能、量子、腦科學三角融合，催生全球首個“量子神經符號計算框架”、“全腦尺度神經信號解碼模型”，在量子通信安全驗證、腦機接口意識解碼等方向形成戰略制高點，為人類探索宇宙暗物質分布、意識起源等終極命題開辟新模式；在基礎物理領域，人工智能從天文觀測噪聲中解析出早期宇宙引力波信號，驗證暴脹理論關鍵預言；在生命科學領域，人工智能從單細胞測序數據中重構出胚胎發育時空圖譜，破解器官再生核心機制。我國正以智能科研范式變革為支點，為全球科技共同體貢獻東方智慧。

三、不斷創新人工智能引領科研范式變革實踐

近年來，我國不斷完善頂層設計、加強工作部署，推動我國人工智能綜合實力整體性、系統性躍升。面對新一代人工智能技術快速演進的新形勢，應充分發揮新型舉國體制優勢，堅持自立自強，突出應用導向，推動我國人工智能健康有序發展。

強化人工智能科研的前瞻性、戰略性、系統性布局。進行前瞻布局，搶占技術制高點。瞄準通用人工智能、類腦計算、神經符號融合等前沿方向，設立重大專項，以突破量子機器學習、自主科研智能體等戰略技術，構建未來技術儲備池。實施戰略協同，聚焦產業創新。聚焦能源材料、生命健康、深空探測等國家戰略需求，構建從需求牽引到智能生成、再到場景驗證閉環機制。推動系統集成，打造全鏈條創新體。構建“基礎理論—核心算法—平臺工具—場景應用”四級創新架構，推動教育鏈、人才鏈、產業鏈、創新鏈四鏈融合。實現“算法突破—開源平臺—工業軟件—智能工廠”的有效銜接，培育萬億級AI（人工智能）+新材料產業集群。

深化人工智能科研體制機制改革。打破科研數據“孤島效應”，通過建立跨學科數據標準庫與安全沙箱，推動新能源、新材料研發從經驗試錯轉向數據推演。同步完善數據確權與跨境流動規則，為國際大科學計劃提供可信數據基座。重構評價范式，建立多維評價體系。激活創新基因鏈，針對類腦芯片架構創新、神經符號算法等突破性研究，設置風險孵化期。推行“智能貢獻度”量化評估，將模型泛化能力、場景適配效率等納入科研人員晉升指標。完善開源開放生態機制。以規則制定掌控發展主動權，打破歐美在深度學習框架領域的長期壟斷。同時，推動構建全新的全球化合作模式，各國科研團隊共同開展技術研發，認可彼此的技術標準，共享科研成果，以此實現優勢互補、協同創新。

培育復合型人工智能科研人才梯隊。實施學科深融計劃，在“雙一流”高校設立智能科學交叉學院，以跨學科導師組打破單一導師制的教學邊界，形成理論、技術、場景三位一體的培養閉環。推行領軍人才托舉工程，在數學、物理等核心領域設立“人工智能首席科學家”特設崗位，支持45歲以下青年學者牽頭實施類腦智能、光子計算等大科學計劃。開展全球智力匯聚行動，在人工智能等前沿方向設立科研特區，以包容審慎的治理框架賦予團隊創新試錯權，通過“以才引才”形成鏈式反應，構建全球人工智能頂尖人才為我所用的柔性網絡。

拓展人工智能科研國際合作新格局。主導國際大科學計劃，搶占規則制定權。推動建立算法開源、數據共享、成果普惠的全球治理框架，使中國標準成為全球智能科研的基礎標準。構建跨境協同網絡，以制度創新打通要素流動堵點，打造全球智能科研要素的“自由貿易港”。創新民間交流模式，以市場活力拓展縱深合作。構建起政府間戰略對接、企業界技術共研、學術界思想碰撞的多層次合作體系。

塑造包容審慎的人工智能科研創新生態。完善倫理治理框架，以法治剛性筑牢安全底線。發布“人工智能科研倫理規范”，建立“紅黃藍”三級風險預警機制實現由“事后追責”到“事前防控”的轉變。強化知識產權保護，以機制創新激活創新動能。通過技術交叉授權降低創新成本，使知識產權發揮創新杠桿的作用。弘揚科學家精神，表彰在人工智能輔助科學發現、跨物種智能融合等領域的突破性貢獻，講好中國科學家在人工智能領域攻堅克難的家國情懷與人文擔當。在科研評價體系中增設顛覆性創新指數，對高風險、長周期、非共識研究給予制度性傾斜，形成“敢為人先、容錯糾偏、向善而行”的科研文化生態。

（作者：貴州師范大學特聘教授，陜西科技大學教授）

責任編輯：肖景華