对话李景虹:AI for Science不是选择题,而是科学发展的必由之路

2025-11-03 22:31:10 来源: 科技日报 点击数:

科技日报记者 薛岩 代小佩

近日,2025年《科技导报》《前瞻科技》编委会议暨人工智能赋能科研专题学术研讨活动在京举办。会上,科技日报记者对中国科学院院士、清华大学化学系教授李景虹进行了专访。

记者:结合具体工作谈一谈,人工智能如何赋能您团队的科研工作?

李景虹:我们团队主要将AI应用于化学与生物医药两大方向,其核心价值体现在高效合成与精准筛选环节。

以mRNA疫苗的递送系统为例,其核心——阳离子磷脂(LNP)的合成传统上依赖大量实验试错。我们曾合成超过1000种化合物,但每个化合物从合成、结构确定到细胞及动物实验,整个过程会耗时长达4个月。为突破这一瓶颈,我们将这些数据交由机器学习,AI通过学习规律,成功预测出13000种潜在化合物。我们仅从中选取12个高潜力目标进行合成验证,其中9个达到了预期效果,极大提升了研发效率。

在生物医药方面,我们正利用AI应对抗生素耐药性挑战。传统方法难以捕捉分子间的弱相互作用,而我们开发的AI模型能够精准识别多肽分子的关键结构特征,快速筛选出有效候选分子,显著加速了新药研发进程。

目前,我们已初步构建起一个覆盖蛋白质、核酸、多肽等关键领域的AI驱动研发平台。

记者:您认为AI在哪些方面颠覆了传统的科研范式?

李景虹:传统科研范式的核心是基于线性思维认识客观世界。以往我们做科研,常用的就是控制变量法——先固定核心实验条件和关键参数,再去调整其他单一变量,以此来合成材料或推进课题研究。但这种方式很难契合客观世界的本质规律。客观世界本身是复杂的,各变量间不是孤立的,而是相互关联、彼此影响。不管是自然现象还是科研结果,都是多种因素共同作用才会产生,只改变某个单一变量,很难还原事物的真实面貌。

而AI的核心价值在于打破这种线性思维,它能够推动研究者从单一变量研究,转向探索复杂系统中不同因素的网络关联。以分析化学为例,从分子、核酸、蛋白、细胞、器官再到生命体,这构成了一个相互影响的复杂系统。过去,受限于研究手段,我们只能研究单一因素与某一生命现象的关联,而生命过程的本质是系统性的,必须借助AI挖掘底层复杂网络的内在联系,从而更真实、高效地揭示生命过程的本质。

记者:能否展望一下5—10年后,AI赋能的生物分析化学及实验室会呈现怎样的发展态势?

李景虹:我认为,未来主要有三个发展方向。第一,AI将助力我们更深入地认识真实、复杂的客观世界,获取更贴近实际分析场景和过程的数据,更精准地揭示事物本质规律。第二,研究过程将更加智能化,通过数据挖掘、人机互动等,持续深化对各要素相互作用的认知。第三,各类检测工作将实现更高程度的自动化。

记者:会上,很多专家都谈到了“智能体”的发展,对此,您怎么看?

李景虹:事实上,“智能体”并非一个简单的数据集采集与分析工具,而是具备判断和指导能力的系统。它能够参与实验全过程,实验完成后,可以对数据进行分类整理。我们建立相关数据库后,智能体还能提供查询、分类、深度分析和实践指导等功能。

比如,在LNP合成研究中,我们已实现初步应用——研究者可以向智能体咨询合成方法等问题,它能提供具体指导。不过,目前这类智能体尚未在所有研究体系中普及,毕竟相关科学研究才刚刚起步,仅在部分局部领域实现突破,未来还有待持续优化完善。

记者:党的二十届四中全会提出,一体推进教育科技人才发展。您认为如何贯彻落实这一点?

李景虹:作为全国政协委员,近年来,我多次向全国政协提交关于推进教育科技人才一体化发展的建议。如今,这一目标被纳入“十五五”规划建议,我很受鼓舞。

当前,一体推进教育科技人才发展方面还存在一定壁垒。面向未来,教育对人才的培养应该更加注重因材施教、强化理论与实践能力的结合,让人才更好地适应未来社会。

为此,要引导学生主动学习人工智能相关知识,要树立跨学科培养人才理念,还要引导学生将个人兴趣爱好与时代发展紧密结合。这就要求建立跨学科合作平台、完善配套体制机制、打造个性化课程体系、建立健全科学评价机制,同时要积极开展更加广泛的国际合作。


人物简介

李景虹,中国科学院院士、清华大学化学系教授,高校分析测试中心研究会理事长,国务院学位办纳米科学与工程学科评议组秘书长。第十二、十三、十四届全国政协委员。《科技导报》编委、“学术科协”科学智能专家委员会委员。近年来,主要从事分析化学、化学生物学、纳米化学、能源化学、AI for Science等领域的教学科研工作。

责任编辑:陈可轩
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