在当今世界,科学研究面临着前所未有的挑战,尤其是在解析高度复杂的相互作用系统方面。人类虽然具备创造力和分析能力,但面对庞大的文献资料和多样化的数据模型时依然力不从心。Paul Cohen,匹兹堡大学计算与信息学院的创始院长,通过推动科学(Push Science)的理念,为解决这一问题提供了创新的思路。推动科学主张通过机器推动科研信息的整理、综合和应用,极大地提升研究效率和科学发现的深度。Paul Cohen早年在DARPA的经历激发了他对人工智能与科学研究结合的兴趣,他发现传统人工智能主要聚焦于单一任务如自然语言理解,却忽视了一个更重要的问题——如何理解多层次、跨领域、动态变化的复杂系统。现实中的系统往往跨越不同的时间、空间尺度,且包含众多相互影响的因素。
人的认知能力有限,不能有效整合所有相关信息,因此迫切需要依靠机器来弥补这一缺陷。推动科学理念的核心在于让机器自动从海量科研文献中抽取关键信息,生成符合因果逻辑的系统模型并反复修正,实现对复杂系统的多维度理解。这不仅能覆盖人类无法全部阅读的庞大文献,更能克服不同学科模型间的兼容性问题,促进跨学科研究。为了将推动科学理念实际落地,Cohen设计并实施了多个前沿项目,其中影响深远的是“Big Mechanism”计划。该计划邀请系统生物学家、生物医学研究人员及人工智能专家共同协作,目标是让计算机系统自动阅读科研论文,构建包括癌症疾病过程在内的生物系统网络模型。这种自动化建模不仅加速了科学理解,还为精准医疗提供了理论基础。
此外,推动科学倡导人机协作模式。即机器主动汇总和推送最新科研成果,辅助科学家进行探索与决策,实现效率与创造力的协同提升。例如“Communicating with Computer”项目致力于优化人与机器的交流方式,提升信息传递的精确性和实用性。“World Modelers”则针对整合现有模型生态系统,解决单一模型难以覆盖多领域交叉问题,帮助研究者获得更全面的系统视角。这些项目反映出推动科学超越传统的人工智能任务,迈向真正帮助人类理解和掌控世界复杂系统的方向。推动科学也揭示了科学知识碎片化和分布式的根本困境。
既有人类认知的限制,无法在短时间接触和理解10万篇论文,也有学术体系奖励专业深耕而非广泛整合的社会因素。这导致科学研究难以形成全局的因果理解,阻碍跨领域创新。Cohen的观点显示,推动科学不仅是一项技术挑战,更是一场科学文化和生态的革新,呼吁更多人关注综合理解和协作平台的建设。未来,随着机器学习和自然语言处理技术的进步,推动科学有望成为各领域科研改革的核心动力。机器不断学习、改进并生成新的模型,将推动科学研究由经验驱动向数据与因果机制驱动转变。在此过程中,科研人员将摆脱传统繁重的信息汇总工作,更多专注于创新思维和实验设计,实现人与机器的优势互补。
推动科学还为应对全球性复杂问题如气候变化、公共卫生危机等提供了可行路径。通过构建多系统、多尺度的综合模型,科学界能更准确预测和控制跨领域风险,提高社会应变能力。简而言之,推动科学标志着人类科学探索进入智能辅助的新阶段,携手机器拓展认知边界,解决过去无法突破的难题。Paul Cohen及其团队的工作不仅激发了人工智能与科学研究的深度融合,也引领科学文化转向开放、综合与协作。未来,推动科学将持续影响科研方法、教育培养和创新策略,推动人类更快更精准地揭示自然和社会的本质规律。在人工智能快速发展的背景下,推动科学为实现这一目标提供了清晰的路线图。
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