“创世使命”:美国计划使用人工智能重建科学发现引擎

  教育资讯     |      2025-12-02 18:21

  

“创世使命”:美国计划使用人工智能重建科学发现引擎

  创世计划将推动能源、生物技术、材料及国家安全领域的革新。以下是其运作方式。

  美国近日宣布启动“创世使命”(Genesis Mission),这是一项由政府主导的全面行动,旨在围绕人工智能重建国家的科学引擎。根据白宫详细行政令的说明,该任务旨在将美国最强大的超级计算机、最具价值的科学数据集和最先进的人工智能系统整合为一个统一平台,以加速能源、生物技术、材料和国家安全等领域的科学发现。

  这项计划不再将人工智能视为传统研究的附加工具,而是将其定位为未来突破的核心机制。它反映了一个日益增长的共识:21世纪的科学领导地位将取决于谁能最有效地将数据、计算和算法融合为一个持续循环的学习、实验与创新体系。

  计划的核心是构建“美国科学与安全平台”,这是一个国家级的保密研究系统,整合了能源部下属实验室的超级计算机、云端人工智能计算环境、科学模型以及庞大的联邦数据集。该平台旨在取代研究人员在不同孤立系统间切换的模式,成为一个高度协同的环境,使人工智能代理能够运行模拟实验、处理实验数据、提出新假设甚至操控机器人实验室。

  根据行政令要求,该平台必须集成高性能计算、领域专用基础模型、预测性模拟、设计优化工具和自动化实验能力,从而构建端到端的发现架构。能源部负责识别并筹备支撑该平台的计算基础设施、数据源和实验室设施,同时需严格满足安全分级、网络安全、合作方审查和知识产权保护的要求。

  这正是能源部推进十年的“百亿亿次计算项目”发挥关键作用之处。像“前沿”(Frontier)和“极光”(Aurora)这样每秒可执行百亿亿次计算的超级计算机,构成了创世使命的硬件支柱。这些系统能够训练大规模科学基础模型并运行高度复杂的模拟,从而将多年研究压缩至数天完成。

  创世使命建立在人工智能推动科学突破的已有成就之上,这些突破曾被视为遥不可及。例如,AlphaFold解决了困扰数十年的蛋白质折叠问题;人工智能实现了聚变反应堆内超高温等离子体的稳定控制;通过能够探索巨大化学空间的模型发现了Halicin等新型抗生素。

  这些进展源于人工智能能处理远超人类的数据量,测试数百万种可能性,并发现研究人员难以察觉的模式。深度学习系统可以吸收某个科学领域的全部已知记录,学习其底层规律,进而运用这种“直觉”设计新分子、新材料或反应堆构型。通过将这些技术直接应用于国家科学基础设施,创世使命旨在让每个重要研究领域都获得同等能力。

  白宫已指示能源部确定至少二十项可受益于人工智能驱动的国家科技挑战,涵盖先进制造、生物技术、关键材料、核裂变与聚变、量子信息科学和半导体等领域。经跨部门评审后,清单将进一步扩展并指导平台的早期工作。

  能源部的公告突出了三大初始目标:通过人工智能加速核能、聚变及电网现代化研究巩固美国能源主导地位;通过将量子技术、超级计算机和人工智能工具连接为持续反馈循环推进发现科学;利用支持核武库安全和国防材料开发的先进人工智能模型强化国家安全。

  高级官员强调了这一计划的宏大规模。科学事务副部长达里奥·吉尔称该使命为“美国科学下一时代的决定性时刻”,表示统一平台将成为“跨时代的科学仪器”。国家核安全管理局的布兰登·威廉姆斯指出,这将帮助美国“保持对对手无可匹敌的战略优势”。国家实验室主任委员会的约翰·瓦格纳博士则提到,这将使科学家拥有“以创新速度工作的工具”。

  使命的重要任务之一是通过标准化协议、共享计算资源和通用数据使用框架,将能源部下属十七个国家实验室与经批准的私营部门合作者及大学连接起来。这包括制定模型共享、商业秘密处理、合作研发以及确保外部研究人员安全访问的新规则。

  白宫还指示设立奖学金、实习和学徒计划,让学生进入国家实验室,亲身学习人工智能赋能的科研方法。

  该计划与重塑美国人工智能和计算生态系统的公私合作浪潮同步推进。尽管不属于创世使命的正式部分,但诸如旨在普及联邦人工智能基础设施的“国家人工智能研究资源”、以及由OpenAI、甲骨文、软银和阿联酋MGX支持建设下一代人工智能数据中心的“星际之门计划”等项目,均显示出人工智能计算生态的快速扩张。创世使命处于政府端,专注于科学发现、安全与中央协调,而非商业模型开发。

  若创世使命成功,它将建立一种全新的科研模式:人工智能系统与研究人员在整个发现周期中持续协作。人工智能代理将在合成之前探索新材料和新分子,在工程师建造原型前测试数百万种能源系统设计,并快速处理实验结果,使机器人实验室能自主决定下一步操作。

  通过将超大规模计算与全国最大的科学数据集及先进实验设施相结合,该使命旨在压缩研发周期,拓展可解决问题的范围,并为美国在塑造下一个世纪的领域中获得持久优势。

  在人工智能改造几乎所有行业的当下,创世使命似乎试图确保这场变革渗透至科学发现的最深层。对研究人员、工程师和更广泛的科学界而言,它标志着一种新科研模式的到来——不再依赖于孤立的实验或独立算法,而是建立在一个旨在加速理解世界根本进程的、完全集成的国家平台之上。Pg电子官网Pg电子官网