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探索AI for Science 复旦大学科研团队有话说

来源：中国高新技术产业导报 时间： 2023-06-28 10:14:10

6月27日，国内高校最大的云上科研智算平台CFFF(Computing for the Future at Fudan)在复旦大学正式上线。复旦大学科研团队积极探索AI for Science，引发和会各界关注。

图说：赵东元院士在指导学生实验


(资料图片)

在化学领域，复旦大学化学系教授、中国科学院院士赵东元用新方法寻找新材料。

钻研介孔材料多年、曾获国家自然科学一等奖的他对CFFF平台推进AI for Science研究充满期待：“CFFF平台的上线就像我们拥有了一个‘大科学装置’，让做科研如虎添翼。实验科学的数据非常多，基于这一平台，如果可以通过文献数据找到设计一种材料的最佳路线，将会省掉很多时间，我们对物质观的认识也会更加深入。”

在赵东元看来，科研范式已经到了研究复杂体系的新阶段。“现在似乎没有出现像爱因斯坦这样伟大的科学家，没有量子力学这样伟大的科学发现了，为什么?实际上，我们我们现在是在复杂体系下来研究科学，当然要借助更多的工具、不同的交叉学科融合来共同推进科研进展，AI就是一个很好的工具。”

也正因此，赵东元认为，AI for Science，既包含科学本身的创新，也包含AI等工具和平台的创新，“技术创新其实和科学创新现在结合非常紧密，科学的发展会促进技术的变化，而技术为人类提供视野、工具，也会促进科学的发展。”

赵东元特别提到，创新需要环境的涵养：“对复杂体系的研究突破，绝不是靠某一个人或某个团队，它是一个群体效应，需要营造一个创新的环境，相互影响，共同提高，才能真正在科研中取得新突破。”

图说：复旦大学刘智攀教授用AI等新方法探索化学研究并研发LASP平台

复旦大学化学系教授，刘智攀用AI预测化学反应和结构。他说，“我们课题组其实从2013年以后，就认识到传统的计算科学遇到了瓶颈，我们开始找一些新的工具来帮助做第一性原理的计算。后来我们关注到国外有一两篇论文，可以通过AI的方法来帮助我们求解薛定谔方程，我们受此启发也开始尝试用AI的方法。在2016年的时候，我们突破了数据采集等难题，形成我们自己的方法和软件，叫LASP。可以说，我们开创了AI for chemistry的整个领域关于计算平台的研发窗口期。”

在刘智攀看来，AI在计算化学中扮演了关键角色，“就是没有这个方法的话，以前很多的化学反应预测、结构预测完全没有法做。有了这个方法以后，现在就可以盲做，自动化地让计算机来帮我们设计一些结构，让计算机来帮我们设计一些化学反应，所以这是一个0到1的过程。”

这其中，怎么把化学的问题转化成一个AI的问题，刘智攀认为是AI for science的关键。随着CFFF平台的上线，他认为这给科研带来了极大的便利和新的机会。

“当你把GPU卡和GPU卡全部给它超级连接起来以后，它可以做超大的模型。”刘智攀认为，这是加速的一个好办法。

图说：复旦李昊团队基于CFFF研发首个气象大模型

复旦大学人工智能创新与产业研究院李昊团队近期发布了45亿参数量的中短期天气预报大模型-伏羲，预测效果在公开数据集上首次达到业界公认的ECMWF(欧洲中期天气预报中心)集合平均水平，并将预测速度从模式的小时级缩短到了3秒内。这也是CFFF平台上孕育出的第一个大模型。

“基于CFFF平台的千卡并行智能计算，这样一个规模的大模型只用一天就完成了训练。传统的计算平台是很难做到的。”李昊介绍说，训练这个大模型对显存、计算、传输带宽等硬件提出了严苛的要求，CFFF平台圆满完成了这一任务。

图说：复旦大学周阳老师用计算探索社会科学

不仅是理工学科，社会科学也需要足够的算力支持。复旦大学大数据研究院，青年副研究员周阳教授举了一个“极端”例子：如果我们能够把每一个人的行为都刻画出来，把微观行为刻画与交互到极致，当算力足够的时候，我们就能够刻画出来整个社会的一个运行方式。

但以往传统的社会科学研究中，这样的数据和算力需求存在重重挑战。周阳认为 “因为有了AI技术的出现，有了智算平台的支持，新类型的数据得以进入研究中。”

“它还能在一定程度上解决我们硬件上的约束，这将加速了交叉学科的发展。有了这样的一个平台，可以解决算力方面的要求。”周阳说。

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