第03版:城事·三区
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“科研厨房”内,何以交叉创新?

  编者按

  当今,科学技术迅猛发展,传统学科的边界逐渐模糊,单一领域的研究难以全面应对现实中的多维度挑战,学科交叉已成为推动创新和解决复杂问题的关键途径。

  何以交叉创新?在复旦大学,有这样一个比喻:“番茄炒蛋”。这道家常菜的精髓,在于蛋液裹挟着番茄的酸甜,在高温中交融出全新风味——这绝非番茄与鸡蛋在沸水中简单烹煮、各自为政的叠加。长期以来,复旦大学打破学科壁垒,创新组织模式,先后成立50多家实体运行科研机构,紧扣国家战略坐标,直指科学前沿靶点,在人事聘用、研究生培养、评价体系等方面探索改革。

  一个个“科研厨房”内,交叉创新如何烹制出一道道“佳肴”?

  AI与科学发生了怎样的“化学反应”?

  从阿里达摩院辞职加入以“原创科技+应用转化”为建院核心的复旦AI3院,青年科学家李昊心怀愿景,要让AI与科学发生“化学反应”,转化为生产力,服务社会大众。

  教育部日前召开国家教育数字化战略行动2025年部署会,发布国家智慧教育公共服务平台2.0智能版,上线核心模块“AI试验场”。复旦大学“伏羲”大模型凭借较高的预测准确度与较长的预测周期,成为首批上线的10款AI应用之一。

  李昊,就是“伏羲”的缔造者。“做出真正有影响力的工作,比单纯发一篇论文更让我有成就感。”李昊与地球科学研究者合作,很快开辟出属于自己的创新路径,致力于让天气预报更精准。

  观天测海,已有过多次“神机妙算”……“伏羲”大模型能提供全球未来15天,逐小时的温度、风速、降水、辐照等要素预测。在预测速度上,相较于传统物理模型有千倍提升;在预测精度上,超过传统气象领域的最优物理模型HRES,并在同类大模型中实现整体精度的领先。

  因为有李昊等一批高水平产研交叉人才的汇聚,复旦AI3院聚焦人工智能技术创新,在复旦大学CFFF智算平台、国家人工智能产教融合创新平台等一系列重大建设任务中承担重要使命,成为复旦大学AI for Science、AI for Social Science & Humanity战略的中坚力量。

  2022级老年学博士生尹思薇在开展一项有趣的交叉研究,那就是AI数智养老——采集数百位老年人对大模型使用的交互数据,实时关注老年人在AI大模型使用上的困难与需求,自主开发了乐巢app,并与计算机科学技术学院卢暾教授团队合作开展跨学科研究。

  科研,是一个不断“试错”的过程。在复旦大学老龄研究院(简称“老龄院”)副院长、教授胡湛看来,“‘交叉研究’就像詹天佑修铁路,不同学科的团队以同一座山为目标,从两头挖隧道、争取在中间会合,但也可能各自挖了一条平行线而完美错过。”

  不同的学术观点碰撞,不仅没伤了和气,反倒因此建立起新的友谊与合作模式。

  “刚来复旦时,我作为后辈去找穆穆院士请教,我不完全赞同他的一些观点,他作为大科学家非但没有生气,还跟我探讨了很长时间。”回想当时,李昊仍觉感动。

  中国科学院院士、大气科学研究院教授穆穆曾认为“伏羲”大模型应当是物理与AI相结合,才能使预测结果既可解释又符合物理规律,当时李昊仍坚持“从同化到预测端到端优化天气预报模型,实现完全数据驱动的AI方法,让AI从原始数据中学会物理规律”的观点。

  后来,穆穆院士招收两名博士生,与李昊联合培养。他们的学生、大气与海洋科学系23级直博生彭子怡,如今主要开展基于AI大模型的热带大气季节内振荡生成的可预报性工作。

  “我能和计算机专业的师生交流,学习他们通用思考的逻辑和高效工程落地的能力,同时我的专业知识和研究经验又能帮他们快速入门新领域。”彭子怡说。

  跨界创新,打翻“学术调色盘”

  全球首个人类健康与疾病蛋白质组图谱研究登上《细胞》杂志2025开年封面、中药制剂疗效检验发表于《柳叶刀》、新一代脑脊接口助瘫痪者再次行走……短短几个月,一项项重磅研究出自同一研究机构,那就是复旦大学类脑智能科学与技术研究院(简称“类脑院”)。

  成立于2015年的类脑院是复旦首批设立的实体运行科研机构,也是国内高校最早成立的脑科学与类脑前沿交叉研究机构。十年里,研究院成员在各类顶级学术期刊发表论文千余篇,其中不少正走向应用。

  “以问题驱动科学研究,是我们研究院的最大特色。”类脑院院长冯建峰说,研究院的核心宗旨就是用理论工具解决实际问题,做“顶天立地”的研究。

  交叉理念生根发芽,为跨界创新提供更为广阔的土壤。在这里,不同专业背景的师生被鼓励进行深度合作,双方都成长起来,产生“1+1>2”的效果。

  “如果你只专注于单一学科的研究,那么这里可能并不适合你。”冯建峰直言,传统培养模式造就的学术单色板很难适应大科学时代的科研范式变革,类脑研究院从建院初期,始终坚持跨学科交叉的理念。

  青年副研究员加福民初入研究院时,曾三年间未有重要论文见刊。在聘期考核的关键节点,专家组和院领导经过讨论,为这位颠覆性技术的探路者,开启了学术探索的延长线。

  “真正的创新往往诞生在交叉学科的边界,也往往是既有评价体系的留白处,类脑院希望在可能的范围内为青年交叉人才提供最大的支持环境。”冯建峰说。

  在交叉学科的无人区拓荒,往往要穿越漫长的隧道。前不久引发全球轰动、能让瘫痪者再次行走的脑脊接口技术,正是经历了十年蛰伏。

  经过几年的不断“试错”,老龄院则锁定了三大研究赛道:衰老与主动健康治理、数字养老与AI向善、银发经济和养老产业创新。

  以人口学和老年学为基础,他们引进心理与认知科学团队建立国内首个老龄心理与行为科学实验室;与生物学、医学、公共卫生等团队合作,研究中国人的衰老机制;联合腾讯集团筹建“AI向善与数智养老研究中心”,与计算机科学团队共同开发老龄社会的“AI价值靶场”防范技术伦理风险……一个跨学科交叉融合的老龄学科网络正在逐渐成型。

  心无旁骛,自然而然地“双向奔赴”

  在复旦,学科交叉早已成为常态。持续的交流学习不是外在要求,而是如同呼吸般自然存在。

  “年轻是一种心态,要保持学习,保持开放。”李昊认为,如果自己都不写代码,不了解整个模型的训练过程,那很难做出有影响力的东西。

  刚来复旦做天气大模型,他就是从写第一行代码干起的。在李昊看来,自己写代码不是“自降身段”,而是创新标配。

  相较于2023年的“伏羲1.0”版本,2024年发布的2.0版本不仅提高了对极端降水和大风等极端天气现象的预报精度,还囊括新能源、航空、远洋导航所需要的气象要素,有效助力规避风险,提升效率和安全性。

  与中远海运集团成立了联合实验室,与太保集团探索气象在保险的应用,还与南方电网合作预测新能源功率……他们的成果在产业化道路上稳步推进。

  每个月,华山医院郁金泰教授和类脑院研究员程炜的交叉团队,都会雷打不动出现在同一间教室开联合组会,分享科研进展与心得,每次多则五十人,少则二三十人。

  “没人强迫我们这么做。”团队成员之一、类脑院青年研究员尤佳笑言,这是一种自然而然的“双向奔赴”,“为了好的科学问题,距离就不是问题”。

  “做交叉研究,关键在人,关键要有共鸣。”冯建峰感悟颇深。

  全球卒中研究领跑者、复旦特聘教授克雷格·安德森(Craig Anderson),与冯建峰就脑白质病变问题聊得热火朝天,一拍即合,预备开启又一项研究。曾在世界多个顶级科研机构工作的他,连用好几个“freedom(自由)”形容在类脑院的工作体验:“我们不用花费时间在行政事务或其他杂事上,而是全身心地投入科研。”

  建院初期,数学专业出身又跨界至生命科学、计算机科学与技术的冯建峰,利用多年海外工作经历,在全球招揽顶尖科学家。如今,类脑院是复旦外籍科学家最多的科研机构,拥有近十位脑科学领域领军人物。

  “心无旁骛,只为科学”,冯建峰用这八个字,总结他与伙伴们的十年。

  “番茄炒蛋”这道家常菜,恰似复旦实体运行科研机构的生动写照。它们如同一个个独具特色的“科研厨房”,汇聚了一批各有专攻的“大厨”,用融合创新的火候,烹制出一道道色香味俱全的“佳肴”。■宗禾

  本版图片部分由复旦大学提供,部分为资料图

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