青年报·青春上海记者 刘昕璐 

5月26日，上海科学智能研究院联合复旦大学、施普林格·自然（Springer Nature）旗下的自然科研智讯（Nature Research Intelligence）全球发布《科学智能白皮书2025》，报告首次运用2015-2024年全球科学智能多源大数据，近60位不同领域的科学家联袂写作，深入剖析AI与科学研究大融合之势，全面探索7大科研领域、覆盖28个方向、近90个科学智能前沿问题及突破路径，以洞见前瞻未来，引领科学智能范式变革，应对全球挑战。白皮书还揭示，全球人工智能期刊论文数量在过去十年间激增近三倍。

AI驱动范式变革全流程赋能科研

科学智能（AI for Science，AI4S）是面向科学研究的人工智能创新和人工智能驱动的科学研究的总和，体现了人工智能创新与科学研究双向促进与深度融合。

一方面，AI驱动的科学研究正在加快科学发现。其中，以DeepMind的AlphaFold为代表的AI技术，在蛋白质结构预测、新药研发及疫苗设计领域实现重大突破；谷歌的GraphCast模型、华为“盘古”模型、复旦大学-上海科学智能研究院“伏羲”模型等AI气象模型，显著提升了全球天气预报的准确性和时效性；AI驱动的核聚变等离子体控制与自动实验室技术，也为能源与材料科学研究带来革新。

另一方面，科学基础理论和层出不穷的科学突破也推动AI底层技术和架构的不断创新，比如根植于概率论和随机过程的扩散模型，又如将先验知识融入深度学习的前沿研究，在增强模型可解释性的同时，也显著提高了AI模型的泛化能力。

报告将AI相关领域划分为AI核心（算法、机器学习等）与科学智能六大方向（数学、物质科学、生命科学、地球与环境科学、工程科学、人文社会科学）。报告指出，在以上所有领域，科学智能正深刻重塑传统科学研究范式，通过模型和数据驱动更有效地探索解空间从而生成假设，以及自动与智能化实验等方式，全流程赋能科学研究，显著提升科学发现的效率与精准性。

报告全面探讨了科学智能在7大科研领域、28个前沿方向、近90个科学智能关键问题及突破路径，例如如何构建跨尺度、超学科的科学智能模型、提升AI模型在科学研究中的泛化性和可解释性，又如，如何推动AI拓展科学发现的创新边界。为解决这些问题，科学家提出融合先验知识的跨尺度建模、利用生成式模型和合成数据来弥补数据稀缺、建立跨学科知识图谱与闭环强化学习系统，推动科学智能的进一步发展。此外，报告也重点关注了AI安全和AI伦理治理，强调构建内生安全机制和“以人为本”，确保AI技术在研发初期即嵌入安全防护能力，并和人类对齐。

通过科学家提出关键词和出版物数据库的匹配，可以发现在科学智能研究中最受青睐的AI方法和技术。大语言模型（LLMs）已经成为物质科学、生命科学、社会科学等领域的通用科研工具。强化学习在工程系统控制、数学定理证明及物理模拟等复杂场景中占据主导地位。计算机视觉技术在生命科学和地球环境领域渗透显著。此外，分布式学习、图神经网络、可解释AI和边缘智能在不同学科中均得到广泛应用。

全球AI论文数10年激增近3倍

根据自然科研智讯（Nature Research Intelligence）提供的AI相关出版物数量、引用量以及自然指数（Nature Index）等多源大数据统计显示，2015至2024年间，全球人工智能和科学智能领域的学术出版物总量快速增长，科学智能异军突起，2020年后加速成长，有力推动了人工智能研究整体的井喷态势。

与此同时，全球人工智能期刊论文数量在过去十年间激增近三倍——从30.89万篇增至95.45万篇，年均增长率为14%。人工智能核心领域（如算法、机器学习）占比从44%降至38%；科学智能占比相应提升了6个百分点，且其年均增长率从2020年前的10%提升至2020年后的19%。尤其是在工程科学和生命科学领域，其年均增长率分别从2020年前的9%和15%，提升至2020年后的16%和29%。

国别研究显示，2015年至2024年间，全球人工智能出版物排名前五的国家/地区的格局发生了转变。中国增长势头尤为显著，AI出版物总量从2015年的6.01万篇上升至2024年的27.39万篇，占全球总量29%。2018年，中国的出版物总量超越欧盟，居全球首位，2022年超越欧盟和美国的总和。印度也展现出明显的追赶态势，2015年其AI出版物总量为1.82万篇（仅为美国的1/3），2024年提升至8.51万篇，几乎与美国（8.57万篇）齐平。

从科研影响力看，美国优势仍存。基于自然指数追踪的高质量前沿研究期刊发表的AI相关论文引用量统计显示，美国保持领先地位，2020年达到30.22万次。中国引用量从2015年的1.03万次跃升至2020年的14.48万次，并于2021年首次超越欧盟。至2024年，中国的AI相关论文引用量占全球总量的 40.2%，实现了对美国（占比42.9%）的快速追赶。

中国在AI应用型创新领域实现了从“跟随者”到“引领者”的跨越。对专利、政策文档与临床试验中的引用数据分析显示，中国凭借持续高速增长，于2016年以2.32万次的引用量超越欧盟（2.23万次），2019年以2.60万次超越美国（1.96万次）。至2024年，中国占据了全球AI出版物在专利、政策文档与临床试验中的引用率达41.6%，遥遥领先。

青年报·青春上海记者 刘昕璐

编辑：张红叶

来源：青春上海News—24小时青年报