創(chuàng)世計(jì)劃將推動(dòng)能源、生物技術(shù)、材料及國(guó)家安全領(lǐng)域的革新。以下是其運(yùn)作方式。

美國(guó)近日宣布啟動(dòng)“創(chuàng)世使命”（Genesis Mission），這是一項(xiàng)由政府主導(dǎo)的全面行動(dòng)，旨在圍繞人工智能重建國(guó)家的科學(xué)引擎。根據(jù)白宮詳細(xì)行政令的說(shuō)明，該任務(wù)旨在將美國(guó)最強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī)、最具價(jià)值的科學(xué)數(shù)據(jù)集和最先進(jìn)的人工智能系統(tǒng)整合為一個(gè)統(tǒng)一平臺(tái)，以加速能源、生物技術(shù)、材料和國(guó)家安全等領(lǐng)域的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。

這項(xiàng)計(jì)劃不再將人工智能視為傳統(tǒng)研究的附加工具，而是將其定位為未來(lái)突破的核心機(jī)制。它反映了一個(gè)日益增長(zhǎng)的共識(shí)：21世紀(jì)的科學(xué)領(lǐng)導(dǎo)地位將取決于誰(shuí)能最有效地將數(shù)據(jù)、計(jì)算和算法融合為一個(gè)持續(xù)循環(huán)的學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新體系。

創(chuàng)世使命的核心建設(shè)目標(biāo)

計(jì)劃的核心是構(gòu)建“美國(guó)科學(xué)與安全平臺(tái)”，這是一個(gè)國(guó)家級(jí)的保密研究系統(tǒng)，整合了能源部下屬實(shí)驗(yàn)室的超級(jí)計(jì)算機(jī)、云端人工智能計(jì)算環(huán)境、科學(xué)模型以及龐大的聯(lián)邦數(shù)據(jù)集。該平臺(tái)旨在取代研究人員在不同孤立系統(tǒng)間切換的模式，成為一個(gè)高度協(xié)同的環(huán)境，使人工智能代理能夠運(yùn)行模擬實(shí)驗(yàn)、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、提出新假設(shè)甚至操控機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室。

根據(jù)行政令要求，該平臺(tái)必須集成高性能計(jì)算、領(lǐng)域?qū)Ｓ没A(chǔ)模型、預(yù)測(cè)性模擬、設(shè)計(jì)優(yōu)化工具和自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，從而?gòu)建端到端的發(fā)現(xiàn)架構(gòu)。能源部負(fù)責(zé)識(shí)別并籌備支撐該平臺(tái)的計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)據(jù)源和實(shí)驗(yàn)室設(shè)施，同時(shí)需嚴(yán)格滿足安全分級(jí)、網(wǎng)絡(luò)安全、合作方審查和知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)的要求。

這正是能源部推進(jìn)十年的“百億億次計(jì)算項(xiàng)目”發(fā)揮關(guān)鍵作用之處。像“前沿”（Frontier）和“極光”（Aurora）這樣每秒可執(zhí)行百億億次計(jì)算的超級(jí)計(jì)算機(jī)，構(gòu)成了創(chuàng)世使命的硬件支柱。這些系統(tǒng)能夠訓(xùn)練大規(guī)?？茖W(xué)基礎(chǔ)模型并運(yùn)行高度復(fù)雜的模擬，從而將多年研究壓縮至數(shù)天完成。

為何人工智能能改變科學(xué)發(fā)現(xiàn)的速度

創(chuàng)世使命建立在人工智能推動(dòng)科學(xué)突破的已有成就之上，這些突破曾被視為遙不可及。例如，AlphaFold解決了困擾數(shù)十年的蛋白質(zhì)折疊問(wèn)題；人工智能實(shí)現(xiàn)了聚變反應(yīng)堆內(nèi)超高溫等離子體的穩(wěn)定控制；通過(guò)能夠探索巨大化學(xué)空間的模型發(fā)現(xiàn)了Halicin等新型抗生素。

這些進(jìn)展源于人工智能能處理遠(yuǎn)超人類的數(shù)據(jù)量，測(cè)試數(shù)百萬(wàn)種可能性，并發(fā)現(xiàn)研究人員難以察覺(jué)的模式。深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)可以吸收某個(gè)科學(xué)領(lǐng)域的全部已知記錄，學(xué)習(xí)其底層規(guī)律，進(jìn)而運(yùn)用這種“直覺(jué)”設(shè)計(jì)新分子、新材料或反應(yīng)堆構(gòu)型。通過(guò)將這些技術(shù)直接應(yīng)用于國(guó)家科學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施，創(chuàng)世使命旨在讓每個(gè)重要研究領(lǐng)域都獲得同等能力。

使命的近期科學(xué)目標(biāo)

白宮已指示能源部確定至少二十項(xiàng)可受益于人工智能驅(qū)動(dòng)的國(guó)家科技挑戰(zhàn)，涵蓋先進(jìn)制造、生物技術(shù)、關(guān)鍵材料、核裂變與聚變、量子信息科學(xué)和半導(dǎo)體等領(lǐng)域。經(jīng)跨部門(mén)評(píng)審后，清單將進(jìn)一步擴(kuò)展并指導(dǎo)平臺(tái)的早期工作。

能源部的公告突出了三大初始目標(biāo)：通過(guò)人工智能加速核能、聚變及電網(wǎng)現(xiàn)代化研究鞏固美國(guó)能源主導(dǎo)地位；通過(guò)將量子技術(shù)、超級(jí)計(jì)算機(jī)和人工智能工具連接為持續(xù)反饋循環(huán)推進(jìn)發(fā)現(xiàn)科學(xué)；利用支持核武庫(kù)安全和國(guó)防材料開(kāi)發(fā)的先進(jìn)人工智能模型強(qiáng)化國(guó)家安全。

高級(jí)官員強(qiáng)調(diào)了這一計(jì)劃的宏大規(guī)模?？茖W(xué)事務(wù)副部長(zhǎng)達(dá)里奧·吉爾稱該使命為“美國(guó)科學(xué)下一時(shí)代的決定性時(shí)刻”，表示統(tǒng)一平臺(tái)將成為“跨時(shí)代的科學(xué)儀器”。國(guó)家核安全管理局的布蘭登·威廉姆斯指出，這將幫助美國(guó)“保持對(duì)對(duì)手無(wú)可匹敵的戰(zhàn)略優(yōu)勢(shì)”。國(guó)家實(shí)驗(yàn)室主任委員會(huì)的約翰·瓦格納博士則提到，這將使科學(xué)家擁有“以創(chuàng)新速度工作的工具”。

連接國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、產(chǎn)業(yè)界與學(xué)術(shù)界

使命的重要任務(wù)之一是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議、共享計(jì)算資源和通用數(shù)據(jù)使用框架，將能源部下屬十七個(gè)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室與經(jīng)批準(zhǔn)的私營(yíng)部門(mén)合作者及大學(xué)連接起來(lái)。這包括制定模型共享、商業(yè)秘密處理、合作研發(fā)以及確保外部研究人員安全訪問(wèn)的新規(guī)則。

白宮還指示設(shè)立獎(jiǎng)學(xué)金、實(shí)習(xí)和學(xué)徒計(jì)劃，讓學(xué)生進(jìn)入國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，親身學(xué)習(xí)人工智能賦能的科研方法。

該計(jì)劃與重塑美國(guó)人工智能和計(jì)算生態(tài)系統(tǒng)的公私合作浪潮同步推進(jìn)。盡管不屬于創(chuàng)世使命的正式部分，但諸如旨在普及聯(lián)邦人工智能基礎(chǔ)設(shè)施的“國(guó)家人工智能研究資源”、以及由OpenAI、甲骨文、軟銀和阿聯(lián)酋MGX支持建設(shè)下一代人工智能數(shù)據(jù)中心的“星際之門(mén)計(jì)劃”等項(xiàng)目，均顯示出人工智能計(jì)算生態(tài)的快速擴(kuò)張。創(chuàng)世使命處于政府端，專注于科學(xué)發(fā)現(xiàn)、安全與中央?yún)f(xié)調(diào)，而非商業(yè)模型開(kāi)發(fā)。

美國(guó)科學(xué)的新架構(gòu)

若創(chuàng)世使命成功，它將建立一種全新的科研模式：人工智能系統(tǒng)與研究人員在整個(gè)發(fā)現(xiàn)周期中持續(xù)協(xié)作。人工智能代理將在合成之前探索新材料和新分子，在工程師建造原型前測(cè)試數(shù)百萬(wàn)種能源系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并快速處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果，使機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室能自主決定下一步操作。

通過(guò)將超大規(guī)模計(jì)算與全國(guó)最大的科學(xué)數(shù)據(jù)集及先進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)施相結(jié)合，該使命旨在壓縮研發(fā)周期，拓展可解決問(wèn)題的范圍，并為美國(guó)在塑造下一個(gè)世紀(jì)的領(lǐng)域中獲得持久優(yōu)勢(shì)。

在人工智能改造幾乎所有行業(yè)的當(dāng)下，創(chuàng)世使命似乎試圖確保這場(chǎng)變革滲透至科學(xué)發(fā)現(xiàn)的最深層。對(duì)研究人員、工程師和更廣泛的科學(xué)界而言，它標(biāo)志著一種新科研模式的到來(lái)——不再依賴于孤立的實(shí)驗(yàn)或獨(dú)立算法，而是建立在一個(gè)旨在加速理解世界根本進(jìn)程的、完全集成的國(guó)家平臺(tái)之上。

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