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张锦院士做客深大“大师面对面”第十五讲 纵论AI如何重塑材料科学研究范式

来源: 发布时间:2025-12-18 11:40 点击数: Views

2025年12月17日下午,深圳大学“大师面对面”系列讲座第十五讲在丽湖校区启明楼D101报告厅举行。本期讲座特邀北京大学常务副校长、深圳研究生院院长、中国科学院院士张锦担任主讲嘉宾,以“AI能否改变材料科学的研究范式”为题,为深大师生描绘了一幅人工智能驱动材料研究变革的宏伟图景。

“大师面对面”系列讲座是深圳大学着力打造的高端学术品牌,持续为营造浓郁学术氛围、服务国家创新战略贡献力量。深圳大学副校长巢乃鹏、加拿大工程院院士骆静利以及北京大学深圳研究生院党政办负责人,深圳大学人力资源部、党委宣传部、化学与环境工程学院、材料学院相关负责人、专家、丽湖校区师生到场聆听。化学与环境工程学院特聘教授王丹主持讲座。

巢乃鹏代表学校致欢迎辞。他高度评价了张锦在烯碳材料领域的卓越成就,并回顾了北京大学与深圳大学深厚的历史渊源与合作。他表示,深圳大学作为特区大学,正致力于建设世界一流综合性大学,迫切需要此类高水平的学术交流启迪思想、推动创新。此次顶尖学者的前沿分享,对深圳大学推动材料、化学、人工智能等学科的交叉融合与创新发展,培养具有前瞻视野的复合型高层次人才,具有十分重要的指导意义。随后,巢乃鹏向张锦颁授深圳大学“大师面对面”主讲嘉宾纪念牌。

材料是大国竞争的基石,但研发面临多重困境


“材料创新是支撑各种颠覆性技术的基石。”张锦开宗明义,指出大国竞争的底层逻辑是材料的竞争,他通过航天飞行器需承受极端环境等实例,阐释了高性能材料的战略价值。同时,他也指出传统材料研发长期受困于周期长、成本高、风险大的挑战,从实验室到产业化往往需要二三十年。

他进一步剖析了当前研究的四大深层困境:实验数据标准化缺失,严重阻碍知识积累与共享;受困于还原论研究思维的局限性,难以处理复杂系统的耦合关系;材料杀手锏应用具有不可预测性;实验室成果与产业化需求间存在巨大鸿沟。

AIfor Science:驱动材料研究范式的三重变革

面对这些复杂挑战,张锦认为,人工智能(AI)为破解材料研究的复杂系统难题提供了全新方法论的到来为材料科学研究范式的革新提供了历史性机遇。他强调,人工智能的“下半场”必须转向与物理世界交互,生成增量知识,实现从“学习模仿”到“科学创造”的跨越。

张锦结合其团队的前沿实践,生动阐述了“AI for Science”(AI4S)在材料领域催生的三重范式变革:

数据-算力-模型深度融合——他援引谷歌DeepMind的GNoME模型发现220万种稳定晶体、伯克利A-Lab全自动实验室高效合成新材料等案例,指出材料发现已进入“高通量预测+自动化合成”的新阶段;数据与知识双轮驱动——他强调科学AI必须融合物理、化学等先验知识,他以AlphaFold的成功不仅靠数据、更倚重进化与生化原理为例,并结合自身碳纳米管研究,说明“数据+物理模型”如何帮助发现全新生长机制;端到端的智能化研发——他展望未来,可通过AI智能体串联材料研发全链条,形成智能化闭环,以其团队的高性能纤维研究为例,通过AI优化与智能平台联动,将传统研发周期从2000天大幅缩短至4天,展现了巨大潜力。

张锦在总结中提出贯穿全程的核心论断:“人工智能不是工具的革命,而是科学革命的工具。”这意味着AI正在从根本上改变科学家提出问题、设计实验、发现规律的方式。

拥抱变革:聚焦AI时代的教育与科研重塑

在互动环节,师生围绕AI时代下的教育模式、科研人员能力重构等踊跃提问。

张锦指出,教师的角色应更多转向启迪思维与提出关键问题,培养学生的“提问能力”比传授具体知识更为重要。AI是“大脑的延伸”,旨在解放科研人员的认知能力,而非取代人类。在AI时代,师生关系的重心应从“传道授业”转向共同“悟道”,科研的核心竞争力在于提出关键科学问题的能力。他鼓励学子拓宽视野,促进跨学科深度交融,拥抱并塑造这场由AI驱动的科学变革,利用这一革命性工具推动科学本身发生革命。

聆听讲座的同学表示,本场讲座视野宏阔、内容前沿、案例生动,不仅深刻揭示了AI对材料科学乃至整个科学研究范式的系统性重塑,也为深大师生在智能化时代如何定位自身、抓住机遇提供了极具前瞻性的思想启迪。


(融媒体中心 要闻采访部 记者 谢小琦)

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