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【导语】AI引领物质科学研究范式革新，催生新材料研发新契机，也为物理学计算工作者带来全新挑战与机遇。随着国内首个“AI+物理”数智中心在复旦大学成立，跨学科研究压力与日俱增，原始创新、人才培养成关键。复旦大学首设量子智能英才班，探索创新人才培养新模式，为中国教育多元化、创新化发展提供新思路。

·AI的出现，使得物质科学研究的范式已经发生了变化，也将推动新材料的研发数量和(hé)质量出现本质变化。

·创新首先是激发人才的创新兴趣，其次是社会要能够容忍创新过程中的失败”。

一、

作为一名从事计算的物理学工作者，如果(guǒ)没(méi)有(yǒu)AI的(de)出(chū)现，我可能已经在思考“退休”了；但AI来了，物理研究的范式已经发生了变化，研究技术、研究效果和解决问题的难度都发生了根本性的变化。以前解决不了的问题，现在有了解决的可能。这是一个激动人心的契机，但也是充满压力的挑战，对于我来说，现在我们所做的AI物理，是一个全新的领域，也是我从事学术研究以来从未遇到过的大挑战。

技术的革新和经济的发展越来越依赖新材料的进步。以往的新材料研发主要依据研究者的科学直觉和大量重复的“尝试法”实验。材料的研发有点像玩乐高积木，可以有很多种(zhǒng)搭法、无穷的组合可能，但什么样的材料是有用的，过去没法直接回答。但有了AI技术后，可以在一定程度上回答这个问题，AI可以快速地进行配比、模拟来验证。AI提供了一种全新的研究范式。

AI技术，特别是深度学习，正在深刻地变革分子动力学模拟领域，解决了该领域长期存在的一些核心瓶颈问题。譬如传统分子动力学的核心是“力场”，即描述原子(zi)之(zhī)间(jiān)相(xiāng)互作用力的数学函数。传统力场基于简单的物理近似，虽然计算快，但精度有限；而高精度的量子力学计算虽然准确，但计算成本极高，无法用于大体系或(huò)长(zhǎng)时(shí)间(jiān)模(mó)拟(nǐ)。AI通(tōng)过(guò)从(cóng)量(liàng)子(zi)力(lì)学(xué)计(jì)算(suàn)产(chǎn)生(shēng)的(de)大(dà)量(liàng)数(shù)据(jù)中(zhōng)学(xué)习(xí)，可(kě)以(yǐ)构(gòu)建(jiàn)出(chū)既(jì)接(jiē)近(jìn)量(liàng)子(zi)力(lì)学(xué)精(jīng)度(dù)、又(yòu)接(jiē)近(jìn)传(chuán)统(tǒng)力(lì)场(chǎng)计(jì)算(suàn)速(sù)度(dù)的(de)机(jī)器(qì)学(xué)习(xí)力(lì)场(chǎng)。

用(yòng)传(chuán)统(tǒng)的(de)实(shí)验设备是无法捕捉分子的动态过程的，但AI（如无监督学习算法）能分析模拟数据，自动识别出描述动态过程本质的关键变量（反应坐标），让我们能实际“看到”原本几乎不(bù)可(kě)能(néng)捕(bǔ)捉(zhuō)到(dào)的(de)动(dòng)态(tài)过(guò)程(chéng)。因(yīn)此(cǐ)，AI使(shǐ)得(de)分(fēn)子(zi)动(dòng)力(lì)学模拟在物质科学领域再一次出发。

二、

2024年，上海高校人工智能交叉中心——数智物理（AI Physics）在复旦大学成立，这是国内第一个“AI+物理”数智中心，对于我来说，跨入这一领域，压力很大，因为这是一个交叉学科，而我也只熟悉我自己那一小部分，以前在我的研究领域知识面，现在这个领域被(bèi)重(zhòng)构(gòu)了(le)，需(xū)要(yào)涉(shè)及(jí)很(hěn)多(duō)不(bù)熟(shú)悉(xī)的内容，我们需要更多的人来参与这一研究。

目前，“原始创新不足”是我们的一个很大挑战。以前我们可以学别人，跟着别人跑，但现在我们的科技发展已经跑到了很前面，后面能否跑好，其中一个重要的因素在于我们的创新人才。基础研究和应用研究都需要创新人才。

中国的人才培养有自己的特色。在过去的几十年，国家在人才培养方面下了很多功夫，但在创新人才培养方面，我觉得还有很多可以向别人借鉴的地方。比如说，鼓励学生创新，激发学生兴趣，容忍失败等。

我觉得中国的教育应该发展不同的教育元素，应该更加多元。中国现在有3000所大学(xué)，应(yīng)该(gāi)有(yǒu)一些不同(tóng)类(lèi)型(xíng)的(de)大(dà)学(xué)。如(rú)果(guǒ)教(jiào)育(yù)都(dōu)是(shì)一(yī)个(gè)模(mó)式(shì)，所(suǒ)有(yǒu)人(rén)都(dōu)做(zuò)一(yī)样(yàng)的(de)事(shì)，内(nèi)卷(juǎn)一(yī)定(dìng)会(huì)发(fā)生(shēng)。

今(jīn)年(nián)复(fù)旦(dàn)大(dà)学(xué)物(wù)理(lǐ)系(xì)首(shǒu)次(cì)设(shè)立了量子智能英才班，我们尝试更多地加(jiā)入(rù)创(chuàng)新(xīn)人(rén)才(cái)培(péi)养(yǎng)理(lǐ)念(niàn)与(yǔ)中(zhōng)国(guó)教(jiào)育(yù)实(shí)践(jiàn)相(xiāng)结(jié)合(hé)，探(tàn)索(suǒ)人(rén)才(cái)培(péi)养(yǎng)的(de)新(xīn)模(mó)式(shì)。英(yīng)才(cái)班(bān)计(jì)划(huà)分(fēn)两(liǎng)类(lèi)招(zhāo)生(shēng)：一(yī)是(shì)高(gāo)考(kǎo)统(tǒng)考(kǎo)，二(èr)是(shì)入(rù)校(xiào)后(hòu)的(de)“二(èr)次(cì)选(xuǎn)拔(bá)”。入(rù)选(xuǎn)的(de)学(xué)生(shēng)进行本博融通教育，本科毕业后授予(yǔ)物(wù)理(lǐ)学(xué)、人(rén)工(gōng)智(zhì)能(néng)的(de)双学位。在校期间，英才班鼓励学生创新，开展批判性思考，并与清华、南大等高校建立交流机制。我觉得中国的本科生教育最重要的目标，应该是培养一些创新能力比较强的学生。