9月20日,上海交通大学主动健康战略与发展研究院执行院长吴家睿做客杨浦区图书馆,结合《新科学时代的思考》一书,介绍当代科学领域发展现状、展望未来场景。
吴家睿以生命科学领域的探索历史为切入点开始分享。
20世纪,科学研究的主流思想是“还原论”,即将复杂系统拆解为简单部分进行研究。当时的科学家们认为,由于生物体内部发生的事件同样遵循严格的物理学和化学定律,只要把对生命的研究延伸至组成生命活动的分子层面,就能从分子水平推及细胞水平,进而至个体水平。基于还原论的生命观,今天的医学也常常在分子层面解决问题,如找到引起疾病的基因或分子,针对性地治疗。
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吴家睿指出,基于还原论的生命科学分子生物学是碎片化的,而非从整体、完整的生命体的角度来理解生命活动,具有很大的局限性。最突出的表现之一,就是人类在“消灭肿瘤”这场“战争”中,至今未获胜。科学家们逐渐认识到,生命体是由多层次、多维度相互作用构成的复杂网络,复杂性思维应运而生,并推动了研究方法革新。
吴家睿将复杂性思维形容为“十八般武器”。科学家既运用分子生物学、细胞生物学等传统武器,也发展了基因组学、蛋白质组学、代谢组学等新武器,以及用于数据分析的生物信息学、大模型等另类工具。
值得一提的是,人类基因组计划推动了整体化研究策略的实施,中国科学家也在积极参与这一变革。对复杂生命体的全面研究,产生了海量数据,而生物学大数据时代的到来,则催生了研究范式的转变,即从假设驱动转变为大数据驱动。当下,一篇研究论文、一项科学研究结果的数据有可能产生n项成果、解决n个问题,知识不再是线性增长的模式。在吴家睿看来,大数据驱动的科学研究呈现出开放性,一方面是因为大型研究成果的出现是开放式的,另一方面是研究成果的发表是开放式的。
当前,人工智能(AI)技术为科学赋能带来了丰硕成果,能帮助科学家预测已有的蛋白质结构;能设计自然界中不存在的蛋白质,用于科研、医疗;还能虚拟实验、虚拟细胞,甚至虚拟如线虫那样的完整生命体,研究神经活动对行为的影响。吴家睿表示,“互联网+”已使社会发生天翻地覆的变化,随着大数据驱动的AI的进一步发展,未来还将出现更大的变化。对此,应养成复杂的思维习惯,从而能够适应日新月异的世界。
本场活动由杨浦区图书馆“静思讲坛”和上海科技教育出版社“哲人石七堂课”共同主办。
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