6月27日，國(guó)內(nèi)高校最大的云上科研智算平臺(tái)CFFF(Computing for the Future at Fudan)在復(fù)旦大學(xué)正式上線。復(fù)旦大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)積極探索AI for Science，引發(fā)和會(huì)各界關(guān)注。

圖說(shuō)：趙東元院士在指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)

在化學(xué)領(lǐng)域，復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系教授、中國(guó)科學(xué)院院士趙東元用新方法尋找新材料。

(相關(guān)資料圖)

鉆研介孔材料多年、曾獲國(guó)家自然科學(xué)一等獎(jiǎng)的他對(duì)CFFF平臺(tái)推進(jìn)AI for Science研究充滿期待：“CFFF平臺(tái)的上線就像我們擁有了一個(gè)‘大科學(xué)裝置’，讓做科研如虎添翼。實(shí)驗(yàn)科學(xué)的數(shù)據(jù)非常多，基于這一平臺(tái)，如果可以通過(guò)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)找到設(shè)計(jì)一種材料的最佳路線，將會(huì)省掉很多時(shí)間，我們對(duì)物質(zhì)觀的認(rèn)識(shí)也會(huì)更加深入。”

在趙東元看來(lái)，科研范式已經(jīng)到了研究復(fù)雜體系的新階段。“現(xiàn)在似乎沒(méi)有出現(xiàn)像愛(ài)因斯坦這樣偉大的科學(xué)家，沒(méi)有量子力學(xué)這樣偉大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)了，為什么?實(shí)際上，我們我們現(xiàn)在是在復(fù)雜體系下來(lái)研究科學(xué)，當(dāng)然要借助更多的工具、不同的交叉學(xué)科融合來(lái)共同推進(jìn)科研進(jìn)展，AI就是一個(gè)很好的工具。”

也正因此，趙東元認(rèn)為，AI for Science，既包含科學(xué)本身的創(chuàng)新，也包含AI等工具和平臺(tái)的創(chuàng)新，“技術(shù)創(chuàng)新其實(shí)和科學(xué)創(chuàng)新現(xiàn)在結(jié)合非常緊密，科學(xué)的發(fā)展會(huì)促進(jìn)技術(shù)的變化，而技術(shù)為人類提供視野、工具，也會(huì)促進(jìn)科學(xué)的發(fā)展。”

趙東元特別提到，創(chuàng)新需要環(huán)境的涵養(yǎng)：“對(duì)復(fù)雜體系的研究突破，絕不是靠某一個(gè)人或某個(gè)團(tuán)隊(duì)，它是一個(gè)群體效應(yīng)，需要營(yíng)造一個(gè)創(chuàng)新的環(huán)境，相互影響，共同提高，才能真正在科研中取得新突破。”

圖說(shuō)：復(fù)旦大學(xué)劉智攀教授用AI等新方法探索化學(xué)研究并研發(fā)LASP平臺(tái)

復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系教授，劉智攀用AI預(yù)測(cè)化學(xué)反應(yīng)和結(jié)構(gòu)。他說(shuō)，“我們課題組其實(shí)從2013年以后，就認(rèn)識(shí)到傳統(tǒng)的計(jì)算科學(xué)遇到了瓶頸，我們開(kāi)始找一些新的工具來(lái)幫助做第一性原理的計(jì)算。后來(lái)我們關(guān)注到國(guó)外有一兩篇論文，可以通過(guò)AI的方法來(lái)幫助我們求解薛定諤方程，我們受此啟發(fā)也開(kāi)始嘗試用AI的方法。在2016年的時(shí)候，我們突破了數(shù)據(jù)采集等難題，形成我們自己的方法和軟件，叫LASP。可以說(shuō)，我們開(kāi)創(chuàng)了AI for chemistry的整個(gè)領(lǐng)域關(guān)于計(jì)算平臺(tái)的研發(fā)窗口期。”

在劉智攀看來(lái)，AI在計(jì)算化學(xué)中扮演了關(guān)鍵角色，“就是沒(méi)有這個(gè)方法的話，以前很多的化學(xué)反應(yīng)預(yù)測(cè)、結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)完全沒(méi)有法做。有了這個(gè)方法以后，現(xiàn)在就可以盲做，自動(dòng)化地讓計(jì)算機(jī)來(lái)幫我們?cè)O(shè)計(jì)一些結(jié)構(gòu)，讓計(jì)算機(jī)來(lái)幫我們?cè)O(shè)計(jì)一些化學(xué)反應(yīng)，所以這是一個(gè)0到1的過(guò)程。”

這其中，怎么把化學(xué)的問(wèn)題轉(zhuǎn)化成一個(gè)AI的問(wèn)題，劉智攀認(rèn)為是AI for science的關(guān)鍵。隨著CFFF平臺(tái)的上線，他認(rèn)為這給科研帶來(lái)了極大的便利和新的機(jī)會(huì)。

“當(dāng)你把GPU卡和GPU卡全部給它超級(jí)連接起來(lái)以后，它可以做超大的模型。”劉智攀認(rèn)為，這是加速的一個(gè)好辦法。

圖說(shuō)：復(fù)旦李昊團(tuán)隊(duì)基于CFFF研發(fā)首個(gè)氣象大模型

復(fù)旦大學(xué)人工智能創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)研究院李昊團(tuán)隊(duì)近期發(fā)布了45億參數(shù)量的中短期天氣預(yù)報(bào)大模型-伏羲，預(yù)測(cè)效果在公開(kāi)數(shù)據(jù)集上首次達(dá)到業(yè)界公認(rèn)的ECMWF(歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心)集合平均水平，并將預(yù)測(cè)速度從模式的小時(shí)級(jí)縮短到了3秒內(nèi)。這也是CFFF平臺(tái)上孕育出的第一個(gè)大模型。

“基于CFFF平臺(tái)的千卡并行智能計(jì)算，這樣一個(gè)規(guī)模的大模型只用一天就完成了訓(xùn)練。傳統(tǒng)的計(jì)算平臺(tái)是很難做到的。”李昊介紹說(shuō)，訓(xùn)練這個(gè)大模型對(duì)顯存、計(jì)算、傳輸帶寬等硬件提出了嚴(yán)苛的要求，CFFF平臺(tái)圓滿完成了這一任務(wù)。

圖說(shuō)：復(fù)旦大學(xué)周陽(yáng)老師用計(jì)算探索社會(huì)科學(xué)

不僅是理工學(xué)科，社會(huì)科學(xué)也需要足夠的算力支持。復(fù)旦大學(xué)大數(shù)據(jù)研究院，青年副研究員周陽(yáng)教授舉了一個(gè)“極端”例子：如果我們能夠把每一個(gè)人的行為都刻畫出來(lái)，把微觀行為刻畫與交互到極致，當(dāng)算力足夠的時(shí)候，我們就能夠刻畫出來(lái)整個(gè)社會(huì)的一個(gè)運(yùn)行方式。

但以往傳統(tǒng)的社會(huì)科學(xué)研究中，這樣的數(shù)據(jù)和算力需求存在重重挑戰(zhàn)。周陽(yáng)認(rèn)為 “因?yàn)橛辛薃I技術(shù)的出現(xiàn)，有了智算平臺(tái)的支持，新類型的數(shù)據(jù)得以進(jìn)入研究中。”

“它還能在一定程度上解決我們硬件上的約束，這將加速了交叉學(xué)科的發(fā)展。有了這樣的一個(gè)平臺(tái)，可以解決算力方面的要求。”周陽(yáng)說(shuō)。

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