人工智慧（英文Artificial Intelligence，簡稱AI）是計算機科學的主要分支，也是當今最前沿的高新技術；其研究包括機器人學、機器學習、圖像識別、神經網路、專家系統和自然語言處理等。近年來，由於人工智慧時代的到來，這門技術在許多科學研究領域都獲得了廣泛應用，並取得了豐碩的成果。就像國際知名學者周海中先生曾經預言的那樣，隨著科技進步，人工智慧時代即將到來；屆時，人工智慧技術將廣泛應用到各學科領域，會產生意想不到的效果。下面僅從天文學和生物學的角度簡要談談人工智慧技術在近年科學研究領域的應用情況： 　　前不久，美國谷歌公司和國家航空航天局（NASA）的科研人員運用人工智慧的機器學習能力，將現有天文數據輸入「神經網路」。結果，人工智慧神經網路發現了銀河系中的兩顆新行星；其中一顆行星編號為「開普勒-90i」，其所在的恆星系有8顆行星，該恆星系的行星數與太陽系的行星數相同。但開普勒-90i行星比我們地球大30%，平均溫度約427℃，年齡約20億年，屬於超級地球；它公轉一週需要兩個星期的時間，是所在恆星系中發現的第三顆類地行星（即岩石行星），而它的母恆星開普勒-90比我們的太陽稍大且更熱。與其他行星相比，開普勒-90i行星不但體型小而且不發光，探尋難度非常大。
　　開普勒-90i是一顆位於天龍座天區的行星，距離我們大約2500光年。科研人員藉助人工智慧算法，對來自開普勒太空望遠鏡收集的海量數據進行分析，最終算出了開普勒-90i存在的幾率，該行星的發現對天文學和天文學領域的機器學習使用有著重要的意義。這表明，有8大行星的恆星系統可能並不像過去的證據顯示的那樣不尋常。這也是人工智慧技術可以用來幫助天文學家完成工作的又一個標誌，使得人類首次在太陽系外找到由8顆行星組成的行星系統。這已經不是第一次使用神經網路來尋找行星了，但是此次突破為神經網路的效用增加了另一個看點。
　　越來越多的天文學家正將人工智慧技術作為一種強大的探索工具，提供豐富而複雜的數據、分類星系、篩選數據以獲取信號、發現脈衝星、預測宇宙結構、識別不尋常的系外行星等；他們將這一探索工具應用於天文學方面。例如在日本，科研人員正在開發一種人工智慧工具來預測宇宙的結構；還有的科研人員正在使用人工智慧驅動望遠鏡對太空中的物體進行分類，從而幫助物理學家編寫和檢驗假設。在未來的天文學, 人工智慧技術中的機器學習無疑將扮演越來越重要的角色。
　　1972年，美國生物化學家、諾貝爾化學獎得主克里斯蒂安•安芬森先生在獲獎感言中提出了一個假設來說明酶進行化學合成的可能性。他猜測蛋白質複雜的三維結構是由它的一維結構所決定的，也就是說，由DNA控制細胞內RNA所搭建的特定氨基酸序列，從理論上來講，應該決定了這類蛋白質擁有怎樣的結構。這就是著名的蛋白質摺疊結構預測；由於它的計算難度很高，計算量也超級巨大，計算結果的準確度始終無法超過做實驗得出的結果。這個假設成了生物化學方面近50年來一個重大難題。科學家們認為，如果此類蛋白質與某種疾病相聯繫，那麼他們就能根據其結構形狀，開發出相應的藥物。
　　這個重大難題最近被谷歌DeepMind推出的AlphaFold破解了。AlphaFold在通過氨基酸序列預測蛋白質摺疊結構方面，其準確性已經接近於使用X射線晶體學、超低溫電子顯微鏡（cryo—EM）等標準實驗方法所解析出的3D結構。該消息一出，立刻被《Nature》、《Science》等多家科學雜誌所報道；《Nature》更是直接將其評為「這將改變一切」的科研成果，《Science》最近將其評為「2021 年度 10 大科學突破」之一。在DeepMind發布的官方推文下，許多科技大佬也紛紛点讚這一重要成果。有專家認為，這可能是首個有望獲得諾貝爾獎的人工智慧成果。
　　在新冠肺炎(COVID-19)疫情期間，廣大科研人員藉助人工智慧技術抗擊新冠病毒，使這一高新技術在生物醫學方面發揮了前所未有的能力。例如中國香港理工大學及澳門科技大學研發出能快速診斷新冠肺炎的人工智慧系統，只需20秒便能斷症，並預測病人病情會否惡化，準確率達90%以上。又如以色列航空航天工業公司建立了一個高精度的人工智慧系統，該系統可以預測新冠肺炎患者的病情變化。再如美國默克公司利用人工智慧技術近日研發出可對抗新冠病毒的疫苗。
　　有了人工智慧技術的相助，今後的科學研究就會更加順利、更有成效，這方面的成果也就越來越多。許多科研人員都作出了自己的貢獻，他們為人工智慧技術落地應用提供了廣闊的天地。完全可以相信，在科研人員的努力下和人工智慧技術的助力下，我們將迎來更加美好的未來。
　　文/吳燕（作者系新加坡南洋理工大學工學院博士後）