5月26日，上海科學(xué)智能研究院聯(lián)合復(fù)旦大學(xué)、施普林格·自然（Springer Nature） 旗下的自然科研智訊（Nature Research Intelligence）全球發(fā)布《科學(xué)智能白皮書(shū)2025》(下稱“報(bào)告”）。
報(bào)告首次運(yùn)用2015-2024年全球科學(xué)智能多源大數(shù)據(jù)，近60位不同領(lǐng)域的科學(xué)家聯(lián)袂寫(xiě)作，深入剖析AI與科學(xué)研究大融合之勢(shì)，探索7大科研領(lǐng)域、覆蓋28個(gè)方向、近90個(gè)科學(xué)智能前沿問(wèn)題及突破路徑，以洞見(jiàn)前瞻未來(lái)，引領(lǐng)科學(xué)智能范式變革，應(yīng)對(duì)全球挑戰(zhàn)。
科學(xué)智能（AI for Science, AI4S）是面向科學(xué)研究的人工智能創(chuàng)新和人工智能驅(qū)動(dòng)的科學(xué)研究的總和，體現(xiàn)了人工智能創(chuàng)新與科學(xué)研究雙向促進(jìn)與深度融合。報(bào)告全面探討了科學(xué)智能在7大科研領(lǐng)域、28個(gè)前沿方向、近90個(gè)科學(xué)智能關(guān)鍵問(wèn)題及突破路徑。通過(guò)科學(xué)家提出關(guān)鍵詞和出版物數(shù)據(jù)庫(kù)的匹配，可以發(fā)現(xiàn)在科學(xué)智能研究中最獲青睞的 AI 方法和技術(shù)。
大語(yǔ)言模型（LLMs）已經(jīng)成為物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、社會(huì)科學(xué)等領(lǐng)域的通用科研工具。強(qiáng)化學(xué)習(xí)在工程系統(tǒng)控制、數(shù)學(xué)定理證明及物理模擬等復(fù)雜場(chǎng)景中占據(jù)主導(dǎo)地位。計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)在生命科學(xué)和地球環(huán)境領(lǐng)域滲透顯著。此外，分布式學(xué)習(xí)、圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、可解釋 AI 和邊緣智能在不同學(xué)科中均得到廣泛應(yīng)用。
根據(jù)自然科研智訊（Nature Research Intelligence）提供的AI相關(guān)出版物數(shù)量、引用量以及自然指數(shù)（Nature Index） 等多源大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示， 2015至2024年間，全球人工智能和科學(xué)智能領(lǐng)域的學(xué)術(shù)出版物總量快速增長(zhǎng)，科學(xué)智能異軍突起，2020年后加速成長(zhǎng)，有力推動(dòng)了人工智能研究整體的井噴態(tài)勢(shì)。
全球人工智能期刊論文數(shù)量在過(guò)去十年間激增近三倍——從30.89萬(wàn)篇增至95.45萬(wàn)篇，年均增長(zhǎng)率為14%。人工智能核心領(lǐng)域（如算法、機(jī)器學(xué)習(xí)）占比從44%降至38%；科學(xué)智能占比相應(yīng)提升了6個(gè)百分點(diǎn)，且其年均增長(zhǎng)率從2020前的10%，提升至2020后的19%。尤其是在工程科學(xué)和生命科學(xué)領(lǐng)域，其年均增長(zhǎng)率分別從2020年前的9%和15%，提升至2020年后的16%和29%。
國(guó)別研究顯示，2015年至2024年間，全球人工智能出版物排名前五的國(guó)家/地區(qū)的格局發(fā)生了轉(zhuǎn)變。中國(guó)增長(zhǎng)勢(shì)頭尤為顯著，AI出版物總量從2015年的6.01萬(wàn)篇上升至2024年的30.04萬(wàn)篇，占全球總量29%。 2018年，中國(guó)的出版物總量超越歐盟，居全球首位，2022年超越歐盟和美國(guó)的總和。印度也展現(xiàn)出明顯的追趕態(tài)勢(shì)，2015年其AI出版物總量為1.82萬(wàn)篇（僅為美國(guó)的1/3），2024年提升至8.51萬(wàn)篇，幾乎與美國(guó)（8.57萬(wàn)篇）齊平。
從科研影響力看，美國(guó)優(yōu)勢(shì)仍存。基于自然指數(shù)追蹤的高質(zhì)量前沿研究期刊發(fā)表的 AI 相關(guān)論文引用量統(tǒng)計(jì)顯示，美國(guó)保持領(lǐng)先地位，2020年達(dá)到30.22萬(wàn)次。中國(guó)引用量從2015年的1.03萬(wàn)次躍升至2020年的14.48萬(wàn)次，并于2021年首次超越歐盟。至2024年，中國(guó)的AI相關(guān)論文引用量占全球總量的40.2%，實(shí)現(xiàn)了對(duì)美國(guó)（占比42.9%）的快速追趕。
中國(guó)在AI應(yīng)用型創(chuàng)新領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了從“跟隨者”到“引領(lǐng)者”的跨越。對(duì)專利、政策文檔與臨床試驗(yàn)中的引用數(shù)據(jù)分析顯示，中國(guó)憑借持續(xù)高速增長(zhǎng)，于2016年以2.32萬(wàn)次的引用量超越歐盟（2.23萬(wàn)次），2019年以2.60萬(wàn)次超越美國(guó)（1.96萬(wàn)次）。至2024年，中國(guó)占據(jù)了全球AI出版物在專利、政策文檔與臨床試驗(yàn)中的引用達(dá)41.6%，遙遙領(lǐng)先。
就科學(xué)智能分領(lǐng)域AI出版物國(guó)別趨勢(shì)來(lái)看，中國(guó)在AI與地球環(huán)境科學(xué)和工程交叉領(lǐng)域擁有先發(fā)優(yōu)勢(shì)；2019年以來(lái)在AI與數(shù)學(xué)、物質(zhì)科學(xué)和人文社科交叉領(lǐng)域發(fā)力超越，全球領(lǐng)先。在AI與生命科學(xué)交叉領(lǐng)域，歐盟與美國(guó)依舊保持優(yōu)勢(shì)，中國(guó)位居第三。同時(shí)，印度在以上所有領(lǐng)域都呈現(xiàn)出追趕態(tài)勢(shì)，在地球與環(huán)境、工程和人文社科領(lǐng)域，目前已居全球第三。值得注意的是，中美仍是全球最重要AI科研伙伴，盡管在2020年到達(dá)頂峰后合作有所下滑，至2024年，中美合作的AI出版物總量為1.22 萬(wàn)篇，是2015 年的兩倍。
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