10月22日至24日，由《自然》（Nature）系列期刊編輯部、南京大學及中國生物物理學會聯合主辦的首屆“AI Augmented Biology”國際學術會議在南京開幕。這場大會會聚了全球頂尖科研機構的28位人工智能生物學領域專家，吸引了400多名科研人員、高校師生和企業代表參會，多家生物醫藥企業亦攜前沿成果亮相。

會上，南京大學生命科學學院院長張辰宇教授首次系統闡釋并正式公布了“人工智能生物學”這一全新學科的定義、理論框架與發展路徑，認為一個以人工智能為核心驅動力的生命科學“3.0時代”已經開啟。

以“生命涌現”和“生物智慧”為核心研究對象

張辰宇介紹，人工智能生物學是以人工智能為認知框架和研究手段，深度融合生物學、復雜系統科學和信息科學，通過多尺度數據構建形式化模型，系統揭示生命系統的涌現規律與生物智慧邏輯的一門新型交叉學科。該學科以“生命涌現”和“生物智慧”為核心研究對象，構建起“數據—信息—知識—智慧”四層理論框架。“生命涌現”指在復雜系統中，多個個體組合形成新的性狀與功能，這些功能在低層級無法預測，是系統非線性的結果。“生物智慧”則是生命體為適應環境所形成的“自然邏輯”，連最低等的細菌也具備。

人工智能生物學不是只將人工智能作為研究工具，而是從根本上改變生命科學的研究思維與路徑。“AI for Biology”作為概念更傾向于工具導向，它并不試圖改變生命科學的理論框架，只是提高現有工作流的效率。而AI生物學的獨特性在于：理論創新導向：提出新的生命規律解釋；假設生成能力：在數據探索中主動生成新的科學假設并指導后續實驗；跨學科擴張潛力：成果可遷移到人工系統設計、社會系統建模中。

從解決“樹上的一片病葉”到理解“整棵樹為什么會生病”

在過去的二十年里，生命科學經歷了多次技術革命。“但生命科學依然存在四大瓶頸。”張辰宇介紹，包括海量數據的整合處理難度高、還原論視角難以解釋系統整體行為、跨尺度研究割裂，以及理論與實驗之間的脫節。“我們可以看到病變的分子細節，但很難解釋系統性疾病的整體機制。”

在這種背景下，“人工智能生物學”應運而生。張辰宇將生物學的發展劃分為三個階段：1.0博物學時代：觀察和描述生命多樣形式——“看山是山，看水是水”；2.0分子生物學時代：拆解生命為分子和信號通路——“看山不是山，看水不是水”；3.0人工智能生物學時代：通過AI發現生命涌現與生物智慧的規律——“看山又是山，看水又是水”。

“人工智能生物學”聽起來像是高冷的交叉學科，但其實它的意義很容易理解。張辰宇舉了幾個讓普通人也能感受到的例子。如對于疾病來說，傳統醫學像是在解決“樹上的一片病葉”，而AI生物學是在理解“整棵樹為什么會生病”，從而找到根本性干預方法；對于糧食安全來說，通過AI分析生態系統涌現規律，可以在氣候劇烈變化前預測和優化農作物的種植策略。

以人工智能為引擎的生命科學“范式革命”正加速到來

現代快報記者了解到，這一理念并非臨時提出，而是經過多年積累。張辰宇介紹，南京大學和南京市多項舉措引領著學科研究與產業轉化建設。

2018年，南京大學首次提出“人工智能生物學”的概念，并明確提出人工智能生物學是生物學3.0；2019年，南京大學與南京市江北新區合作，共同成立全球首個“人工智能生物醫藥技術研究院”；2023年，在中國生物物理學會的框架下，成立全球第一個“人工智能生物學分會”……今年的大會，南京大學與《自然》攜手將這一新范式正式推向全球舞臺。

從南京到世界，一場以人工智能為引擎的生命科學“范式革命”正加速到來。“對于科學界，這是理論體系的重構；對于公眾，這意味著未來的醫療、食品、環境乃至人工智能，都可能因這一新學科而迎來重大改變。”張辰宇表示。

通訊員 晨曦 現代快報/現代+記者 于露

（通訊員供圖）