未來(lái)AI會(huì)把科學(xué)家從瓶瓶罐罐中解放出來(lái)｜讀+

過(guò)去，想和院士聊會(huì)天、成為院士的學(xué)生很難，如今，一股“院士科普熱”興起，院士們常常親自做科普，被人稱作是另一種“強(qiáng)基計(jì)劃”。

《合成未來(lái)》。（丁奎嶺 黃少胥 葛航銘 主編 湖北科學(xué)技術(shù)出版社）

比如說(shuō)這本化學(xué)類科普書籍——《合成未來(lái)》，就是由6位院士領(lǐng)銜打造的。

書封抖一抖，讀者能看到“彩虹”

“科普不僅要讓專家覺(jué)得懂行，也要讓年輕人覺(jué)得好玩?！北緯I(lǐng)銜主編丁奎嶺認(rèn)為，幾篇論文和科普的價(jià)值沒(méi)法比。丁奎嶺，有機(jī)化學(xué)家，中國(guó)科學(xué)院院士、上海交通大學(xué)常務(wù)副校長(zhǎng)，在承擔(dān)繁重科研和管理工作之余也熱心科普。各種講座已不新鮮，他還樂(lè)于出鏡，各類科普節(jié)目和科普視頻中，常常能看到丁奎嶺的身影。

丁奎嶺扮演《無(wú)處不在的手性之有機(jī)師姐》中的“大碗叔叔”。

去年，他還化身為“大碗叔叔”——這是化學(xué)科普微電影《無(wú)處不在的手性之有機(jī)師姐》中的一個(gè)角色，因大碗“干飯”而得名。視頻里，“大碗叔叔”丁奎嶺坐在食堂里，一邊吃著大碗的米飯，一邊和對(duì)面的年輕人嘮嗑。這部青春氣息極濃的電影在嗶哩嗶哩（B站）上線后，短短幾天就收獲了幾十萬(wàn)的點(diǎn)播量和數(shù)千條評(píng)論，一些科普公眾號(hào)、科普達(dá)人紛紛詳解“電影中的知識(shí)點(diǎn)”，同樣“收割”了大量閱讀。

回到《合成未來(lái)》這本書，也同樣加入了新鮮的元素。書中有18段微視頻，6位院士領(lǐng)銜、20多位專家出鏡，每一段不到5分鐘，掃碼就能看，內(nèi)容陡然豐富起來(lái)。這本書的書皮也很特別，封面是銀色，又好像有好多顏色，抖一抖還能看到“彩虹”，出版社編輯介紹，這是用的特種紙“鐳射銀卡紙”。

“給我一個(gè)TARS，我的手就能去做更多更重要的事”

在過(guò)去百年里，化學(xué)合成以前所未有的方式改變了人類的衣食住行，影響了人類的生老病死。比如說(shuō)我們現(xiàn)在穿的衣服，很多是尼龍材料，翻開(kāi)衣服吊牌，里面有聚酯纖維、錦綸等等，都屬于尼龍，背后都是一段段曲折的研發(fā)歷史。

展望未來(lái)，合成化學(xué)將走向哪里？其實(shí)今天，合成化學(xué)家們相信，在不計(jì)智力、人力、物力的成本下，合成任意分子不再是一張空頭支票。但是，化學(xué)家們還是只能摸著石頭過(guò)河，通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，以試錯(cuò)的方式進(jìn)行?？墒牵幢闶禽^高水平的有機(jī)化學(xué)家也不能記住和利用其研究領(lǐng)域的全部文獻(xiàn)。也就是說(shuō)，人腦記憶力和理解力是有極限的，這是很大的難題。

而且，為了了解一個(gè)有機(jī)反應(yīng)的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍，需要展開(kāi)幾十甚至上百個(gè)反應(yīng)，這對(duì)有機(jī)合成科研人員來(lái)說(shuō)確實(shí)是家常便飯，但如果是數(shù)量巨大的有機(jī)實(shí)驗(yàn)，就沒(méi)有那么大的實(shí)驗(yàn)室能進(jìn)行操作了，僅僅是對(duì)每個(gè)反應(yīng)的物料進(jìn)行稱重，可能就要花費(fèi)十幾個(gè)小時(shí)，更不要說(shuō)后續(xù)的龐大工作。

但是沒(méi)關(guān)系，現(xiàn)在有AI(AI，英文全稱Artificial Inteligence，中文名人工智能）來(lái)助力了。如今AI已經(jīng)可以在海量數(shù)據(jù)中進(jìn)行快速地識(shí)別、讀取、運(yùn)算、分析處理和反饋。人們只需要設(shè)計(jì)一款有機(jī)合成計(jì)算器，把所有已知的有機(jī)化學(xué)反應(yīng)和轉(zhuǎn)化方式都儲(chǔ)存到它的大腦中，科研人員只要畫出自己想要合成的分子，有機(jī)合成計(jì)算器馬上就可以給出合理可行的合成路線?；蛘咻斎胍粋€(gè)計(jì)劃反應(yīng)，立即就能拿到反應(yīng)的綜合評(píng)估報(bào)告。

2014年上映的科幻大作《星際穿越》中，智能機(jī)器人TARS給觀眾留下了很深刻的印象。這種既能上天入地，又風(fēng)趣幽默的實(shí)用性機(jī)器人不禁讓化學(xué)工作者心生羨慕：如果我有一個(gè)TARS，我刷瓶瓶罐罐的雙手一定能得到解放。其實(shí)，英國(guó)就有團(tuán)隊(duì)做到了，該團(tuán)隊(duì)發(fā)明了一種有機(jī)合成機(jī)器人，從反應(yīng)開(kāi)始到結(jié)果分析一條龍服務(wù)，甚至還會(huì)告訴你它們對(duì)未知反應(yīng)的預(yù)判，而且這個(gè)機(jī)器人每天可以開(kāi)展36個(gè)有機(jī)實(shí)驗(yàn)，預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率高達(dá)80%。

書中形容，就像樂(lè)高一樣，每一段功能算法就是一塊樂(lè)高，合成化學(xué)家需要什么樣的人工智能輔助操作，只要像拼積木似的將算法組合在一起，就可以實(shí)現(xiàn)想要的功能。也就是說(shuō)，化學(xué)的未來(lái)也要仰仗人工智能的發(fā)展：“解放生產(chǎn)力，將人們從繁重?zé)o意義的重復(fù)工作中解放出來(lái)，繼而讓人們將有限的時(shí)間和精力投入到更重要的事情上，唯有這樣人類社會(huì)才會(huì)不斷向前發(fā)展。”

化學(xué)史上的小插曲：“‘矽’去‘硅’來(lái)”的故事

這本書從探尋人類的原始生活到元素的發(fā)現(xiàn)，再到元素周期（表）律的歷史軌跡，通過(guò)各種基于合成化學(xué)的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，展示其在人們生活、國(guó)防、科研中的不可或缺性，其中也會(huì)時(shí)不時(shí)講一些很少聽(tīng)到的故事，比如說(shuō)“‘矽’去‘硅’來(lái)”的故事。

“硅”這個(gè)字在中國(guó)古代是沒(méi)有的，它是元素的概念傳到中國(guó)來(lái)的時(shí)候，科學(xué)家們?yōu)榱俗屆恳粋€(gè)英文元素可以和特定的漢字相對(duì)應(yīng)而特意創(chuàng)造出來(lái)的新字。“硅”字的構(gòu)造遵循了構(gòu)造元素名的特定原則：氣體元素用氣字頭（如氧、氮）；固態(tài)非金屬元素用石字旁（如碳、磷、硒、碘等）；固態(tài)金屬元素用金字旁（如鈉、鋁、鋅、鋇等）;在室溫條件下是液態(tài)的元素含水字（如溴、汞）。因而創(chuàng)造出來(lái)的“硅”字用石字旁，讓人一看就知道它是一種非金屬元素。

又因?yàn)楣枋峭寥赖闹饕M成成分，科學(xué)家們想到菜畦（當(dāng)時(shí)讀作xī，現(xiàn)在改讀qí）的“畦”字，畦是土壤，正好既會(huì)意，又與其拉丁文Silicium諧音。真是兩全其美，讓人不得不服當(dāng)時(shí)科學(xué)家們超高的文學(xué)修養(yǎng)。

大家這就覺(jué)得奇怪了，這“硅”字該讀作xī，為什么現(xiàn)在又讀作guī呢？這又是另一番曲折的故事。硅（xī）字剛創(chuàng)造出來(lái)，傳播得不及時(shí)，只有少部分人知道其正確讀音是xī，其他大部分人都想當(dāng)然地按著圭、桂的讀音將硅讀作了guī。

后來(lái)，中國(guó)化學(xué)會(huì)的學(xué)者們都發(fā)現(xiàn)了這個(gè)問(wèn)題，為了糾正這個(gè)錯(cuò)誤又造了一個(gè)新字“矽（xī)”，這樣大家一看就知道這個(gè)字讀作xī了。再后來(lái)，又有學(xué)者提出化學(xué)中讀作xī的字太多了，矽、錫、硒、烯等很容易發(fā)生混淆，因此“矽”字又被建議取消，改回“硅”,但規(guī)定按當(dāng)年的“別字”念法把硅讀成guī。

正是因?yàn)榭茖W(xué)史上的這一段小插曲，今天我們才有了單晶硅、硅酸鹽、硅橡膠、有機(jī)硅等名詞。不過(guò)，“矽”也并未完全被拋棄，在我國(guó)臺(tái)灣和香港地區(qū)還繼續(xù)沿用“矽”字，所以，“矽酸鹽”“二氧化矽”等詞偶有出現(xiàn)也就不是什么值得大驚小怪的事。

（長(zhǎng)江日?qǐng)?bào)記者秦孟婷）

【編輯：金鑫】

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