养成复杂的思维习惯，才能应对日新月异的世界

今年9月是首个全国科普月，主题是“科技改变生活，创新赢得未来”。9月20日下午，上海交通大学主动健康战略与发展研究院执行院长吴家睿教授做客上海杨浦区图书馆，通过分享《新科学时代的思考》一书，带领听众了解当代科学领域发展现状、展望未来。

吴家睿教授

“20世纪科学研究的主流思想是‘还原论’，即将复杂系统拆解为简单部分进行研究，以追求对自然界的深刻理解与控制。” 吴家睿以生命科学领域的探索为切入点展开话题。当时科学家们认为，由于生物体内部发生的事件同样遵循严格的物理学定律、化学定律，只要把对生命的研究延伸至组成生命活动的分子层面——DNA、蛋白质，就能从分子水平推及细胞水平，进而推及个体水平。基于还原论的生命观，今天的医学也常常在分子的层面上来解决问题：找到引起疾病的基因或分子，针对性地治疗。

吴家睿教授带领听众了解当代科学领域发展现状、展望未来。

“然而，这个传统的、上个世纪经典的生命科学分子生物学，是碎片化的，它专门研究个别的基因、个别的蛋白质，而非从一个整体的角度、从一个完整的生命体的角度来理解生命活动。因此具有很大的局限性。” 吴家睿举例，其局限性最突出的表现之一，就是我们在“消灭肿瘤”这场“战争”中奋斗40年却未获胜。

如今，科学家已充分认识到，生命体并非零件拼凑，而是由多层次、多维度相互作用构成的复杂网络。复杂性思维的兴起推动了研究方法革新。吴家睿幽默地称为“十八般武器”——即科学家要用传统的武器如分子生物学、细胞生物学，新的武器如基因组学、蛋白质组学、代谢组学等组学，以及另类的武器如计算机分析建模等多种方式进行研究。“总之，科学家正试图从全局视角解析生命规律。而人类基因组计划也推动了整体化研究策略的实施。中国科学家也在积极参与这一变革，并建立了系统生物学重点实验室等研究平台。”

《新科学时代的思考》书封

对复杂生命体的全面研究产生了海量数据，人类基因组计划推动了生物学大数据时代到来。大数据时代又催生了研究范式从假设驱动向大数据驱动的转变。过去一名科学家建立科学假设，加以研究探索，一篇科学论文获得一个科学结果、解决一个问题，知识增长是线性的；而在大数据时代，一篇研究论文、一项科学研究结果的数据或能产生n项成果、解决n个问题，效率大为提升。

吴家睿举例，英国花了若干年的时间、收集50万名志愿者的身体健康信息所建立的英国生物银行（UK Biobank）数据库，从2011年至今，支持了全世界6000多个研究项目，发表的研究论文上万篇，促进了生命科学研究的进展。

如今，吴家睿承担的中国科学院战略先导专项也在做这样的工作，项目计划积累100万人中国人基因组、蛋白质组和代谢组的数据，以多维大数据驱动中国人群精准健康研究。吴家睿介绍，大数据驱动的科学研究呈现出开放性，一方面是大型研究成果的出现是开放式的，例如，基因组计划从草图完成到仅其中一条染色体被精确制图，历时约20年，余下还有待完成；人类细胞图谱联盟计划旨在建立人体30万亿细胞中每种细胞类型的生物学图谱，工程浩大，从2016年到2024年，仅完成“草图的草图”，但仍能宣告是重大的胜利。另一方面，研究成果的发表是开放式的，如现在有“预印本”这种新的发表形式，允许科学家在不完备的情况下提前公布研究成果，促进学术交流与合作，加速科学发现的过程。

人工智能是当今社会的热点话题，那么人工智能对科学研究会产生怎样的影响？“人工智能技术为科学赋能带来了丰硕成果。” 吴家睿表示，人工智能能帮助科学家预测已有的蛋白质的结果，比实验室中一个一个做实验研究快得多；也能设计自然界中不存在的蛋白质，用于科研、医疗；还能虚拟实验、虚拟细胞，甚至虚拟如线虫那样的完整生命体，研究神经活动对行为的影响。

吴家睿认为，面对日益复杂化的世界，人类也要提升自己的思维能力，“‘互联网+’已使我们的世界天翻地覆，随着大数据驱动的人工智能的出现，未来的世界还会出现天翻地覆的变化。对此，我们需要认识到，世界是非常复杂的，我们要养成复杂的思维习惯，才能应对日新月异的世界。”

本场活动由杨浦区图书馆“静思讲坛”和上海科技教育出版社“哲人石七堂课”共同主办。