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00001版:一版要闻

探访国家人工智能应用中试基地(科学领域地球科学方向)——

让AI学会“探秘地球”

  ■ 本报记者 何冬健

  通讯员 陈航 盛汪淼芷

  在2026世界人工智能大会上,中国工程院院士、之江实验室主任王坚提出,科学数据是所有科学发现的基石,下一个人工智能的突破在于理解科学数据。当这一理念落地于地球科学领域,一个关键命题浮出水面:如何系统性地构建面向地球科学研究的AI共性能力?

  由之江实验室牵头的国家人工智能应用中试基地(科学领域地球科学方向)就在做一件事:围绕“人工智能+地球科学”,构建集算力、数据、模型、工具于一体的共性服务能力,聚焦解决地学领域及相关行业发展的关键共性问题,在中试闭环中持续迭代创新,打造示范应用。

  近日记者走进该基地,实地探访了“探秘地球”的AI新基建。打开地球科学领域基础模型GeoGPT,拖入一张地质图、几份遥感资料和数篇论文,模型在数秒内便自动完成数据解析、信息关联和知识推理。看似简单的操作背后,正是中试基地要攻克的核心难题。

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  之江实验室地球与空间科学计算研究中心副主任施钧辉介绍,地球科学研究领域数据多源异构、海量长尾数据难以有效关联、学科壁垒导致知识融合困难重重,这些问题长期困扰地球科研工作者及相关行业从业者,“中试基地建设的首要任务,就是构建从算力、数据到模型、工具的全栈共性能力,为中试应用提供有力支撑。”

  “超过70%的地学信息,不存在于论文文本里,而是在原始观测数据中,比如光谱、地震波、化石、遥感影像。”团队成员说,这正是GeoGPT从诞生之初就啃的“硬骨头”——让科学数据直接参与模型训练。GeoGPT具备文献解析与数据抽取、领域知识图谱构建、个性化知识助手、地质图识别与问答等多项功能,支撑了深时数字地球治理、古生物识别等多个应用场景。

  在今年7月举行的第五届国际地层学大会上,南京大学与之江实验室联合研发的全球首个地层学AI模型OneStrata正式发布。该模型依托南京大学和中国科学院南京地质古生物研究所长期积累的OneStratigraphy与Geobiodiversity权威数据库,基于GeoGPT模型能力,构建了具备高精度、高分辨率且可动态更新的全球标准地质时间轴及全球剖面对比通用平台,希望通过时间轴和全球大数据的方式,能够把地球46亿年历史的所有地质记录,按照统一的时间标准进行排序,有望将地球历史的时间标定精度从百万年量级细化到万年级别,使“解码地球46亿年记忆”从科学愿景迈入可精细重建的新阶段。

  要理解这一突破的分量,需要先回到困扰古生物学界几十年的“西格诺—里普斯效应”:最后消失的物种,恰恰最不可能留下化石。过去,科学家依赖人工统计和地层对比来推算物种灭绝时间,精度始终卡在百万年这个“天花板”上。

  团队换了一个全新的思路,把10万个生物属、近2万个物种的化石数据,直接“喂”给大模型,让人工智能自己去发现规律。团队成员打了一个形象的比方:“一本书破碎得很厉害,但你放进足够多的书页,就可以大致把原来的内容拼回来。”在这里,每一块化石、每一个地层,都是一页“书页”。海量“书页”涌入后,人工智能拼出了前所未有的地球演化的清晰数据。

  在地球46亿年的浩瀚历史中,隐藏着无数关于生命起源、演化和气候变迁的秘密。回溯地球“深时”,理解生命演化、环境变迁与重大地质事件,一直是地球科学的重要追求。如果时间精度能从百万年跃升到万年,这就意味着那些悬而未决的科学问题,终于有了回答的可能。

  当前,“GeoGPT:为科学突破和可持续发展打造的人工智能赋能的地球科学计划”已入选联合国教科文组织“科学促进可持续发展国际十年”大科学计划,将打造全球开放的地球科学服务平台,重点聚焦清洁饮水与卫生、清洁能源、可持续基础设施、韧性城市建设等场景,服务联合国可持续发展目标。

  据了解,GeoGPT只是中试基地模型能力建设的一个领域模型,提供面向地学知识与科学数据的模型能力。该基地已经汇聚超过3PB的地学数据,并基于模型构建了1000多个地学智能体。在此基础上,基地正在建设地学科技公共产品OneEarth。依托OneEarth,一个更大的蓝图正在徐徐展开,打造“能力支撑服务、服务促进生态、生态反哺能力”的良性循环,支撑地球科学研究、能源矿产勘探、智能精准治理、全球可持续发展等多个示范应用,构建共赢生态,促进领域创新效能提升。

  “科学基础模型正是当前全球科技竞争的关键。”施钧辉表示,中试基地下一步将持续推动科学数据进入人工智能的训练和推理过程,在解决实际问题中检验模型、迭代工具,并将共性能力通过OneEarth向更多科研机构和行业伙伴开放,“只有让科学数据真正成为人工智能的‘养料’,AI才可能逐步具备理解科学对象、发现科学规律和解决科学问题的能力。”

  浙江深时数字地球国际研究中心是该中试基地的重要共建单位,在其大力支持下,基地在“AI+地学”领域的全球合作得到有力拓展。浙江深时数字地球国际研究中心首席科学家、欧洲科学院院士汉斯·蒂博和伊琳娜·阿尔捷米耶娃正与基地开展深入科研合作,探索软流圈与板块构造等方向研究。

  浙江省科普联合会会长、十二届浙江省政协副主席周国辉评价,这种开放创新是极好的起点,未来还应进一步将中国的人工智能标准、数据规范、伦理框架融入全球科学治理体系,推动科学数据成为基础模型里的“原住民”。