今年9月,全國迎來了首個科普月,活動主題聚焦“科技改變生活,創新贏得未來”。9月20日下午,上海交通大學主動健康戰略與發展研究院執行院長吳家睿教授走進楊浦區圖書館,以《新科學時代的思考》為切入點,與聽眾共同探討當代科學發展的脈絡與未來圖景。
吳家睿指出,20世紀的科學研究以“還原論”為主導,即通過分解復雜系統為簡單單元,深入探究自然規律。在生命科學領域,這種思維推動科學家將研究延伸至分子層面,試圖通過解析DNA、蛋白質等分子機制,推導細胞乃至個體層面的生命活動。然而,這種“碎片化”的研究模式存在顯著局限——盡管能精準定位疾病相關基因或分子,卻難以從整體視角理解生命系統的復雜性,最典型的例證便是人類與腫瘤抗爭40年仍未取得根本性突破。
隨著科學認知的深化,研究者逐漸意識到生命體并非機械拼湊的“零件集合”,而是由多層次、多維度相互作用構成的動態網絡。這種復雜性思維催生了研究方法的革新:科學家不僅依賴傳統的分子生物學、細胞生物學工具,更引入基因組學、蛋白質組學、代謝組學等“組學”技術,同時借助計算機科學處理海量數據,通過數學建模構建生命規律的全局圖景。吳家睿形象地將此比喻為“十八般武器”,強調跨學科融合對解析復雜生命系統的重要性。
人類基因組計劃的完成標志著生物學進入大數據時代。海量數據的積累推動了研究范式的轉變——從傳統的“假設驅動”轉向“數據驅動”。吳家睿解釋,過去科學家通過提出假設、設計實驗驗證,知識增長呈線性;而今,單一研究產生的數據可支撐多項成果,解決多個問題。例如,英國生物銀行(UK Biobank)收集50萬名志愿者的健康信息,自2011年建成以來已支持全球6000多個研究項目,發表上萬篇論文,極大推動了生命科學的發展。
中國科學家也積極參與這一變革。吳家睿介紹了其團隊承擔的中國科學院戰略先導專項,計劃通過積累100萬中國人的基因組、蛋白質組和代謝組數據,構建多維大數據驅動的精準健康研究體系。他特別提到,大數據驅動的科學研究具有開放性:一方面,大型科研項目成果以開放形式共享;另一方面,通過“預印本”等新形式,科學家可在研究不完備時提前公布成果,促進學術合作與科學發現。
在講座尾聲,吳家睿強調,“互聯網+”已深刻改變人類社會,而大數據驅動的人工智能將引發新一輪變革。面對日益復雜的世界,唯有培養復雜性思維習慣,才能適應科技快速迭代的挑戰。此次活動由楊浦區圖書館“靜思講壇”與上海科技教育出版社“哲人石七堂課”聯合主辦。