今年9月,全国迎来了首个科普月,活动主题聚焦“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走进杨浦区图书馆,以《新科学时代的思考》为切入点,与听众共同探讨当代科学发展的脉络与未来图景。
吴家睿指出,20世纪的科学研究以“还原论”为主导,即通过分解复杂系统为简单单元,深入探究自然规律。在生命科学领域,这种思维推动科学家将研究延伸至分子层面,试图通过解析DNA、蛋白质等分子机制,推导细胞乃至个体层面的生命活动。然而,这种“碎片化”的研究模式存在显著局限——尽管能精准定位疾病相关基因或分子,却难以从整体视角理解生命系统的复杂性,最典型的例证便是人类与肿瘤抗争40年仍未取得根本性突破。
随着科学认知的深化,研究者逐渐意识到生命体并非机械拼凑的“零件集合”,而是由多层次、多维度相互作用构成的动态网络。这种复杂性思维催生了研究方法的革新:科学家不仅依赖传统的分子生物学、细胞生物学工具,更引入基因组学、蛋白质组学、代谢组学等“组学”技术,同时借助计算机科学处理海量数据,通过数学建模构建生命规律的全局图景。吴家睿形象地将此比喻为“十八般武器”,强调跨学科融合对解析复杂生命系统的重要性。
人类基因组计划的完成标志着生物学进入大数据时代。海量数据的积累推动了研究范式的转变——从传统的“假设驱动”转向“数据驱动”。吴家睿解释,过去科学家通过提出假设、设计实验验证,知识增长呈线性;而今,单一研究产生的数据可支撑多项成果,解决多个问题。例如,英国生物银行(UK Biobank)收集50万名志愿者的健康信息,自2011年建成以来已支持全球6000多个研究项目,发表上万篇论文,极大推动了生命科学的发展。
中国科学家也积极参与这一变革。吴家睿介绍了其团队承担的中国科学院战略先导专项,计划通过积累100万中国人的基因组、蛋白质组和代谢组数据,构建多维大数据驱动的精准健康研究体系。他特别提到,大数据驱动的科学研究具有开放性:一方面,大型科研项目成果以开放形式共享;另一方面,通过“预印本”等新形式,科学家可在研究不完备时提前公布成果,促进学术合作与科学发现。
在讲座尾声,吴家睿强调,“互联网+”已深刻改变人类社会,而大数据驱动的人工智能将引发新一轮变革。面对日益复杂的世界,唯有培养复杂性思维习惯,才能适应科技快速迭代的挑战。此次活动由杨浦区图书馆“静思讲坛”与上海科技教育出版社“哲人石七堂课”联合主办。