美国发布“创世纪计划”引领新科研范式的竞争
2025年11月24日,美国总统特朗普签署行政令,启动被称为人工智能(AI)时代曼哈顿计划的“创世纪计划”[1],[2],核心目标是通过建立由政府主导的集最强算力、海量政府科学数据和先进AI模型于一体的超级科研平台,彻底革新科学发现的范式。此举标志着,AI的发展重心正从内容生成的消费级应用,转向解决重大科学挑战的国家战略科技力量及其基础设施,全球主要科技大国正在积极推进“人工智能驱动的科学研究”(AI4S)[3]新科研范式的建设。
一、核心任务:构建新的国家科研平台与机制
“创世纪计划”是具有清晰技术架构与紧迫时间表的系统性工程。其核心是打造名为“美国科学与安全平台”的基础设施。
1、三位一体的资源整合
该平台希望完成对美国科研体系三大核心战略资源的深度融合:①算力:整合美国能源部17个国家实验室的超级计算机,并构建安全的云计算环境,为大规模科学模型训练和超高速模拟提供动力;②数据:解锁并标准化美国政府各部门数十年来在各大科学领域积累的、全球规模最大的科学数据集;③智能:利用上述算力与数据,训练面向特定科学领域的专用基础模型,并创建能够自主设计科学实验、验证科学假设的AI智能体。
2、战略重点与过于激进的时间表
为确保资源集中,该行政令要求美国能源部在60天内锁定至少20项“国家科技挑战”,优先领域包括:先进制造、生物技术、关键材料、核裂变与聚变能源、量子信息科学、半导体与微电子等。其执行节奏体现了极强的紧迫感:要求在短短9个月内即展示“初始运行能力”,凸显了美国政府对恢复美国真实科技生产力的急迫性。
3、创新公私科技合作模式
“创世纪计划”旨在构建新型的“公私合营”科技创新生态系统。英伟达、谷歌、微软等硅谷科技巨头已宣布参与该计划,同时将贡献超大规模计算能力与前沿AI技术,同时获取稀缺的科研数据、赢得政府订单、参与制定新的科技标准,并将自身发展融入国家战略,从而获得长期稳定的政策与环境支持。
二、重塑科学研究的新范式
1、巩固美国在全球的科技领导地位
关键指标显示,目前美国科学进步的步伐在放缓,导致其在全球科技竞争中,特别是在人工智能等通用技术与核聚变、量子计算等“硬科技”领域的领先地位日益受到挑战。“创世纪计划”旨在通过整合国家力量,重构一个能够集结全国顶尖资源的科技创新“国家级平台”,确保美国在未来关键科技领域的全球竞争中保持领先地位。
2、破解“AI-能源”互相牵制的困局
运行巨型AI模型的数据中心是惊人的“电老虎”,激增的能耗已成为制约美国AI发展的瓶颈。“创世纪计划”将“核裂变与聚变能源”列为优先挑战,希望利用AI加速新一代能源技术的突破,再用由此产生的廉价和充裕的能源反哺更强大的AI计算,从而构建对“AI-能源”的战略闭环式支撑。
“创世纪计划”描绘的愿景是,AI将从一个辅助工具升级为科研过程的主导者。AI智能体能够自主挖掘数据中的隐藏关联,提出人类未曾设想的新假设,并通过连接自动化机器人和实验室进行高通量验证,形成“假设-实验-学习”的AI自主闭环。白宫科技政策办公室(OSTP)主任预言,这能将某些科学发现的周期“从几年缩短到几天,甚至几小时”,是对旧科学研究范式的革命。
三、计划面临的主要挑战
“创世纪计划”面临多重严峻挑战,成功的前景存在不确定性。
1、基础不稳:美国政府资金保障面临困境
在美国政治体制下,总统行政令可以设定目标,但“钱袋子”牢牢掌握在国会手中。该计划所需庞大的基础设施投资、模型训练成本和研发开支,均需国会批准。在美国财政赤字高企、两党政治极化的背景下,能否获得持续、充足的资金投入是“创世纪计划”首先面临的挑战。
2、高度不确定性:数据整合及模型训练的成功无保障
美国政府各部门长期存在着“数据孤岛”,再强大的AI模型也可能陷入“垃圾进,垃圾出”的困境。即便“创世纪计划”能够通过跨部门协作完成数据清洗、标注、整合,建立起AI可用的高质量“统一知识库”,也无法保证现有数据和知识库就必然能有效支撑产出跨越式的新科研成果。更严峻的挑战在于,“创世纪计划”新建的面向特定科学领域的专用AI基础模型,其分析和推理能力目前看尚不能保证真正超过人类科学家和科研人员的思维能力,进而形成自主、有效的“AI智能体”。这才是“创世纪计划”面临的最大不确定性。
3、硬瓶颈:美国能源与电网的限制
“创世纪计划”的成功依赖于对计算资源的巨量消耗,计划的实施会立即加剧美国本就紧张的电网负荷。但核聚变能源的突破还是远期目标。因此,美国能源的供给能力可能成为制约其推进的硬瓶颈。
四、“创世纪计划”的未来前景与构建AI4S的全球竞赛
无论“创世纪计划”最终能在多大程度上实现,它都已不可逆转地改变了全球AI4S竞争的格局,并指明了科研范式变革的未来方向。
1、激发各国构建AI4S科研新范式的竞争
“创世纪计划”宣告了科研体系“举国模式”的强势回归。当前,一些主要国家纷纷推出国家级AI4S规划或战略,全球科技竞争将进入国家主导大型科研基础设施和综合能力建设的新阶段。
(1)英国的AI驱动科学研究战略
与美国“大平台”模式不同,英国更侧重于发挥本国顶尖大学和科研机构的传统优势,构建精干、高效的AI科研生态。2025年11月20日,英国科学、创新与技术部(DSIT)发布《AI促进科学战略》(AI for Science Strategy)[4],旨在加速科学发现以驱动经济增长。在数据方面,将构建高质量科学数据集,启动“暗数据”收集试点,并建设大规模数据基础设施;在计算方面,将启动专项研究计划,并发展联合计算集群网络以优化算力访问;在人才与创新文化方面,计划培训千名精通AI的科研人员,投资研究技术专业团队,并组建跨学科研究队伍。
(2)日本对AI4S的系统推进
日本展现出系统化、全方位推进的姿态。在2025财年创历史新高的AI预算中,明确包含了支持“AI for Science科研范式变革”的专项资金。2025年10月6日,日本文部科学省发布了《AI for Science:概念与方向性》报告[5],明确提出了AI驱动科学研究创新的总体框架与未来方向,旨在创建能自动完成完整研究循环的“自主型AI4S”,构建“人机共创”的科研生态;在科学研究“数据-问题-新数据”内循环、学科迭代,以及在科研活动的不同层面(如评审、传播等),系统化地应用AI;全方位培养与引进AI人才。
2、催生AI4S科研新范式及其生态
“创世纪计划”将引导资本和人才涌向AI与科研结合的前沿。核能、生物计算、科学软件、特种材料等研发前沿领域,将获得各国新的科研资助及数据支撑。同时,能够处理复杂科学问题、具备强推理能力的“AI科学大模型”本身,将成为全新的战略性研发领域。
“创世纪计划”是高风险、高回报、旨在变革科技体系的国家级豪赌,也可能成为类似于“星球大战计划”的浮夸宣传。美国希望通过国家级计划整合跨部门的科技资源,把AI从“科研的加速器”重塑为“科学发现的智能主体”,以解决关键科技领域的根本性挑战,进而开启科学研究的新时代。其成败不仅取决于技术突破,更依赖于政府各方协调、巨额资金保障和跨部门数据治理能力。
[1] Genesis Mission. https://genesis.energy.gov/
[2] Launching the Genesis Mission. https://www.whitehouse.gov/presidential-actions/2025/11/launching-the-genesis-mission/
[3] AI for Science一般简写为AI4S
[4] AI for Science Strategy. https://www.gov.uk/government/publications/ai-for-science-strategy/ai-for-science-strategy#missions
[5] AI for Science概念と方向性. https://www.mext.go.jp/content/20251006-mxt_jyohoka01-000045188_01.pdf