麻省理工学院（MIT）主导的人工智能与基础相互作用研究所（IAIFI）获得美国国家科学基金会（NSF）续约支持，资助期限延长五年，年度经费从400万美元提升至498万美元。此次续约标志着IAIFI进入新阶段，该研究所在过去五年中建立了以“人工智能推动物理学发展，物理学促进人工智能优化”为核心理念的跨学科研究模式和社区。

IAIFI于2020年作为国家人工智能研究院计划的一部分成立，汇聚了MIT、哈佛大学、东北大学、塔夫茨大学和波士顿大学的研究人员。研究成果表明，机器学习不仅能加速物理学的发现进程，物理学的洞见也能使人工智能系统更加科学严谨和易于解释。

“IAIFI从一开始就秉持双向促进的理念：人工智能助力物理学，物理学反哺人工智能，”IAIFI主任、MIT物理学教授杰西·塞勒（Jesse Thaler）表示，“过去五年中，这种良性循环在多个物理和人工智能领域得到了验证，不仅带来了新成果，更催生了全新的科学研究方式。”

跨领域的物理与人工智能研究

IAIFI的研究涵盖粒子物理、核物理、天体物理及基础人工智能领域，许多突破源自这些领域间的紧密合作。

在粒子物理方面，研究人员开发了能够实时处理大型强子对撞机（LHC）海量数据的AI技术，将庞大的碰撞数据转化为可操作的物理信息。核物理领域，IAIFI利用基于AI的生成模型模拟夸克和胶子在晶格量子色动力学中的相互作用，开辟了从基本原理研究物质结构的新途径。天体物理方面，机器学习被用于发现新的宇宙现象，并提升MIT主导的LIGO引力波实验的灵敏度。

与此同时，物理学的理念也推动了新型AI方法的发展。IAIFI研究人员设计了将物理知识和最佳实践（如对称性、几何结构、精确性保证及统计方法）直接嵌入神经网络的学习算法和模型架构，使AI系统更可靠、可解释且数据效率更高。

“人工智能正在改变物理学家解决复杂问题的方式，更重要的是，它拓宽了我们能够实际攻克的科学难题边界，使得曾经遥不可及的问题变得可解，”IAIFI临时主任、MIT物理学教授迈克·威廉姆斯（Mike Williams）说。

培养新一代科研人才

IAIFI的一个显著特点是对人才培养的重视。其博士后研究员项目支持早期科学家在物理与人工智能交叉领域开展研究，每位研究员均配备物理和AI领域的导师，并促进跨机构合作。

迄今已有八位博士后完成项目，其中三人获得教职，其他人则进入领先的AI企业或创业公司，体现了IAIFI培养技能的广泛适用性。

“IAIFI博士后项目展示了当年轻科学家获得跨界自由和支持时，能够取得的成就，”IAIFI临时副主任、MIT物理学教授菲亚拉·沙纳汉（Phiala Shanahan）表示，“我们的研究员不仅在物理或AI领域各自贡献，更在两者交汇处塑造了一个新兴学科。”

IAIFI的年度博士暑期学校已成为“半人马科学家”（同时精通物理与AI的专家）社区的重要聚会。2026年暑期学校共收到近600份申请，约100人获得现场名额，另有约300人线上参与。往届学员高度推荐该项目，称其结合了讲座、实践教程、编程冲刺和社交活动。

在MIT，IAIFI推动了新的教育路径建设，包括物理、统计与数据科学的跨学科博士项目（由物理系与统计与数据科学中心合作），自2021年以来已授予20个博士学位。成员菲尔·哈里斯（Phil Harris）和艾萨克·庄（Isaac Chuang）还开发了物理计算数据科学课程，既在校园开设（课程编号8.16），也通过MITx提供免费在线学习。

不断壮大的科研社区

除了核心研究与培训项目，IAIFI每年举办夏季研讨会，今年将在MIT施瓦茨曼计算学院大楼举行。研究所还通过与MIT博物馆、波士顿科学博物馆合作举办黑客马拉松及制作广受关注的线上内容，积极与公众互动，普及AI与物理知识。

“IAIFI展示了物理、计算、统计和数据科学领域研究者围绕共同科学问题协作的巨大潜力，”MIT科学学院院长、天体物理学教授内尔吉斯·马瓦尔瓦拉（Nergis Mavalvala）说，“这种持续的跨学科合作对未来科学发现至关重要。”

IAIFI设在MIT核科学实验室，由主任杰西·塞勒（现休假中）、临时主任迈克·威廉姆斯、临时副主任菲亚拉·沙纳汉和执行董事玛丽莎·拉弗勒（Marisa LaFleur）领导，指导委员会成员包括丽莎·巴索蒂（Lisa Barsotti）、艾萨克·庄、威尔·德特莫尔德（Will Detmold）、比尔·弗里曼（Bill Freeman）、菲尔·哈里斯、莉娜·内西布（Lina Necib）、特斯·斯米特（Tess Smidt）和马林·索尔雅奇奇（Marin Soljacic）等，及其他合作高校成员。

展望未来

作为国家人工智能研究院计划的一员，IAIFI参与了全国范围内推动AI驱动的科学发现与创新的努力。

“NSF AI研究院之间的联系与合作同样宝贵，并且持续深化，”IAIFI执行董事玛丽莎·拉弗勒表示，“我们共享管理经验、培训资源、社区建设和协作策略，增强了整个网络的实力。”

对IAIFI而言，续约资金为其深入探索“AI的物理学”提供了契机——不仅利用物理思维、挑战和工具应用AI，更致力于理解和改进AI系统。这一研究议程及跨学科人才社区的壮大，将驱动研究所迈向新高度。

“IAIFI第一阶段确立了跨学科研究、早期人才培养和充满活力的社区模式，围绕‘AI与物理相辅相成’的理念展开，”塞勒说，“如今，我们拥有了坚实基础和半人马科学家的创新精神，准备将这一模式推向新领域，提升我们的目标。”