AI虚拟细胞（AIVC）技术趋势、产业生态与应用前景研究报告：AI时代生命科学的新型基础设施

序 　　认识生命，是人类科学探索中最深刻的命题之一。过去，基因组学和生物信息学的发展使我们能够以数据读取生命；今天，人工智能与生命科学的交汇，使我们开始尝试描述和推演生命过程。 　　我较早开始关注人工智能在生物学研究中的应用。从1985到1995年间我曾发表多篇用神经网络预测生物大分子结构和功能的研究。三十多年来，算法、数据与算力发生了巨大变化，但一个基本问题始终存在：人工智能可以发现复杂信息之间的联系，却不能等同于对生命机制的理解。 　　细胞是生命活动的基本单元。能否建立具有某些生命特征、可以接受扰动并呈现动态响应的虚拟细胞，检验着我们对生命规律的理解，也可能成为生命科学研究范式演进的重要标志。 　　真正有价值的虚拟细胞，首先应当“活”起来。生命不是某一时刻的静态状态，而是在时间中展开、在空间中组织的连续过程。只有引入时间尺度、空间结构和分子相互作用，虚拟细胞才可能从状态描述走向过程描述。 　　建设虚拟细胞也不能简单等同于汇集数据。数据只有经过降噪、去重、标准化和模态对齐，才能成为高质量语料。模态对齐不是把组学、影像和生理信号机械地放在一起，而是寻找它们在同一生命过程中的联系。这既是生物医学问题，也是多学科共同面对的基础问题。这不仅是一项技术工程，也是一项需要长期积累、开放协作和审慎求证的科学事业。 　　虚拟细胞的发展不会一蹴而就，也不宜一开始就追求包罗万象。现实的路径，是以基本生命能力为底座，从疾病机制、药物作用等具体问题切入，发展可验证的垂类模型，并同步建立评价标准，明确精度、适用范围和能力边界。短期不应高估其成熟度，长期也不应低估其科学价值。 　　本白皮书对人工智能虚拟细胞的技术进展、关键问题与产业生态进行了梳理。希望它能够帮助科研与产业界既看到方向的广阔，也尊重生命系统的复杂；既积极创新，也坚持科学验证。唯有如此，我们才能让人工智能真正成为认识生命、服务健康的有力工具，并在不断逼近生命规律的过程中，拓展人类理解自身的边界。