28个GPU小时发现4种全新超导体:阿里达摩院ElementsClaw重新定义了科学发现
7月3日,阿里达摩院联合中国人民大学、中国科学院大学,发布了一个叫ElementsClaw的AI智能体。它花了28个GPU小时,从240万种晶体结构里筛出了6.8万个超导候选材料,其中4种是之前人类完全未知的全新超导体,已经通过了实验验证。
28个GPU小时,成本大概114美元。而传统的超导材料发现,可能是一个团队几年的工作量。
超导材料发现为什么这么难
超导现象是1911年发现的。材料在临界温度以下电阻完全消失,产生迈斯纳效应——在电力传输、磁悬浮、量子计算、MRI这些领域,超导材料就是圣杯级别的存在。
但一个世纪过去了,人类找到的超导材料也就2000多种。为什么这么慢?三个根本困境:
困境一:机理不明。 BCS理论只解释了常规超导,高温超导的机理到现在还是物理学的未解之谜。换句话说,你没法从第一性原理推导出"什么材料会超导"。
困境二:效率极低。 既然理论不靠谱,那就只能试。研究人员把各种元素组合,合成材料,测电阻,看有没有超导。这跟爱迪生试灯丝没什么本质区别,周期动辄数年。
困境三:信息孤岛。 文献、数据库、实验数据分散在不同系统。一个材料学家可能要同时在好几个来源之间来回切换,没有统一的决策框架。
ElementsClaw做的事情,就是把这个"爱迪生式试错"的过程,交给AI来完成。
专通融合:双引擎架构
ElementsClaw的核心设计思路叫"专通融合"——把专用模型和通用大模型结合起来。
专有模型层:Elements原子基础模型
这是一个10亿参数的几何深度图神经网络,它把晶体结构建模成原子图。每个原子是一个节点,化学键和空间距离是边。
这个模型做了四件事:
- Elements-T:预测临界温度Tc,平均误差不到1K
- Elements-C:二分类判断是否超导,AUC达到0.996
- Elements-E:评估晶体结构的能量稳定性
- Elements-G:生成新的晶体结构
说白了,这层是"材料学专家",它对晶体结构的理解远超任何通用模型。
通用智能体框架:LLM驱动
但光有专家模型不够。材料发现还需要读论文、查数据库、判断合成可行性、设计实验方案。这些事情需要语言理解和推理能力。
所以ElementsClaw在上面又加了一层LLM驱动的智能体框架,负责:
- 自动检索和阅读文献
- 在多个数据库之间交叉验证
- 评估候选材料的合成可行性
- 设计具体的实验验证方案
- 根据实验结果自我进化,自动微调模型
两个引擎配合起来,就形成了一个完整的"AI材料学家"。
效率对比:28小时 vs 传统方法
这里有一个直观的数据对比:
| 维度 | 传统方法 | ElementsClaw |
|---|---|---|
| 筛选规模 | 数百种/年 | 240万种/28小时 |
| 候选产出 | 个位数 | 6.8万个 |
| 实验验证 | 4种 | 4种 |
| 单次成本 | 数十万美元 | 约114美元 |
| 效率提升 | - | 约34倍 |
34倍效率提升,114美元的成本。这个数字意味着什么?意味着以前只有顶级实验室才做得起的超导材料发现,现在可能一个研究生课题组就能跑。
这就是AI for Science真正的价值——不是替代科学家,而是把重复性的筛选工作自动化,让科学家把精力放在更有创造性的判断和验证上。
为什么这件事意义重大
AI for Science不是一个新概念。但之前大部分工作停留在"用AI预测某个性质"的层面,离真正的科学发现还有距离。
ElementsClaw不一样。它不是预测,是发现——4种全新的、人类之前完全不知道的超导体,而且通过了实验验证。从预测到发现,从发现到验证,整个闭环跑通了。
达摩院这次的合作方也很值得关注:中国人民大学高瓴人工智能学院、中国科学院大学。高校+科研机构+企业研究院的组合,说明AI for Science不是某一家公司能独立搞定的事,它需要跨学科、跨机构的深度协作。
对开发者的启示
ElementsClaw给做AI应用的开发者提供了两个重要信号:
第一,垂直领域专用模型的价值远未被充分挖掘。1B参数的GNN模型,在超导预测这个任务上,任何万亿参数的通用模型都比不了。专有模型+通用框架的架构,可能是未来AI应用的主流范式。
第二,AI for Science是一个巨大的蓝海。材料科学、药物研发、气候模拟、蛋白质设计……这些领域的数据量、计算量、对精度的要求,都远超消费级AI应用。但门槛也高——你不仅需要AI能力,还需要领域知识。
写在最后
110多年前,荷兰物理学家昂内斯在实验室里发现汞在4.2K时电阻突然消失,开创了超导研究。之后的100多年,人类找到的超导材料不过2000多种。
ElementsClaw用28个小时,就给出了6.8万个候选。其中有4个已经被验证是全新的超导体。
这不是"AI替代科学家"的故事。这是"AI让科学家更快发现"的故事。两者的区别,值得每个做AI的人仔细想想。
2026年7月3日,阿里达摩院联合中国人民大学、中国科学院大学发布全球首个超导材料发现AI智能体ElementsClaw,用28个GPU小时从240万晶体结构中筛选出6.8万超导候选材料,其中4种全新超导体已实验验证,效率是传统方法的34倍。
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