人工智能（AI）正以惊人的速度渗透到科研领域的方方面面。以ChatGPT、LLaMA、Gemini等为代表的大语言模型，以及DALL·E、Midjourney、Stable Diffusion等图像生成模型，正引领着一场前所未有的人工智能浪潮。它们不仅能生成文本、图片、代码，还能处理语音和视频，成为科研工作者的得力助手，被誉为“第二大脑”。本文将深入探讨这些大模型在生物、地球、农业、气象、生态、环境科学等领域的应用，揭示如何优雅地利用它们提升科研效率。
大模型：科研的新引擎
大模型的发展历程堪称一部技术飞跃史。从最初的简单文本生成，到如今能够执行复杂的科研任务，大模型的功能日趋完善。它们的应用场景也越来越广泛，例如，协助科研选题、绘制思维导图、进行数据清洗和统计分析、辅助高级编程和代码调试、加速算法学习、高效论文检索、优化写作和翻译、润色文稿、辅助文献阅读、提取文献信息、协助论文审稿、撰写新闻稿件、生成科技和地学绘图、创建概念图、实现图像识别、制作教学课件和案例、润色基金申请书、提供专业咨询、处理文件以及进行机器/深度学习的训练与模拟。
国内外涌现出许多经典的大模型，如OpenAI的ChatGPT和DALL·E，Google的Gemini，Meta的LLaMA，以及国内的星火大模型、文心一言、千问等。它们各有特色，共同推动着人工智能的发展。而如何优雅地使用这些大模型，成为科研人员必须掌握的一项技能。
案例1.1：开启不同平台的大模型
不同的平台有不同的开启方式，科研人员需要熟悉各个平台的操作流程，才能高效地利用大模型。
案例1.2：GPT不同版本的使用
GPT系列模型有多个版本，每个版本的功能和性能都有所差异，科研人员应根据实际需求选择合适的版本。
案例1.3：大模型文件上传和处理
许多大模型支持文件上传和处理功能，这使得科研人员可以直接将数据或文档上传到模型中进行分析和处理。
提问的艺术：提示词与指令
掌握提问的艺术是使用大模型的关键。专业的提示词能够帮助你从小白变专家。通用提示词和提问框架则能让你快速上手。此外，GPT商店提供了各种定制化的GPT产品，高级提问技巧则能进一步提升模型效率。
案例2.1：设定角色与投喂规则
通过设定角色和投喂规则，可以引导大模型更好地理解你的需求。
案例2.2：行业专家指令合集
收集行业专家的指令，可以让你在特定领域获得更专业的帮助。
案例2.3：角色扮演与不同角度提问
通过角色扮演和从不同角度提问，可以激发大模型的创造力，获得更全面的答案。
案例2.4：分步提问与上下文关联
将复杂问题分解成多个步骤，并保持上下文关联，可以帮助大模型更好地理解你的意图。
案例2.5：经典提问框架练习，提升模型效率
通过练习经典的提问框架，可以提升你使用大模型的效率。
论文助手：AI助力学术研究
AI大模型在论文写作方面具有强大的辅助功能。从论文润色、文献搜索、辅助阅读，到信息提取、摘要重写、标题优化、框架构建、论文翻译，乃至审稿意见撰写、论文降重、研究热点查找、新闻稿撰写、讨论拓展以及专著、教材、课件的撰写，AI大模型都能提供有力支持。
案例3.1：大模型论文润色中英文指令大全
掌握各种润色指令，可以帮助你提升论文的语言质量。
案例3.2：使用大模型进行论文润色
利用大模型进行论文润色，可以节省大量时间和精力。
案例3.3：使用大模型对英文文献进行搜索
大模型可以帮助你快速找到相关的英文文献。
案例3.4：使用大模型对英文文献进行问答和辅助阅读
通过与大模型互动，可以更深入地理解英文文献。
案例3.5：使用大模型提取英文文献关键信息
大模型可以自动提取英文文献的关键信息，提高阅读效率。
案例3.6：使用大模型对论文进行摘要重写
大模型可以帮助你重写论文摘要，使其更简洁明了。
案例3.7：使用大模型取一个好的论文标题
大模型可以为你提供各种论文标题的建议。
案例3.8：使用大模型写论文框架和调整论文结构
大模型可以帮助你构建论文框架，并调整论文结构。
案例3.9：使用大模型对论文进行翻译
大模型可以快速准确地翻译论文。
案例3.10：使用大模型对论文进行评论，辅助撰写审稿意见
大模型可以帮助你撰写审稿意见，提高审稿效率。
案例3.11：使用大模型对论文进行降重
大模型可以帮助你降低论文的重复率。
案例3.12：使用大模型查找研究热点
大模型可以帮助你发现最新的研究热点。
案例3.13：使用大模型对你的论文凝练成新闻和微信文案
大模型可以将你的论文转化为新闻稿或微信文案，扩大影响力。
案例3.14：使用大模型对拓展论文讨论
大模型可以帮助你拓展论文的讨论部分，使其更深入。
案例3.15：使用大模型辅助专著、教材、课件的撰写
大模型可以辅助你撰写专著、教材和课件，提高效率。
数据清洗：AI让数据更干净
数据清洗是科研中不可或缺的一环。大模型可以辅助进行数据清洗，包括处理重复值、缺失值、异常值，进行标准化、归一化，转换数据格式，以及进行数据分组和聚合。
案例4.1：使用大模型指令随机生成数据
大模型可以根据指令随机生成数据，用于测试或模拟。
案例4.2：使用大模型指令读取数据
大模型可以读取各种格式的数据文件。
案例4.3：使用大模型指令进行数据清洗
大模型可以根据指令进行数据清洗。
案例4.4：使用大模型指令对农业气象数据进行预处理
大模型可以对农业气象数据进行预处理，使其更适合分析。
案例4.5：使用大模型指令对生态数据进行预处理
大模型可以对生态数据进行预处理，使其更适合分析。
统计分析：AI驱动数据洞察
统计分析是科研的核心环节。大模型可以辅助进行统计假设检验，例如t检验、F检验和卡方检验。此外，大模型还可以进行方差分析、相关分析和回归分析。
案例5.1：使用大模型对生态环境数据进行正态性检验、方差齐性检验
大模型可以检验生态环境数据是否符合正态分布和方差齐性。
案例5.2：使用大模型进行t检验、F检验和卡方检验
大模型可以进行各种统计检验。
案例5.3：使用大模型对生态环境数据进行方差分析、相关分析及回归分析
大模型可以进行各种统计分析。
经典统计模型：AI助力模型构建
大模型可以辅助构建各种经典统计模型，例如混合线性模型、Meta分析和结构方程模型。
案例6.1：基于AI辅助构建的混合线性模型在生态学中应用
大模型可以辅助构建混合线性模型，并在生态学中应用。
案例6.2：基于AI辅助的全球尺度Meta分析及诊断、绘图
大模型可以辅助进行全球尺度的Meta分析，并进行诊断和绘图。
案例6.3：基于AI辅助的生态环境数据结构方程模型构建
大模型可以辅助构建生态环境数据的结构方程模型。
案例6.4：基于AI辅助的贝叶斯优化及模型参数不确定性
大模型可以辅助进行贝叶斯优化，并评估模型参数的不确定性。
机器/深度学习：AI赋能预测与解释
大模型在机器/深度学习领域也具有广泛的应用前景。它们可以辅助构建回归模型、分类模型、降维模型和聚类模型。此外，大模型还可以构建深度学习模型，实现预测和解释。
案例7.1：使用大模型指令构建回归模型（多元线性回归、随机森林、XGBoost、LightGBM等）
大模型可以根据指令构建各种回归模型。
案例7.2：使用大模型指令构建分类模型（支持向量机、XGBoost等）
大模型可以根据指令构建各种分类模型。
案例7.3：使用大模型指令构建降维模型
大模型可以根据指令构建降维模型。
案例7.4：使用大模型指令构建聚类模型
大模型可以根据指令构建聚类模型。
案例7.5：使用大模型指令构建深度学习模型，实现预测和解释
大模型可以根据指令构建深度学习模型，实现预测和解释。
二次开发：定制化你的AI工具
通过API，你可以对大模型进行二次开发，构建自己的本地大模型，实现ChatGPT功能、模型评价和图像生成。此外，你还可以构建自己的ChatGPT Store。
案例8.1：基于API构建自己的本地大模型
通过API，你可以构建自己的本地大模型。
案例8.2：基于构建的本地大模型实现ChatGPT功能、模型评价和图像生成
基于本地大模型，你可以实现ChatGPT功能、模型评价和图像生成。
案例8.3：ChatGPT Store构建方法
你可以学习如何构建自己的ChatGPT Store。
科研绘图：AI让数据更直观
大模型可以辅助进行数据可视化，例如绘制柱状图、散点图、相关网络图、热图、小提琴图、箱型图、雷达图、玫瑰图、气泡图、森林图、三元图、三维图等。
案例9.1：大模型科研绘图指定全集
掌握各种绘图指令，可以帮助你绘制出高质量的科研图表。
案例9.2：使用大模型指令绘制柱状图（误差线）、散点图、相关网络图、热图、小提琴图、箱型图、雷达图、玫瑰图、气泡图、森林图、三元图、三维图等各类科研图
大模型可以根据指令绘制各种科研图表。
案例9.3：使用大模型指令对图形进行修改
大模型可以根据指令对图形进行修改。
GIS应用：AI赋能地理空间分析
大模型可以应用于地理信息系统（GIS），例如处理矢量和栅格数据，处理多时相netCDF4数据，训练降尺度模型。
案例10.1：使用大模型绘制全球地图
大模型可以绘制全球地图。
案例10.2：使用大模型处理NASA气象多时相NC数据
大模型可以处理NASA气象多时相NC数据。
案例10.3：使用大模型绘制全球植被类型分布图
大模型可以绘制全球植被类型分布图。
案例10.4：使用大模型栅格数据并绘制全球植被生物量图
大模型可以处理栅格数据，并绘制全球植被生物量图。
案例10.5：使用大模型处理遥感数据并进行时间序列分析
大模型可以处理遥感数据，并进行时间序列分析。
案例10.6：使用不同插值方法对气象数据进行插值
大模型可以使用不同的插值方法对气象数据进行插值。
项目基金助手：AI助力项目申报
大模型可以辅助进行项目选题和命题，撰写项目书，并绘制概念图。
案例11.1：使用大模型进行项目选题和命题
大模型可以帮助你进行项目选题和命题。
案例11.2：使用大模型进行项目书写作和语言润色
大模型可以帮助你撰写项目书，并进行语言润色。
案例11.3：使用大模型进行项目书概念图绘制
大模型可以帮助你绘制项目书的概念图。
AI绘图：创造视觉盛宴
GPT DALL.E、Midjourney等AI大模型可以生成各种图片。掌握AI画图指令套路和参数设定，可以让你创造出令人惊艳的视觉作品。
案例12.1：使用大模型进行图像识别
大模型可以进行图像识别。
案例12.2：使用大模型生成图像指令合集
掌握各种图像生成指令，可以让你随心所欲地创作图像。
案例12.3：使用大模型指令生成概念图
大模型可以根据指令生成概念图。
案例12.4：使用大模型指令生成地球氮循环概念图
大模型可以根据指令生成地球氮循环概念图。
案例12.5：使用大模型指令生成土壤概念图
大模型可以根据指令生成土壤概念图。
案例12.6：使用大模型指令生成病毒、植物、动物细胞结构图
大模型可以根据指令生成病毒、植物、动物细胞结构图。
案例12.7：使用大模型指令生成图片素材，从此不再缺图片素材
大模型可以生成各种图片素材，解决你的素材短缺问题。
总而言之，以ChatGPT为代表的大模型正在深刻地改变科研工作的方式。通过掌握正确的使用方法，科研人员可以充分利用这些工具，提高效率，拓展视野，取得更大的成就。
