騰訊焦點新聞、騰訊新聞24小時熱點
過去10年來，霍金、彭羅斯、潘建偉、姚期智等94位全球頂尖科學研究者登上騰訊科學WE大會舞臺，分享宇宙學、理論物理、生命科學、地球科學、空天科技、信息科技、智能制造等十多個領域的基礎科學研究及前沿科技應用。
10月28日，2023騰訊科學WE大會如期而至。今年是該活動舉行的第11年，而且也是三年后首次回歸線下。公眾線上線下參會累計近1億人次。
“11 年來，WE大會始終致力于探討如何運用科學，幫助我們更好地了解世界、制定解決氣候變化和可持續(xù)發(fā)展問題的方案”，騰訊首席探索官網(wǎng)大為表示，人類需要利用 AI 等技術，不斷提升所有關鍵領域的生產(chǎn)力，以應對“食物、能源與水”等基礎資源稀缺的重大挑戰(zhàn)。
本屆以“種子”為主題，包括七位頂級學者進行演講：兩位諾貝爾獎得主——“石墨烯之父”安德烈·海姆、首顆系外行星發(fā)現(xiàn)者迪迪埃·奎洛茲，兩位中國科學院院士——中國高溫超導研究奠基人之一趙忠賢、國家作物種質(zhì)庫主任錢前，以及“網(wǎng)狀化學”領域開拓者·亞基、世界衰老生物學權(quán)威琳達·帕特里奇、磁控固液相變材料開發(fā)者蔣樂倫。
當科技改變世界，人類將記錄下科學技術誕生的每一刻。
鈦媒體App梳理了其中演講的關鍵技術內(nèi)容，以及專家與鈦媒體App等的交流內(nèi)容分享，以饗讀者：
“簡單回答，最快的方法就是不要試圖去贏得獎項，”10月28日，諾貝爾物理學獎得主、“石墨烯之父”安德烈·海姆（Andrew Geim）現(xiàn)場對鈦媒體App等表示，對于獲得諾獎的心態(tài)，他認為有些人把贏得諾貝爾獎作為職業(yè)生涯的目標，但其實“順其自然就好，不要刻意去追求經(jīng)濟價值。帶著一點兒自嘲，帶著一點兒微笑去做研究，總有一天會成功的，這一點很重要，而不是試圖贏得任何東西。”
中國科學院、美國科學院、英國皇家學會院士，2010年諾貝爾物理學獎得主 安德烈·海姆
作為獲得過諾貝爾獎和搞笑諾貝爾獎的“雙料諾獎得主”，安德烈·海姆與合作者在實驗室扔掉的廢棄膠帶上，將石墨的層狀結(jié)構(gòu)分離開來，獲得了人類首個二維材料——“石墨烯”，并具有非常高的熱傳導性和電傳導性。這一發(fā)現(xiàn)立刻引起了全世界科學界的關注，并使得過去10多年石墨烯材料的廣泛應用。
2010年，安德烈·海姆團隊因“研究二維材料石墨烯的開創(chuàng)性實驗”獲得諾貝爾物理學獎。而在此之前，他還曾將一只青蛙放到磁場中顯示出懸浮空中畫面，為超導材料的應用提供了新的思路，令他獲得“搞笑諾貝爾獎”。
石墨烯又稱單層石墨、碳單層，是一種由碳原子組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜材料，并且是所有其他維度的石墨材料的基本構(gòu)建模塊。目前，石墨烯是世上最薄卻也是最堅硬的納米材料。
從學術到工業(yè)應用，有些材料花了70年，但石墨烯只用了20年，處在一個飛躍性的階段。安德烈·海姆在演講中表示，石墨烯的降溫屬性和光源屬性可以用在包括電池、光照材料、冷卻LED、增強運動鞋上的熒光色等領域，而且還可以改進無人機的性能。此外，二維材料還能加到可穿戴可彎折的電子產(chǎn)品中，包括手表、可折疊手機等。他還提到，利用石墨烯可以輕易模仿、解釋、驗證了70年前就被科學家預測的量子世界隧穿現(xiàn)象，這為更多科學家利用電子的隧穿改進計算機組件、創(chuàng)造未來量子設備新材料提供依據(jù)。
對于中國是否會在下一代半導體材料的競爭中領先，安德烈·海姆認為，當前無法描述未來材料科學的進化趨勢，它就像是商業(yè)中的一種黑天鵝事件。從現(xiàn)有的應用看，石墨烯可以用于下一代電子產(chǎn)品，而不再是硅。樂觀點來說，也許10年后，人類將會看到更多基于石墨烯材料的二維晶體管。
談及自己為什么能夠獲得兩個不同的諾獎時，他還風趣地表示：“這可能是因為我知道很多其他的諾貝爾獎獲得者不是很幽默。”
安德烈·海姆強調(diào)，人們發(fā)明鉛筆已經(jīng)有快500年的歷史，當你用鉛筆在紙上畫出痕跡，里面其實就有石墨烯的存在。而這種材料每天在人們的眼前出現(xiàn)，但直到今天，人們才發(fā)現(xiàn)這個神奇的材料。“在我們習以為常的生活中，還有很多值得發(fā)現(xiàn)的奇跡。”
100多年前，捷克童話作家卡雷爾·恰佩克（Karel Capek）在劇本《羅素姆萬能機器人》里，首次提出了“機器人”（Robot）的概念。百年來，科幻作品里的機器人，從外型到能力都發(fā)生了巨大變化。
及至1991年，卡梅隆導演的《終結(jié)者2》上映，作為大反派的液態(tài)機器人T-1000刷新了人們對機器人的想象。它擁有可以融化成液體再重新凝固成人型的強大技能，不僅能在受傷后自行修復傷口，還能在被液氮凍到炸裂之后自我再造。
如今，科學家正不斷把科幻作品的虛擬人物變成現(xiàn)實。
今年1月25日，科學期刊《細胞》旗下雜志《物質(zhì)》（Matter）發(fā)表了中山大學深圳生物醫(yī)學工程學院教授蔣樂倫和他們的合作者的實驗論文“磁控固液相變材料”。
中山大學深圳生物醫(yī)學工程學院教授蔣樂倫
該論文指出，磁控固液相變材料融合了固態(tài)與液態(tài)金屬的優(yōu)勢，是液態(tài)金屬材料和磁性顆粒混合制備而成的。其中，固態(tài)時具備較高剛度和高負載能力，液態(tài)時則可以像水一樣自如形變。基于科幻電影中萬磁王角色帶來的靈感，該材料不僅能通過合金化調(diào)節(jié)溫度控制形態(tài)相變，也可以通過外磁場來控制其運動、變形、分裂、愈合等形態(tài)變動。
“我們已經(jīng)證明了磁控固液相變材料和機器人在生物醫(yī)療、工業(yè)制造等領域的應用可能。微型磁控固液相變機器人可以在無線磁場控制下進入人體，完成靶向藥物運送、異物清除等醫(yī)療任務。”蔣樂倫表示，論文中通過“復刻‘T-1000’的越獄場景”，展示了關于磁控固液相變機器人的研發(fā)成果，讓論文讀者能夠更直觀地理解這項工作。
論文評審人則指出，“這是一種磁控相變材料，里面含有磁性顆粒和液態(tài)金屬，能夠?qū)崿F(xiàn)一些非常有趣的能力。它能夠適用一些非常創(chuàng)新性的應用，比方說修復電子電路等，特別是在材料研究方面取得了新進展。”
在應用層面，蔣樂倫教授表示，目前它是一個基礎性研究的工作材料，目前做了一些應用探索，比如零部件組裝、液態(tài)螺絲釘固定、修復電腦主板電路等。而在醫(yī)學領域，磁控相變材料可以在40攝氏度夏進入人體，以固態(tài)形式包裹藥物逐步液化，以及透過人體形成渦流釋放藥物等。
談及人形機器人的發(fā)展，蔣樂倫對鈦媒體App表示，人形機器人在醫(yī)療領域很有應用前景。
他指出，從波士頓動力的人形機器人到特斯拉的“擎天柱”，人形機器人從簡單的傳統(tǒng)運動控制理論，走向基于 AI、電機的一些多關節(jié)控制，這成為發(fā)展趨勢。由于 AI 與機器人的結(jié)合，人形可以發(fā)展更好的技術方案，比如類似人的結(jié)構(gòu)和運動方式從而正茶館行走、瑜伽動作。
“我們看到了人形的發(fā)展很快，迭代很快。因為AI技術這幾年發(fā)展的速度是非常快的。所以總體上，我是比較看好這個技術。但人形機器人在醫(yī)療領域的應用更多是服務型的，比方說家庭有老人需要是陪護或是輔助性工作，我覺得人形機器人應該是很有應用前景，而且現(xiàn)在成本降得比較低了。”蔣樂倫表示。
蔣樂倫在演講中表示，“設想未來，我們可以基于液態(tài)金屬機器人實現(xiàn)自下而上的集群制造，液態(tài)金屬材料可以在磁場作用下變形成不同的微單元，而微單元可以相變成形為不同的零部件，進一步像樂高一樣自我組裝成機器人，便在磁場操控下并行于運動，可以制造不同功能的機器人。”
“科幻電影往往展現(xiàn)的是人類對未來科技的一種美好向往，我們希望我們的智能液態(tài)金屬機器人能成為一顆種子，將來能夠開花結(jié)果。我也相信，隨著科技的進步和發(fā)展，更多的科幻場景將會照進現(xiàn)實。”蔣樂倫稱。
從古至今，人類身處在數(shù)千億顆恒星的銀河系中，而絕大多數(shù)恒星周圍都有環(huán)繞的行星。那么為何恒星會有行星環(huán)繞，理由是一切的開端來自于一團氫氣組成的星云，當氫氣團坍縮后，就會形成年輕星——而在恒星的周圍，殘余的物質(zhì)就會形成行星。這就是人類所說的“行星理論”。
2019年諾貝爾物理學獎得主迪迪埃·奎洛茲（Didier Queloz）
1994年左右，在日內(nèi)瓦大學讀研究生時期，初出茅廬的迪迪埃·奎洛茲（Didier Queloz）在米歇爾·麥耶的指導下，使用了安裝在上普羅旺斯天文臺1.93米望遠鏡上的高分辨率光譜儀ELODIE來探索褐矮星和巨型行星。他和米歇爾·麥耶共同發(fā)現(xiàn)了圍繞主序星的首顆太陽系外行星。奎洛茲用徑向速度測量的方法分析了飛馬座51，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了一顆軌道周期為4.2天的行星，即飛馬座51b，挑戰(zhàn)了當時正統(tǒng)的關于行星形成的見解。
1995年11月，梅耶和奎洛茲共同在《自然》（Nature）雜志上發(fā)表了論文，正式對外宣布了這一史詩級發(fā)現(xiàn)，證實了首顆系外行星的存在，為行星科學領域開啟了無限的可能性。
2019年，奎洛茲憑借這項開創(chuàng)性的發(fā)現(xiàn)，與梅耶以及加拿大物理學家詹姆斯·皮布爾斯（James Peebles）分享了諾貝爾物理學獎。
“地球上不再有生命起源，只有生命繁衍。”2017年沃爾夫物理學獎、諾獎得主、“起源聯(lián)盟”負責人奎洛茲在演講中表示，團隊持續(xù)開發(fā)天文儀器和技術，發(fā)現(xiàn)數(shù)千顆行星的探測方式和研究進展。“我們通過測量行星體積、質(zhì)量、溫度，以及研究大氣層，尋找并探測適合遠程研究生命的類地行星系統(tǒng)。”
“宇宙中有數(shù)量龐大的行星，而除了質(zhì)量、體積和密度，我們還可以獲得更多的發(fā)現(xiàn)，這就是（太空這一）令人著迷的地方。”奎洛茲表示，“40億年前，地球地表的化學反應生成了能夠誘發(fā)生命起源的物質(zhì)。而當生命出現(xiàn)時，生命體本身的化學機能和反應就開始影響并改變地球。現(xiàn)在的地球不再具備從物質(zhì)轉(zhuǎn)化為生命的條件。”研究宇宙天體，探測其他行星上的生命起源事件，可以幫我們找到地球生命起源的答案。
超導是指材料在低于某一溫度時，電阻變?yōu)榱悖ㄒ阅壳坝^測，即使有，也小至10?25歐姆·平方毫米/米以下）的現(xiàn)象，而這一溫度稱為超導轉(zhuǎn)變溫度。超導現(xiàn)象的特征是零電阻和完全抗磁性，因此超導材料這是一種革命性的材料。
從1911年荷蘭物理學家首次發(fā)現(xiàn)超導現(xiàn)象，到20世紀50-60年代，以鈮鈦（NbTi）超導合金為代表的實用超導體材料被人們找到，自此，科學家們開啟對低溫超導技術的研究熱潮。而找到臨界溫度更高的超導體材料，是科學家們一直以來的夢想。
1964年，趙忠賢從中國科學技術大學畢業(yè)后進入中國科學院物理研究所工作，一直從事低溫與超導研究。
在苦干和巧干的加持下，1987年，趙忠賢院士團隊從鋇鑭銅氧系統(tǒng)中觀察到70K的超導跡象，并意識到稀土摻雜對超導跡象的影響，最終發(fā)現(xiàn)臨界溫度為 92.8K 的鋇釔銅氧（Ba-Y-Cu-O）超導體，成功地將臨界溫度提高至液氮溫區(qū)。1987年2月24日中國科學院數(shù)理學部舉行新聞發(fā)布會宣布了這一發(fā)現(xiàn)并在世界上首次公布了元素組成。
這一研究使便宜好用的液氮可以取代原本昂貴的液氦來創(chuàng)造超導所需的低溫環(huán)境，引發(fā)了國際物理學界廣泛關注。
中國科學院院士，原超導國家重點實驗室主任趙忠賢
不僅如此，該成果不但極大地促進全球高臨界溫度超導體的研究，也提高了中國物理學界在國際上的地位。趙忠賢所在集體因此榮獲1989年度國家自然科學集體一等獎，他也作為團隊代表獲得了第三世界科學院物理獎。2009年，基于鐵基超導體的研究他與其他研究者一同獲“求是”杰出科技成就集體獎；2013年獲國家自然科學一等獎等。
此次演講中，中國科學院院士，原超導國家重點實驗室主任趙忠賢圍繞超導的基本性質(zhì)、超導應用舉例和未來超導研究展望三部分展開。
目前，高溫超導技術已逐步在能源、信息、健康等領域應用。例如，超導核磁共振成像早已成為醫(yī)學檢查的重要手段；世界上最靈敏的電子信號檢測儀、最快的魔術轉(zhuǎn)換器、最精密的陀螺儀都是用超導來實現(xiàn)的；加速器現(xiàn)在也采用超導技術。
“持續(xù)提高超導體臨界溫度、探索更適于應用的超導體材料和新工藝，將會對人類生產(chǎn)生活帶來深刻變革。”趙忠賢介紹說，“未來五年，商業(yè)用的超導磁懸浮列車將會出現(xiàn)。”
趙忠賢強調(diào)，當前高溫超導對傳統(tǒng)的超導微觀理論即BCS理論提出了挑戰(zhàn)，在微觀領域上還沒有共識，同時在實驗上缺少決定性的證據(jù)，需要深入的研究。“這既是挑戰(zhàn)也是機遇。高溫超導機理是重大的科學問題，這是國際物理學界的共識。”
“可以說，在未來十年，超導的應用，特別是化合物高溫超導體的應用將會有很大發(fā)展。超導，仍然是一個充滿挑戰(zhàn)與發(fā)現(xiàn)的領域，這就是超導的魅力。”趙忠賢院士在結(jié)尾表示。
中國科學院院士，國家作物種質(zhì)庫主任錢前
另一位中國科學院院士，國家作物種質(zhì)庫主任錢前，在演講現(xiàn)場回顧中國水稻育種歷經(jīng)三次技術飛躍，創(chuàng)造性引領水稻單產(chǎn)提升的科學突破。其中，袁隆平院士團隊發(fā)現(xiàn)天然雄性不育的水稻種質(zhì)“野敗”，一批科學家集智攻關，成功攻克雜交水稻制種和雜種優(yōu)勢利用難題，顯著提高了稻米產(chǎn)量，引領了“第二次綠色革命”，為解決中國及其他發(fā)展中國家糧食問題做出了巨大貢獻。
實際上，農(nóng)業(yè)科學歷經(jīng)百余年創(chuàng)新，維系著人與自然的平衡、人類社會的穩(wěn)定繁榮。
錢前認為，“當下種業(yè)發(fā)展關鍵在于進一步提升種源創(chuàng)新效率，將生物技術與信息技術融合，推動育種技術向數(shù)字化、信息化、智能化方向發(fā)展，將我國種質(zhì)資源優(yōu)勢進一步轉(zhuǎn)化為育種創(chuàng)新優(yōu)勢。”
“水稻這個育種歷程，歷經(jīng)數(shù)萬人的堅守，鑄就了科學家精神。科學家精神就是愛國、就是奉獻、就是與人就是協(xié)同，以及我要致敬南方精神。”錢前院士在演講結(jié)尾表示，我們要致敬以袁隆平、謝華安為代表的中國水稻育種家們。
金屬有機框架（MOFs）是一種神奇的新型多孔材料，其作為自組裝型多孔性材料而備受矚目，能捕獲空氣中的有毒氣體，有望在能源、環(huán)境以及生物醫(yī)學等領域大展身手。
1995年，美國國家科學院院士、約旦裔化學家、“網(wǎng)狀化學”領域開拓者·亞基（Omar M. Yaghi）教授和合作者，聯(lián)合研發(fā)出MOF技術引發(fā)學術圈關注。2005年，他的團隊又研發(fā)出共價有機框架（COF），實現(xiàn)多個已知多孔性材料的新技術突破，設計了人類歷史上首個能從低濕度環(huán)境中捕捉、在低溫下釋放并輸送飲用水的裝置。
美國科學院院士，2018年沃爾夫化學獎得主 ·亞基
根據(jù)研究成果，以MOF為核心部件的水收集器，平均每公斤MOF每天能從低濕度空氣中抽取超過1.3升水，超過維持生命所需的最低限度；在加利福尼亞莫哈韋沙漠進行的實地測試中，每公斤MOF每天能產(chǎn)出1升水。目前，一噸MOF材料每個循環(huán)可產(chǎn)出750升水。這一裝置已落地應用，并用于緩解全球的水資源壓力。
由于其巨大的科研成就，2018年，亞基獲得了沃爾夫化學獎等諸多獎項。目前，他發(fā)表了250余篇高質(zhì)量論文，篇均引用次數(shù)高達300次，外界普遍認為他未來有望摘得諾獎桂冠。
·亞基在演講中表示，他在10歲的時候就在圖書館發(fā)現(xiàn)了“改變他一生”的分子圖，他對此深深著迷，最終他能夠通過分子結(jié)構(gòu)發(fā)明出新的化學物質(zhì)。美國預計到2040年，人類會有500萬-600萬人在一年中有三個月會面臨供水緊張。因此，他認為需要尋找新的物質(zhì)解決“水匱乏”問題。
對于其研究，亞基表示，“沙漠中的人們可以在家里使用太陽能驅(qū)動的水收集器，從空氣中提取出足夠一家日常所需的用水量，擺脫對自來水管網(wǎng)的依賴。”
“有了有機金屬框架材料，不需要能源（除了太陽能之外），生活在干旱地區(qū)的人們或是水資源不夠干凈的地方的人們，大家從此刻可以看到對水資源的希望。但這還不僅限于此，在超過100個國家都在研究各種有機技術框架的應用，包括清潔能源、清潔水等方向的應用研究。”亞基表示。
另一位從歐洲遠道而來的德國國家科學院院士、英國遺傳學家琳達·帕特里奇（Linda Partridge）夫人，她所研究的領域是抗衰老工作。
英國皇家學會副會長，英國醫(yī)學與科學院、美國藝術與科學院、德國國家科學院院士琳達·帕特里奇
帕特里奇教授1950年出生于英國，1974年于牛津大學獲得博士學位。她是生物學和遺傳學領域的權(quán)威。她致力于在果蠅等模型生物中研究衰老的基因和分子機制，成功證明了胰島素信號通路在多個物種的衰老調(diào)控中的核心作用。
她是倫敦大學學院健康老齡化研究所的主任，也是德國科隆馬克斯·普朗克老齡化生物學研究所的創(chuàng)始主任。Partridge教授于1996年被選為英國皇家學會院士，2008年榮獲倫敦林奈學會的達爾文-華萊士獎章，2009年被授予女爵士司令勛章（DBE）。
在演講中，帕特里奇教授表示，隨著年齡增長，老年性疾病如心腦血管疾病、阿爾茲海默癥和癌癥等的發(fā)病率與嚴重程度與日俱增，生活質(zhì)量逐漸下降，人類壽命在不斷延長的同時，因衰老引發(fā)的患病率越來越高，尋找推遲衰老辦法的衰老生物學成為熱門學科。
“可以利用藥物保護人們免受與年齡有關的疾病的侵害，而不是等到這些與年齡有關的疾病先出現(xiàn)，再逐一治療。”琳達·帕特里奇通過動物飲食限制實驗，探究衰老的基本機制和復雜過程，并基于此研究如何限制相關基因表達來延緩衰老。她提出用雷帕霉素復合藥進行靶向預防，從而延緩不止一種老年疾病的發(fā)生，甚至徹底阻止它們。
帕特里奇強調(diào)：“我們不是為了延長生命的持續(xù)時間，而是要解決越來越長的生命末期中的健康狀況問題。”
會前交流時，當被問及目前市面上抗衰老藥物是否有效果，帕特里奇教授表示，“我不認為有任何抗衰老東西經(jīng)過了正確的臨床試驗。人們經(jīng)常談論的是雷帕霉素、二甲雙胍或者是α-酮戊二酸等化學藥物，盡管它們在美國等地的藥方中可以看到，合法合規(guī)銷售，但目前沒有任何臨床證據(jù)。所以我認為這個領域處于一個奇怪的‘邊緣’狀態(tài)。如今，有越來越多的臨床前證據(jù)表明，它們對于抗衰老有幫助，但還沒有通過正確的臨床實驗。”
帕特里奇坦言，相對于生理上活多久，我們應該關注老年人如何真正地生活和享受生活，而且能夠在心靈上減少孤獨。她在現(xiàn)場對一位小學生表示，如何健康的衰老，不僅要絕對正確的鍛煉方式、健康的飲食習慣，而且還要避免不健康的喝酒、抽煙等行為。
“但問題是，即使是擁有完美生活方式的人，也還是會出現(xiàn)衰老問題。所以我認為我們的身體需要額外的幫助，在此期間保持健康。”帕特里奇表示。
談及如何做科學家，·亞基在演講結(jié)尾對孩子們表示：“在學校里，如果你發(fā)現(xiàn)有什么吸引你的注意力，不要猶豫。不一定要有遠大的計劃，但你需要有耐心，追隨你的熱愛、興趣和好奇心。很多看似微不足道的科研工作，最終能夠造福更多人的生活。”
（本文首發(fā)鈦媒體App，作者｜林志佳）
