2011诺贝尔化学奖，干货看这篇!90岁诺奖得主与85后青年才俊，同台的他们有一点最像

作者|赵光立

“我大约15年前有这样的想法。(宇宙是循环的。)我想宣传这种“共形循环宇宙”理论。

11月6日，2020年诺贝尔物理学奖得主、数学物理学家罗杰·彭罗斯（Roger Penrose）出现在2021腾讯WE大会。他以90岁高龄，坐在一张直背木椅上就“黑洞、奇点和循环宇宙”侃侃而谈，一讲就是半小时。在借由VR全景直播技术生成的白色“彭罗斯阶梯”（没错，就是以他名字命名的）场景下，他身上那件起球的棕红色毛衣格外显眼。

罗杰·彭罗斯

一同出现在这次WE大会上的6位科学家中，软体机器人与智能装备科学家、浙江大学教授李铁风是最年轻的。

这位自诩“养鱼人”的85后，对于未来有个大胆的设想：他希望团队研发的全软体、全透明人工肌肉驱动机器鱼除了能在马里亚纳海沟10900米深处游动，还能在人类对“木卫二”等的星球或深空探索中发挥作用。

“人类已经变得无比强大，但我们仍然好奇。”用腾讯首席探索官网大为的这句开场白为人类的科学探索作注脚，再合适不过。

90岁高龄，重新定义宇宙起源

腾讯WE大会这样介绍罗杰·彭罗斯：诺贝尔奖没有数学奖，但是如果数学足够好的话，可以拿两次诺贝尔奖：帮别人拿一次，自己再拿一次。

原来，罗杰·彭罗斯曾以“彭罗斯地砖”非周期性镶嵌方案启发以色列化学家丹尼尔·舍特曼发现准晶体，帮助他拿下2011诺贝尔化学奖；2020年，他又凭借上世纪60年代对“黑洞可以在真实宇宙中自然产生”一锤定音的证明，与另外两位科学家一起分享了诺贝尔物理学奖奖金。

彭罗斯这个为自己捧回诺奖的证明，在学界被誉为“彭罗斯奇点定理”。也正是基于这一发现，他与著名物理学家斯蒂芬·霍金一道，证明宇宙发端的“大爆炸”也来自一个“奇点”。

暮年的罗杰·彭罗斯，并没有停下对宇宙学的探索和思考。正如他所言，大概在15年前，他的脑海中产生了这个想法——这是一个相当大胆的假说：鉴于宇宙“遥远的未来”与大爆炸的开端在数学上极为相似，也许宇宙并非只有一次大爆炸，而是在一个个大爆炸到“消亡”的永世（aeon）中不断轮回。

aeon

他展望无尽遥远未来宇宙的模样——

当宇宙中所有黑洞通过“霍金辐射”蒸发殆尽，当宇宙中的全部质量衰变为辐射，宇宙看起来和大爆炸之时几乎一模一样——而经过叫做“共形变换”的数学变换，可以把无穷大的宇宙未来和无穷小的大爆炸奇点连接起来。这样，宇宙就从一个“永世”到下一个“永世”，不断循环下去。

他把这一无比宏大的假说命名为“共形循环宇宙论”。

“在这张图中，‘大爆炸’是开端，遥远未来是终点，它可能是宇宙生命期的无限循环的其中某个阶段，宇宙生命期不断地循环下去。”在WE大会上，彭罗斯语速平快、语调抑扬顿挫，仿佛无人能够扰动浩渺宇宙在他脑中一次又一次地循环。

时至今日，彭罗斯的“共形循环宇宙论”还没有被学界广泛认可，甚至很多人觉得他的这个宏大假说“缺乏定量描述”，是“模糊的”。但这并不妨碍他从这个假说去思考宇宙的本源，走进宇宙未知的探索迷雾，甚至影响着人们去开创对这个世界的新知。

85后青年，一条机器鱼的星辰大海

今年3月，李铁风及其团队“万米深海操控软体机器人”的科研成果被刊登在《自然》杂志封面。他们也在历史上第一次，将来自中国的软体机器鱼送入马里亚纳海沟10900米深处。

《自然》杂志封面：机器鱼

在WE大会上，李铁风首先提到了两位著名科学家，美国凝聚态物理学家 P. W. 安德森和法国高分子材料科学家吉尼，他们分别是1965年和1991年的诺贝尔物理学奖的获得者。

“他们在物质科学领域重要的理论建树，给我们将软物质软的智能材料做成人工肌肉、用于机器人提供了非常好的科学基础。”李铁风介绍说，P.W.安德森提出的“More is Different”凝聚态物理概念、吉尼提出的软物质中“小扰动大响应”理念，是他们开展软体机器鱼研究的出发点。

采用“以柔克刚”的策略，李铁风及其团队模仿在马里亚纳海沟捕获的深海狮子鱼，实现了无需耐压外壳的仿生软体机器鱼的研制，将深海狮子鱼的自然智慧，转化为“机器鱼之力”，并以此遨游大海。

记录显示，2019年12月，这条机器鱼随深海着陆器下潜到马里亚纳海沟约10900米的深海后，在电池驱动下，按照预定指令拍动翅膀（其拥有类似蝠鲼的外形）长达45分钟。

为什么在海底软体机器鱼还能够游得那么好？

“两个原因：第一它的‘心脑不坏’，第二‘肌肉不僵’。”李铁风解释说，心脑不坏，得益于他们用一种类似狮子鱼分散融合的策略将芯片、电池等器件做了很好的保护；肌肉不僵，有赖于他们用来驱动机器人的人工肌肉，在高压低温下依然可以保持很好的弹性。

李铁风说，为了在马里亚纳海沟游动这几十分钟，它已经在模拟深海压力的罐子里游了上万圈。

关于这条机器鱼，李铁风有很多畅想：“它可以适应各种各样的场景，跟更多机器人或平台配合行动；进而，它们可以像搭积木一样组一支模块化的潜水器，像鱼群一样探索未知的深海和洋底。”

李铁风

这还不是故事的全部。

李铁风讲到，科学先驱伽利略发现的木星卫星“木卫二”，被许多人认为是太阳系中另一个可能适宜生命生存的星球。而要探索它，存在着巨大挑战：距离远不说（约是地球与火星之间距离的6倍），它的外壳覆着一层坚硬的冰壳，且海水很深。

“有意思的是，我们估算，木卫二的深海压力跟马里亚纳海沟接近：其海洋虽深达80公里，但它的重力加速度可能只有地球的1/8。这也就意味着，这种可以自适应压力的软体机器人，有可能能在这种探索中做一些事情。”李铁风觉得，他们这条机器鱼的未来不仅在深海，还可能在深空。

他们的探索没有“禁区”

一起站在2021腾讯WE大会的讲台上的，还有2020年诺贝尔物理学奖另一位得主、天体物理学家莱因哈德·根泽尔（Reinhard Genzel），柔性电子材料专家约翰·罗杰斯（John A. Rogers），储能与燃料电池技术科学家王朝阳以及脑机接口专家克里希纳・谢诺伊（Krishna V. Shenoy）。

他们的研究领域或许迥异，但有一点几乎是共通的，那就是对这个世界超乎寻常的好奇心及其强大的探索能力。而且，他们的好奇心和探索，没有“禁区”。

莱因哈德·根泽尔

为了揭示银河系中心最黑暗（黑洞）的秘密，莱因哈德·根泽尔在1991年发现了银河系中心的“银心星团”后，选择穷尽一生，盯着一颗公转周期“仅”16年的S2星，一盯就是三十年。

许多人不知道的是，根泽尔不仅年少成名，他还出身学霸世家，其父亲Ludwig Genzel是德国马普固体物理研究所的创始所长。他没有挥霍命运的垂青，用一辈子盯着一颗星，做了一件事，最终不负家尊、不负时代。

约翰·罗杰斯

身兼美国国家工程院、美国国家科学院和国家医学科学院三院院士的约翰·罗杰斯，不仅是《自然》《科学》等杂志的“钉子户”，还是100多项专利和专利申请的发明者。

他和他在西北大学的科研小组，在过去20多年里致力于研发柔性电子器件。所有的努力只有一个目标：让硅基芯片像橡胶一样柔软，如此，芯片就能无创地与人体结合，进而在各种医疗健康场景下“救命”。

王朝阳

王朝阳有一个飞行汽车梦：“无论我住在什么位置，让飞行汽车在 15 分钟内把我送到办公室，是我在退休之前的梦想。”这个梦想背后，是电动（飞行）汽车的电池焦虑：安全、快充、低温、长续航。

王朝阳带领团队从革新电池结构出发，致力于打造“全天候电池”。尽管相关技术已经被2022年北京冬奥运会“预订”，但王朝阳壮心不已：“我们发明创新刚刚开始。”

克里希纳・谢诺伊

脑机接口技术可以说是当前最让人好奇和感兴趣的技术之一。如何借由这项技术让那些因肢体或发声肌肉受损而无法打字或说话的患者，恢复与世界的交流和连接？克里希纳・谢诺伊和同事选择挑战“直接读取人的语言区”，通过精准捕捉大脑信号，实现“意念写字”。

今年5月，他们的成果被刊载在《自然》封面：参与他们实验的瘫痪患者“意念写字”的速度达到每分钟90个字母，准确率超过99%——这是人类前所未有的进展。不过，面对人类860亿个神经元，谢诺伊仍相当谦逊：“我们想做出真正能够对人类产生帮助的成果。”

让科学成为新时尚，Way to Evolve

腾讯WE大会中的“WE”是Way to Evolve的简写，意即“进化之路”。2021年11月的这个周末过后，腾讯WE大会也已经走过9个年头。

9年里，WE大会坚持“让科学家成为聚光灯下的焦点”，让科学探索成为公众尤其年轻人的追逐点，“让科学成为一种新时尚”：9年间，腾讯邀请了78位世界顶尖科学研究者登台，包括13位数学物理学家、15位生命科学家及10位天文和地学家。不仅如此，腾讯还“挖空心思”让全国各地的观众能够通过线上、线下的方式参会，迄今已累计8000万人次收看。

腾讯为何要坚持举办WE大会？腾讯集团市场与公关部总经理李航分享了一个故事。

“有个WE大会的粉丝，他是贵州人，上高中时看到了WE大会上霍金的演讲（注：霍金参与了2017腾讯WE大会），很是激动。后来他考上了北京的大学，上大学第一年就来现场参加WE大会。他跟我们说，现场的震撼给他印象太深刻了，立志要从事科研。他马上就要考研了，预祝他考试顺利，继续追梦。”

“‘让科学成为一种新时尚’这个目标，当然短期内难以实现。但我们坚持持续举办WE，就是要让更多人抬头看看天。因为抬头看过的天，迟早会变成脚下的地。”李航说，这样的科学信仰尤其对青少年来说，至关重要。

在2021腾讯WE大会在线直播的当天，中国科学院外籍院士、物理学家丁肇中先生应邀为另一场科技盛宴“第三届世界科技与发展论坛”致开幕式词。

他说，当前人们享受着科技进步带来的福祉：现代化的通信、交通、农业、医疗等，这些科技进步都来源于基础科学研究。要指出的是，无数科学家推动基础研究的源动力并不是什么经济利益，而是好奇心。

人类未来需要更多的好奇心。而你，又将如何开启你的探索？