【2014诺贝尔物理学奖】热点｜世界顶尖科学家齐聚 他们都谈了些啥？

最近，第四届世界顶级科学家论坛在中国上海举行。包括68名诺贝尔奖获得者在内的131名世界顶级科学奖获得者、数十名中国两院院士、132名各国顶级青年科学家、各界嘉宾代表和100名“小科学家”代表出席了会议。

论坛设置14个版块近100场会议及活动，涉及化学、物理、天体、生命科学、医学、计算机与信息学、数学等多个领域基础学科。这些“最强大脑”都在关注哪些议题？一起来看看部分话题。

倡议通过开放科学 解决全球性难题

世界顶尖科学家协会副主席、2013年诺贝尔化学奖得主迈克尔·莱维特代表该协会，发布了《开放科学：构建开放创新生态》倡议。他表示，人类面临着气候变化、粮食短缺、生物多样性丧失等巨大挑战，而遏制大流行病的经验表明，国际上共享信息和资源的科学精神能解决许多问题，开放科学为人类提供了一条通往更美好未来的道路。

莱维特随后在主题演讲《重大的基础发现需要开放的基础科学》中举例说，由于在蛋白质晶体学方面的开创性成就，英国生物学家佩鲁茨获得1962年诺贝尔化学奖。佩鲁茨首次使用X射线衍射法进行结构生物学研究，他的学生克里克使用这种方法发现了DNA，并因此获得1962年诺贝尔生理学或医学奖。佩鲁茨完全可以在克里克的论文上署名，但他没有抢年轻科学家的功劳，成为科学史上的一段佳话。事实上，莱维特本人获得诺奖的研究成果——蛋白质折叠的首次计算机模拟，也离不开多领域基础科学的突破。

2018年埃尼奖得主、中科院外籍院士王中林则认为，“如今我们是人类命运共同体，我们只有一个星球，这是我们共享的星球。科学也要有分享的精神，学术会议、论文发表都是非常重要的机制。”“如果有人有了非常精彩的灵感，应该将灵感向世界分享。”他表示，现在全球面临危机，包括新冠疫情、气候变化、能源危机等，我们需要新的工作计划来应对全球的变化，我们的研究也面临更多的挑战。

中国科学院院士、发展中国家科学院院士、美国工程院外籍院士杨卫表示，“我认为开放科学的优点是可以帮助我们解决最重大的挑战。有时我们也需要解决两个维度的开放科学问题：第一个是让我们的成果共享；另一个是，让人们能够走到一起，让不同代际的科学家能够一起创造新的知识，就是让更多的人来参与我们的科学研究工作。”

如何运用科学思维解决实际问题？

2001年诺贝尔物理学奖得主卡尔·威曼（Carl Wieman）说：“我认为科学的主旨是解决问题，这样的问题涉及到多个学科。我指的不是解决教科书中的问题，而是解决现实世界中的问题。我们需要科学家成为优秀的问题解答者。”

什么是真正的科学思维？威曼认为，从最高层面来说，科学思维是判断一件事情是否属实的系统性方法，这要优于传统方法、人们的惯性思维以及任何人的个人观点。如何应用科学思维来解决问题？威曼认为，真正为解答问题所做出的选择是在受过系统教育后的“猜测”，需要意识到哪些信息是相关的，并且正确运用这些信息来解决问题。如果一个人要真正学会解决实际的问题，需要做的就是进行刻意的练习，以现实情况为前提来做出决定。

中国科学院院士杨玉良则在回答提问时表示，高中生“应该学会研究问题的思维方式”。“具体而言，如果一件事情摆在面前，你发现自己没有答案，那么首先找找是不是别人把它研究清楚有答案了。如果别人也没有答案，那么我们可以猜一个答案。如果我没有实验条件，那么我想应该这样形成自己的看法，即使还没有证实，那么这就是科学研究的思维方式。”

对于基础研究和应用的关系，杨玉良回答道，“所有的基础研究按理都会想到应用，但是不能强迫每一个做基础研究的人一定要去做跟应用相关的，比如数学家就不可能，但是未来可能有用。所以说基础研究真正能让其得到突破的内在驱动力是科学发展的规律，是科学家的自由度和想象力。有些科学一旦突破可能就能转化成应用，但有些科学没那么快。所以要让每个基础研究工作者关心应用，但是不要强迫。这样才能一个突破后真正改变人类世界。”

人工智能呈现出三个新态势

中国科学技术协会主席万钢表示，人工智能成为驱动产业变革的关键动力。当前人工智能正快速发展，呈现出三个新态势。

第一个趋势是人工智能正从单项技术向集成技术发展。融合影像、音频、传感各单项技术使机器具备视觉、听觉、触觉等感知能力，并用人类熟悉的方法相互沟通和交流，单项技术集成变成了智能机器，突破了复杂多变的应用环境约束，催生了软硬一体的新产品，提升单体智能产品的质量和水平。

第二个趋势是从单体智能向群体智能发展，通过网络互联和大数据的深入学习，突破多元异构数据的综合利用，汇集和管理大规模的智能装备，形成能够相互认知、自主协调的高水平作业。比如数百个机器人可以形成黑灯车间，数千架无人机可以为我们演奏梦幻夜景。

第三个趋势是从数据驱动向场景牵引拓展，对特定场景下的多来源、多层次、多维度数据进行结构化处理，使人工智能系统更加全面、准确地理解判断、相互认知、智慧协同。在这种场景化系统应用过程中又产生了更加精准、更高质量的数据，为数字模型的持续优化和应用产业的升级革新创造有利条件。

万钢表示，新一代人工智能正在从感知智能走向认知智能。感知智能使机器具有视觉、听觉、触觉，可以用人熟悉的方法相互交流，认知智能需要进一步从类脑研究、认知科学中吸取灵感，赋予机器类似于人类的思维逻辑。

女性能顶科研半边天 现在瓶颈在哪里？

2021年沃尔夫医学奖得主琳妮·马奎特在论坛上表示，“我们需要意识到隐性偏见，并想办法解决这个问题。” 马奎特是美国生物化学家和分子生物学家，美国罗切斯特大学医学中心生物化学和生物物理学教授，也是罗切斯特大学RNA生物研究中心创始人。

马奎特通过展示两项调查表示科学领域的性别不平等。第一项是针对中国各地的 6000 名科学家进行的，调查他们对下述三句话的观点。第一句为“女性不适合从事研究工作”，对此，男性中有11%认同(agree)，有23%没有看法（no opinion）。第二句是“男人的成功由他的事业来衡量，而女人的成功由她的家庭来衡量。”结果显示，42%的男性是同意或者没有看法；18%的女性同意或没有看法。最后一句“男性是更好的项目领导者”，有27%的男性认同，25%的男性没有看法，约19%的女性同意或没有看法。

“你可以从结果中看出，观点，尤其是男性的观点，阻碍女性事业的发展。”马奎特表示。

另一项研究是让一所研究型高校的127名理科教师对随机分配男性或女性名字的学生的申请实验室经理职位的材料进行评分。“教职员工认为男性申请人更能干，并选择给予他们更高的薪水，并为男性申请人提供更多指导。值得注意的是，教师的性别并没有影响，换句话说，女性和男性教师同样可能表现出偏见。”马奎特表示，这被称为对女学生的隐性偏见。最重要的是，研究结果表明，女学生被录用的可能性更小。

“所以，结论是，尽管努力招募和留住更多女性，但在学术科学和科学，技术、工程，数学（简称STEM）领域仍然存在明显的性别差异。”马奎特用了一个比喻“有漏缝的管道”——这个有漏缝的管道通常将女性描述为被动地退出STEM领域，而没有讨论为什么会发生这些“漏出”。“事实上，偏见和障碍所造成的裂缝就是导致女性和少数族裔流失的主要原因。”

马奎特表示，“漏出”始于研究生院，在那里女性不太可能在男性的实验室担任研究生或博士后，而男性实验室通常代表了所有实验室的大部分。“女性获得优秀（excellent）推荐信的可能性只有男性的一半。与男性相比，女性成为首席研究员的可能性要低 10% 到 20%。在美国，首席调查员的启动资金女性比男性少 50万。与男性相比，女性获得资助的可能性较小。在某些STEM领域的突出奖项中，女性评审人也少于25%。”

“为什么STEM领域的女性比男性少？”马奎特表示，因为女性在科学领域的职业要求最高时养育孩子；由于女性被要求做更多的教学工作，她们发表的文章较少。在委员会任职的女性人数少于男性；由于偏见，在选择演讲者或组织者时，不会经常考虑女性。马奎特还指出，“女性一般都想‘表现得乖巧（play nice）’，被人喜欢。女性总是谦虚或贬低自己的真实能力。有一个笑话说，如果对于一项职位有十个要求，女性可能倾向于说自己只是还行（fine）。”

饿死癌细胞？

2004年诺贝尔化学奖得主、中科院外籍院士、以色列生物化学家阿龙·切哈诺沃（Aaron Ciechanover）透露，自己的实验室正与中国（上海）的机构合作，研发抗癌新药。药物的原理来自于切哈诺沃实验室的最新研究成果：在癌细胞中发现了饥饿中枢。通过对饥饿中枢进行调整，让癌细胞感受不到饥饿，不让它们从周围环境吸取养分，从而使癌细胞自然消亡。

“由于癌细胞因为生长迅速、离血管位置较远，所以它们吸收的养分非常多。因此，和正常细胞的饥饿中枢相比，癌细胞饥饿中枢的临界点要远高于正常细胞，我们正在利用这一点开发药物。不用化疗、不用放疗，而是一种全新的生化途径来清除肿瘤。”切哈诺沃解释道。

切哈诺沃是第一位获得科学类诺贝尔奖的以色列人，因发现泛素（ubiquitin）介导的蛋白质降解系统，该研究发现，泛素介导的蛋白质降解有助于控制许多其他关键的生化过程，包括细胞分裂、DNA损伤修复和基因转录等过程。泛素-蛋白酶体参与的蛋白质降解系统失常是导致许多疾病的分子机制，其中包括某些恶性肿瘤和神经退行性疾病。“所有的神经系统退化性疾病，从阿尔茨海默症到帕金森症、再到肌萎缩侧索硬化症，都与蛋白质异常有关。癌症也是。”切哈诺沃介绍说。因此，泛素调节的蛋白质降解对医药界具有十分重要的意义。

机器会有一天取代科学家吗？

科技发展对社会的影响具有两面性，颠覆性技术极大地加速了社会经济的发展，同时也在以潜入和替代的方式从根本上颠覆传统（主流）技术，并引发相应规则和格局的变革，影响重大。因此，在鼓励颠覆性技术创新的同时，对科学技术进行合理有序的规范和治理，才是为人类社会生活、生命健康谋福利的最好方式。

在未来，机器取代科学家这样的“技术奇点”是否会出现？“目前，这个奇点的出现会更接近于科幻小说，而不是现实世界。但技术奇点肯定会出现在人工智能非常发达的时代，发达到机器可以在方方面面取代人类心智的程度。”2013年沃尔夫物理学奖得主伊格纳西奥·西拉克（Ignacio Cirac）预测。

西拉克指出，科学技术的颠覆一直存在于我们人类社会中，甚至可以追溯到青铜时代。相比之前的科技颠覆，一方面，现在科技颠覆发生的速度太快，人类很难赶上并且认识所有的颠覆；另一方面，现在的科技颠覆具有不均衡性和挑战性，主要体现在如何将技术传递给第三世界和不发达国家。

在构建治理体系中，除了科研机构的自我约束、加强国际协作、政府机构起到监督协调作用外，最关键是要制定一套规则和体系，设立一个由科学家和有科学素养的公众成员组成的独立机构。比如技术评估机构，它不仅仅是对科学质量进行评估，还对技术成果的管理、商业化、获取途径，提供独立的建议和报告。

“要改善我们的教育”

1986年图灵奖得主约翰·霍普克罗夫特在进行《开放科学：科学传播与人才培养》主题演讲时表示，“需要找到有效的方法改善全世界的教育。”

他在演讲中指出，美国的博士项目比中国更强，这是因为中国的本科教育没有创造高质量的博士项目申请人。“造成这种情况的原因之一是中国的大学专注于增加其国际推荐。国际声誉的衡量标准的主要组成为研究、资金和发表论文。”霍普克罗夫特表示，“衡量指标需要改变，要关注本科教师的素质。”他认为，高校的评价体系需要改变，需要放更多重点在教学质量上。要让教师们考虑到这些问题：上课的课件是否为最新版本、教师是否和学生互动、教师是否对其所教领域知识丰富。

他表示，“现在全球的教育体系都存在各种问题，人才培养也存在各种问题。”此外，霍普克罗夫特还认为向大众传播科学极其重要。然而，“如今旧的科学传播方法不再有效，需要开发新传播机制来传播科学。”“我们需要开发新的、更有效的方式来向大众传播科学，如果我们希望我们的政府领导人继续根据大众理解的科学做出重要决策。缺乏对科学的理解将对促使世界更美好的过程产生很大的影响。传播科学是非常重要的。”

寻找外星生命是浪费吗？

叶叔华是中国科学院上海天文台名誉台长，中国第一个女天文台台长，于1980年当选为中国科学院院士。她在32岁时主持建立了中国世界时系统，确定了当下所说的“北京时间”。宇宙中，有一颗小行星是以她的名字命名。她还是我国天文地球动力学研究领域的奠基人之一，开创性地提出建设中国甚长基线射电干涉测量网（VLBI），倡导并建成上海65米射电望远镜；推动我国成为世界最大望远镜列阵（SKA）的创始国，推动上海建设SKA数据中心。

对于寻找外星生命的探测手段，叶叔华认为这是个无底洞，“你可以费很多力，但是一无所得，要有准备可能有这样的结果，也可能你找到什么。这两个结果都要有所准备，不一定找的多远，或者你的方向不对，或者你的方法不对。”

但这不是代表天文台的存在就是为了寻找外星生命，这是很长时间都存在的误解。像是对于上海天文台的主要工作，叶叔华介绍说，“一方面大家比较容易理解的就是国家需要的，比如北斗的作用非常大，在国防领域会有很大帮助，比如战争时帮助精确定位对手的目标位置。另一方面，基础科研与此完全不同，比如黑洞，黑洞没有什么实际应用，但对于增强对宇宙的理解是很重要的。”

“天文有助于拓宽一个人的世界观宇宙观。宇宙如此浩瀚，人只是沧海一粟，每一个人作为独立的存在，都应该珍惜自己短暂且唯一的生命。在有限的时间和空间里，尽可能地去做一些事情，做有价值的事情。人啊，总难免会遇到各式各样的不如意，但与浩瀚的宇宙相比，这些真的微不足道也！”叶叔华此前在一次采访中如此表达。

疫情阻碍国际科研协作 但合作趋势无法改变

中国科学院院士、2016年基础物理科学突破奖得主王贻芳说，疫情给国际科学合作带来了实际困难。江门中微子的实验设备，来自意大利、俄罗斯、法国、德国、智利等多个国家。由于疫情原因，一些关键部件的合作方无法来到中国安装，研究就会受到影响。

他介绍，粒子物理学这一领域的发展得益于该领域几十年来所坚持的非常健康、非常成功的国际合作。“从大约60年前的欧洲核子研究组织起，从重复性和再现性分析起，就已经发明了这种合作方式，很多程序以及很多方法等等也被其他领域采用。”他同时强调，国际合作不仅限于粒子物理学领域。对于其他很多领域，比如核物理学、天文学、宇宙学研究、甚至还有生物学而言，国际合作也变得越来越重要。

2014年诺贝尔物理学奖得主中村修二则提到了疫情影响的两面性。“我们和世界各地的企业合作。过去我们所有的合作都是通过面对面的会议进行，尤其是亚洲国家，商务会议主要是在餐桌上进行，所以虚拟会议行不通，国际合作就非常困难。”但是从科研角度来看，反而有了些意想不到的好处。“我们现在没法到处跑了，必须留在大学里，所以跟学生合作非常密切，取得了不错的成果。最近，我们有了重大发明。”

创设千万元科学大奖 鼓励原创基础研究

论坛的主办方宣布创设“世界顶尖科学家协会奖”，首设“数学与智能科学奖”和“医学与生命科学奖”两个单项奖，每年评选一次，每个单项奖奖励金额为1000万元人民币，跻身全球奖励金额最高的科技奖之列。该奖项将于2022年正式启动评选和颁奖。

协会主席、2006年诺贝尔化学奖得主罗杰·科恩伯格说，世界顶尖科学家协会奖侧重支持原创性基础研究，鼓励科技人员更好投身和服务于全人类的共同福祉。“通过坚持不懈的努力，我们有信心将这一创设于中国境内的科学奖项打造成为具有重大国际影响力的世界顶级科学大奖。”

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