量子科技有哪些新突破?科学家怎样在2400米山体深处追寻暗物质?人体器官芯片当下的有哪些进展……11月3日,第十二届腾讯科学WE大会在成都科幻馆举办。这也是腾讯科学WE大会连续举办的第12年,并首次落地成都。
五位世界顶级科学家——国家最高科学技术奖获得者、中国科学院院士薛其坤、诺贝尔奖得主基普·索恩和梅-布里特·莫泽、PandaX暗物质实验首席科学家刘江来、哈佛大学生物启发工程怀斯研究所所长唐纳德·英格伯同台,向公众分享了微观量子世界、时空“涟漪”引力波、大脑”GPS“网格细胞等领域前沿探索与突破。
薛其坤开讲中国量子科技“从0到1”
“昨天的科幻,也许就是明天的现实。”
今年大会的主题是“科技树·转折点”。电影《流浪地球》系列导演郭帆用一场开场独白,带领观众进入“时空穿梭”之旅,将人类世界发展的一个个“转折点”串联起来:漫游微观量子世界、宇宙弯曲时空、大脑神经网络……他说,“那些看似遥远的理论,都成为了改变人类历史的转折点。”
量子科技正处于新一轮科技革命的前沿。
国家最高科学技术奖获得者、中国科学院院士、南方科技大学校长、清华大学教授薛其坤带领团队历经四年、反复试验逾千次,成功制备出一种兼具“磁性”、“拓扑性”和“绝缘性”的新型材料,并在实验中发现该材料具备量子反常霍尔效应。
这一“从0到1”的突破,被物理学家杨振宁称为“从中国的实验室里第一次做出了诺贝尔奖级的物理学成绩”,推动了中国量子科技迈入世界顶尖行列。
薛其坤在现场带领观众深入微观量子世界,并展示了最新的实验样品。他强调道:“要在重大科学问题上取得突破,必须在每一次实验、每一个细节上做到极致。”
时空“涟漪”和宇宙“幽灵”有哪些转折点?
宇宙如何开始?落入黑洞的命运怎样?时间旅行可行否?
时隔六年,2017年诺贝尔物理学奖得主、加州理工学院费曼理论物理学荣誉教授基普·索恩再次受邀来到WE大会,回顾了他对宇宙卷曲之面长达62年的探索之旅。基普·索恩预测:“到2030年代或2050年代,我们也许会迎来新的转折点——发现宇宙大爆炸产生的引力波,并从中获取有关宇宙诞生和量子引力的信息。”
宇宙中95%是暗物质和暗能量,其中27%是看不见摸不着的暗物质。捕捉到暗物质粒子将带来人类认识宇宙的重大飞跃。
在大会上,上海交通大学李政道研究所特聘教授、副所长和PandaX暗物质实验首席科学家刘江来把暗物质比作宇宙中的“雾霾”,地球则是在“雾霾”中行驶的汽车,“雾霾”中的颗粒撞击让汽车发出“响声”,实验探测器的任务就是把这种“响声”记录下来。
刘江来分享了团队在中国的极深地下实验室——“锦屏地下实验室”2400米山体深处的探测成果:PandaX-4T实验,给出了世界最高水平的暗物质-核子相互作用上限,并发现太阳中微子和氙核弹性散射迹象,给出了未来激动人心的实验升级计划,期望不久的将来的某一天,暗物质探测出现“转折点”。
开发新药过时?“器官芯片”已来
开发新药物对于治疗疾病至关重要,传统的药物开发模式耗时久、价格高。
美国国家医学院院士、器官芯片技术发明研究者、哈佛大学生物启发工程怀斯研究所所长唐纳德·英格伯领导团队开发的“器官芯片”,则是推动疾病治疗和药物开发的全新选项。器官芯片是一种铺着人类患者的活细胞、可以模拟他们自身器官功能的装置。英格伯团队设计出多种器官芯片模型,证实它们能模拟器官的功能,还成功开发出集成大脑、心脏、肠道、肝脏和肾脏等多个器官芯片的“人体芯片”。这些突破将使药物开发过程更快速、更经济,也让生产出的药物更安全。未来,科学家们可以针对各类患者群体定制人体芯片,用于药物测试,缩短试药周期,最终实现精准医疗。
12年来霍金等近百位顶尖科学家登台
而在神经科学领域的最新成果的科普中,2014年诺贝尔生理学或医学奖得主、挪威科技大学神经科学教授梅-布里特·莫泽是大脑“GPS”的发现者之一,她的科研事业一直在探索人脑是如何产生行为、情感和思想的。
在WE大会上,她揭秘了人脑中的位置细胞、网格细胞、速度细胞、边界细胞等如何协同工作,让我们更好地记住特定地点、理解在空间中的位置、监测移动速度、感知边界等。她的研究成果不仅揭秘了人脑处理空间信息的方式,也为治疗阿尔茨海默病等疾病带来启示。
十二年来,科学WE大会作为腾讯长期助力基础科学的支点之一,致力于面向公众分享最具突破性的科学发现和前沿思想。包括宇宙学家霍金、数学物理学家彭罗斯、图灵奖获得者姚期智、量子物理学家潘建伟等近百位全球顶尖科学家及科技工作者登上WE大会舞台,带来宇宙学、理论物理、生命科学、地球科学、空天科技、信息科技、智能制造等十多个领域的科学前沿突破。
文、图|记者王丹阳