发布日期 2024-11-01 | YouTube | Google Drive（非官方补档）
正文
和其他科技奖相比，科学探索奖最大的特征是“省心”，只有三个硬性条件：一是年龄，男性不超45岁，女性48岁；二是学历，获奖人必须读过博士；三是在中国内地和港澳地区从事全职科研工作（国籍不限）。申报的时候，候选人不需要长篇大论，不需要准备复杂的申报材料，只需要介绍自己对科研工作的理解，对未来颠覆性技术的期望，获奖者会在五年内拿到300万奖金。不用担心每年60万怎么交税，新基石科学基金会已经把税交了。也不用担心拿了钱会受限制，没有人问你钱用在哪里，奖金可以直接当个人工资去花。甚至也不用担心花了钱要给个交代，因为基金会发放的是奖金，不是经费，不需要事后汇报科研成果。上面卡着45岁的年龄，下面卡着博士学历，还要有超出同行的科学成就，几个条件限制下来，今年的获奖者几乎都是和我年龄差不多的80后。10月19日，今年的科学探索奖在上海举行颁奖典礼，49人得奖。
从履历来看，和我一样1998年读大学的比例很高。我很好奇，这些搞科研的同龄人都在做什么项目。接下来，我尽量选一些我能够理解的科研方向，去解释中国前沿科技的发展。
数学物理学领域
科学探索奖分了十个领域。首先是数学物理学领域，这部分研究看名字就很高深，比如说名单最上面是南方科技大学的卢海舟，获奖理由是，“拓扑物性的量子时空几何”；接下来是清华大学单芃，获奖理由是“建立顶点代数的几何表示理论和Skein代数的范畴化”。以我的知识基础，实在理解不了这些课题，所以我只能看其他九个领域了。
化学新材料领域
第二个领域是化学新材料。首先是北航程群峰1981年出生，我的同龄人，他的获奖理由是“创制高强导电二维碳纳米复合材料及其在航空航天领域的应用”。看名字还是很难理解他在做什么，我只能去找其他新闻。发现程群峰今年2月份发了一篇《Science》论文，北航介绍论文的时候有这么一句话“制备出了真正意义上具有面内各向同性的π-π交联Ti3C2Tx石墨烯（πBMG）薄膜，为其他二维材料的有序组装提供了一种全新的策略”。通俗的说，就是他做出了高强度纳米平面材料。再看他之前的国家自然科学基金项目，“利用塌陷双壁碳纳米管仿生构筑高强高韧一体化层状复合材料”。这让我直接想起了《三体》的科幻设定，古筝行动，为了在巴拿马运河快速切割三体组织的货轮，在运河中间拉了几十道纳米线，而纳米线要固定在运河两侧的立柱上，就用同样强度的材料做成垫片。
对于我这个外行来说，程群峰的成果就是《三体》剧情需要的纳米垫片。十年前的科幻正在走进今天的现实。下一位化学材料获奖人是大连化学所的范峰滔，获奖理由是“实现跨越固液相界面的电荷传输过程成像，精准诊断电荷利用瓶颈问题”。只看名字还是不能理解它的研究价值，所以我又去翻了旧闻。2022年的新闻介绍，范峰滔跟着李灿院士搞研究，发了《Nature》的论文，当他已经“拍摄”到光催化剂光生电荷转移演化的全时空图像，应用方向是太阳光分解水。另外一篇报道又提到，人类已经发现用普通的太阳光在特定条件下可以直接把水变成氢气或者直接还原二氧化碳，但过去人类一直不知道具体的转化过程，所以不能在工业上利用太阳光造氢气。现在范峰滔解决了类似环境下的电荷成像问题，提供了研究工具，或许以后人类可以直接晒太阳，凭空制造燃料。
天文和地学领域
下一个领域是天文和地学，六个人得奖，其中两个人研究天文，两个人研究古代地质，还有一个人研究几百公里深的地下结构，只有一个薛向辉的项目看起来比较容易理解，“近地空间风场时空演化感知新方法”。理解他的成果还是要去翻旧闻。2022年有一篇报道，《中国科学家在激光雷达系统研制上获突破》，提到了薛向辉的光学论文，他用1550纳米的红外激光雷达拍摄了高铁通过之后的空气波动，和流体力学模型完全一致。今年的最新报道是薛向辉在日内瓦发明展上拿出了雷达实物，可以在三公里范围内判断空气流动，对于机场、气象和火灾救援都有直接作用。用一句话来总结薛向辉的研究就是用激光拍摄大气的三维视频，让看起来透明的空气有了实体形象。
生命科学领域
接下来是生命科学领域。中国农业大学的田丰教授研究玉米智慧冠层得奖，名字和奖项很配。我就生活在一个种玉米的农业县，小时候我也跟着亲戚种过玉米，收过玉米，从来没有听说过什么“智慧冠层”，所以我特意学习了点农业知识。原来玉米是高杆作物，叶子分了好几层，彼此遮挡。为了充分利用阳光的能量去提高产量，最理想的结构是上部的叶片直立，中部叶片倾斜，下部的叶片平铺。过去提高玉米产量主要办法是挑选基因，只种固定叶片结构的品种。而田丰教授利用了一种特殊的lac1基因，可以根据光信号调整叶片的位置，给玉米“定做”理想的叶片结构，也就是冠层结构，所以它的成果是“智慧冠层”。另外一个生命科学奖发给闫建斌，课题是“紫杉醇的高效生物制造”，这就很容易理解了。紫杉醇是副作用比较轻微的天然抗癌药物，对于多种癌症有明显效果，过去紫杉醇主要靠红豆杉树来生产，差点就把树构砍灭绝了。
未来如果能够廉价人工合成，对于所有的老年人来说都是好消息。
医学科学领域
生物奖后面是医学科学奖。有一个获奖人是曹云龙，课题是“应对快速突变病毒的广谱多价疫苗通用设计”。他的病毒进化模型预测了病毒进化方向，而且符合后来真实的疫情发展趋势，疫苗研发可以比现实的疫情走在前面。
信息电子领域
接下来是信息电子领域。这是最近几年的热点，授奖项目包括“芯片设计”“人工智能”“晶体管设计”。但最让我关注的项目是合肥工业大学汪萌教授的题目“基于多模态交互的心理障碍辅助诊断与干预”居然也被归于信息电子科学。我搜索了相关论文，通俗的解释，汪萌教授开发了一套系统，观察一个人的表情、语气、姿态再加上谈话内容，综合判断一个人的精神状态。过去心理医生凭借经验做出的诊断，现在要尽量数字化、标准化。新基石科学基金会给的获奖理由是“肯定他的多媒体内容分析方面的贡献，支持他在基于多模态交互的情感智能方面进行探索”。我大胆猜测一下，如果机器能够准确判断一个人的情绪和情感，应该也能反过来准确模拟人的情感行为。如果汪萌教授的研究能够推广，以后机器人的地位可能要超过宠物，甚至要超过保姆和普通朋友，成为普通人最好的伴侣。
能源环境领域
下一个领域，能源环境方向，毫不意外的有电池技术得奖，有应对全球变暖的技术得奖，这里最有趣的是中科大胡隆华教授的项目：“空间特殊不同重力环境火灾科学”。在钢材和高性能的混凝土出现之后，地球建筑的尺寸以及建筑的复杂度受到最大的限制不是材料性能，而是消防问题。因为建筑逃生，出口总要开在建筑表面，尤其是靠近地面的表面，如果建筑体量太大或者结构太复杂，火灾的时候就一定会有内部的人跑不出来。所以在消防能力限制之下，建筑学发展跟不上材料学的发展。反过来说，如果我们能够对燃烧规律掌握的更透彻，拥有更强大的消防工具，现在的材料就可以支持我们拥有更多的居住自由。同样的规律也适合宇宙空间，而且矛盾更强烈了。因为航天器是失重状态，材料不会因为重力就相互挤压，除了要避免漏气之外，宇宙建筑的力学环境比地球上的建筑反而要更宽松了。
所以消防条件对于宇宙住房自由的限制比在地球上还要大，必须预先研究失重环境下的火灾规律，人类才敢在太空常驻。今年马斯克的星舰已经实现了回收，很快地球轨道上就会有成百上千吨的廉价建筑材料了。如果人类希望未来的宇宙建筑能比现在的空间站更大，希望每个人在宇宙里都能有独立的房子可以住就应该支持胡隆华教授加速研究失重状态下的火灾。
先进制造领域
在先进制造领域，西交大雷亚国的项目是空天飞行器结构，沈阳自动化研究所刘连庆的项目是尺度跨10个量级异形曲面超精密测量和操作，清华马天宝的项目是“高载流固体超滑”。“超滑”就是用特殊结构实现小于千分之一的摩擦系数，制造我们在中学物理考卷上才能看到的“无摩擦环境”。这里特别提到的是“高载流”固体超滑，似乎说明接触面上会有大电流通过，我凭自己的知识猜想，马天宝教授也许是要改良高铁的受电弓或者是大型发电机的运动结构。
交通建筑领域
下一个领域到了我的本行，交通建筑领域。第一个得奖的是我母校同济大学教授冯世进，他的评奖课题是“能源桩热力耦合机理”，这是一个很冷门的方向，是建筑学和工业的结合。现在的高层建筑要稳定基础，最常见的办法是打桩。很巧，人类利用地热，主要的方式也是往地下钻孔、打桩，用更好的热导体接触地下深处的能量，能源桩就是把两个功能结合的设备。如果冯教授的研究能够继续深入，将来大多数高层建筑可能都会拥有自己的能源桩，自动调节温度，尽量减少外界输入的空调用电。
前沿交叉领域
最后，新基石科学基金会还为学科交叉属性明显的前沿研究设置了“前沿交叉”领域。比如说，让物理学者去探索新材料，改善现在的计算机；或者让生物研究员反过来制造显微镜拍摄更精确的视频。这些研究方向不一定每一个都能有突破，但一旦突破就会有连锁效果，推动多个学科的进步。基金会无条件地在这些“开脑洞”的项目上发奖，可以理解是为全人类买了科技彩票，期待某个成功项目能够改变所有人的生活。
总结
十个领域看下来，虽然大多数项目看不懂，但是剩下的项目还是让我理解了科学探索奖的“颠覆性”原则。在我的同龄人中，我可以确信，最有耐心的一批人正在替所有中国人设计未来，他们的研究成果可能会在十年二十年之后变成家庭应用的普通技术，变成流水线上的生产工艺，所以产经破壁机项目要保持对科学探索奖的关注。明年秋天，我们继续观察。
附录
信息来源
事实订正
已核对
- 定案，现稿已订正：正文现为「紫杉醇是副作用比较轻微的天然抗癌药物」。紫杉醇系天然来源抗癌药，需从珍稀濒危裸子植物红豆杉提取、含量极低（数千棵仅提取约 1 公斤），「副作用比较轻微」的通行说法成立，条目闭环。（来源 中国青年报）
- 定案，不改：2024 年官方获奖名单作「中国科学院大连化学物理研究所」，正文「大连化学所」为口播简称、语义不误，保留原文。（来源 范峰滔荣获2024年“科学探索奖”）
- 定案：已逐一对照 2024 年（第六届）官方获奖名单全表——单芃、程群峰、曹云龙、汪萌、雷亚国（西安交通大学）、闫建斌、马天宝、冯世进、卢海舟、田丰、薛向辉的院校与获奖理由/课题均与官方口径一致或为合理节引；发现两处出入并已在正文订正：①刘连庆官方获奖理由为「尺度跨10个量级异形曲面超精密测量和操作」，正文「项目是类生命机器人」与其获奖课题不符；②范峰滔获奖理由官方作「精准诊断电荷利用瓶颈问题」（大连化物所官网同），正文作「精确诊断」。已提交 upstream PR。（来源 baike.baidu.com）
待核对
- 「差点就把树构砍灭绝了」：「树构」不成词，疑为「树种/树给」，无法确定原话。
- 「发了《Nature》的论文，当他已经\”拍摄\“到…」：「当他已经」疑为「他们已经」。
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