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“最强大脑”共识,这些领域可能有突破

更新时间:2020-11-12 20:02

  

2019年4月26日,我国的高海拔宇宙线观测站首批探测器投入科学观测。 新华社发

第三届世界顶尖科学家论坛·莫比乌斯论坛昨天继续进行,数十位诺贝尔奖、菲尔兹奖、图灵奖等科学大奖得主通过线上“科学马拉松”,预测未来科技突破并介绍自己最关注的研究领域。宇宙暗物质、室温超导材料、分子运动成像、大脑的结构与运作机制……记者发现,多位科学家预测或期待的科技突破领域有所重合,体现出全球“最强大脑”的某些共识。

探测星系粒子有实用价值

寻找暗物质,是近年来物理学研究的一个热门领域,如果能捕获到这种宇宙中的“幽灵”并提供确凿证据,很有可能为科学家赢得诺贝尔奖,也将大幅推进人类对物质世界的认识。诺贝尔物理学奖得主杰罗姆·弗里德曼介绍,暗物质可能是宇宙物质的主要组成部分,约占全部物质总质量的85%,但又不属于构成可见天体的任何一种已知物质。“我们至今没有找到测量这种粒子的很好方法,这是一个很大的挑战。”

诺贝尔物理学奖得主乔治·斯穆特三世也对暗物质很感兴趣,作为宇宙学家,他把目光投向了遥远的星系。“如果把星系比作一个碟子,那么碟子的中心部分估计充满了暗物质的重粒子,还有很多可能处于量子状态的轻粒子。”在他看来,探测星系中心的重粒子和轻粒子既有巨大的科学价值,也有潜在的实用价值,将对材料科学等领域产生影响,进而改变人类的生活。

预言存在室温超导材料

谈及材料科学,诺贝尔物理学奖得主安德烈·盖姆和诺贝尔化学奖得主斯特凡·黑尔都认为,室温超导材料已处于科技突破的前夜,有望在不久的将来诞生。

盖姆是石墨烯材料的先驱,他告诉听众,室温超导性是材料科学家梦寐以求的物理性能。1911年,荷兰科学家昂内斯意外发现,将汞冷却到零下268.95℃时,其电阻突然消失,这种现象被称为超导电性。然而,零下268.95℃已接近绝对零度(零下273.15℃),必须用昂贵的液氦才能把温度降到这么低,实现“零电阻”的代价非常高。1986年,IBM实验室的柏诺兹和缪勒首次发现高温超导材料,将临界温度大幅提高,使其能在价格较低的液氮降温环境下达到“零电阻”。

有没有可能制备出在室温条件下“零电阻”的超导材料?盖姆给出了肯定的回答:“室温超导材料一定存在,但我们还不知道该怎么把它做出来。这需要基础研究,也需要政府持续地给予资金支持,哪怕不少研究项目没有实质性进展。”

期待拍摄到分子“跳舞”

分子运动成像,是诺贝尔化学奖得主库尔特·维特里希和麦克阿瑟天才奖得主余金权期待突破的领域。“如今在生命科学领域,很多科学家热衷于做蛋白质、细胞等分子结构的三维成像。”维特里希说,“只有极少数科学家想做四维成像,即把时间维度引入,观测蛋白质、细胞等生命物质的变化过程。”

在余金权看来,四维分子运动成像将是下一代生命科学、化学等学科的研究工具。“我想看到,每一个分子是怎么运动的,又是怎么结合的。这需要高科技‘摄像机’,能拍摄到分子的走路和跳舞。”

这种“摄像机”一旦问世,也将有助于脑科学研究。诺贝尔生理学或医学奖得主伯特·萨克曼表示,科学界需要更深入地研究灵长类动物大脑的结构,精确到单个神经元,包括大脑疾病发生后,哪些神经元会出现问题。他还指出,脑科学需要引入新的研究方法,如量子科技和新材料,因为量子信息传输与大脑的运作机制有一定关联,而新材料有望用于修复大脑组织。

脑科学还与经济学有关,诺贝尔经济学奖得主埃里克·马斯金介绍,这两个学科交叉后形成了“神经经济学”,目前处于学科发展早期阶段。这个新兴学科研究经济决策的神经机制,有助于理解人类在经济活动中的非理性行为。(记者 俞陶然)返回搜狐,查看更多

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