让科学点燃青春！6位未来科学大奖获奖者对话青少年，诺奖得主Michael Levitt视频答学子提问

 

在10月17日上午，2023未来科学大奖获奖者对话青少年活动在香港故宫文化博物馆举办。

 

2023未来科学大奖-生命科学奖获奖者柴继杰、周俭民，物质科学奖获奖者赵忠贤、陈仙辉，数学与计算机科学奖获奖者任少卿、张祥雨出席活动，向近300位青少年作科普报告，并与青少年分享自己成长、求学、科研的故事。

 

 

现场，来自香港津贴中学议会、香港直接资助学校议会、政府中学校长协会会长以及香港20所中学的同学们，来自香港科学院【名师高徒】计划、百卉九江书院的创办人总院长及书院的同学们，科大讯飞特邀玛利诺中学的同学们，还有来自美丽中国支教项目山区学校的孩子们以及很多内地与香港的青少年，通过网络直播观看活动，让更多无法来到现场的青少年朋友都能同时感受到科学的魅力。

 

一众科学家与同学们展开深度交流，希望以此启发青少年更加热爱科学，掌握创新思维方法，从而激发青少年的无限创造力和想象力。

 

柴继杰、周俭民：守护植物健康 为人类带来福祉

 

2023未来科学大奖-生命科学奖获奖者柴继杰、周俭民分别向青少年作科普报告。

 

 

柴继杰教授以《植物健康的守护者——抗病小体》为题，向同学们科普了植物免疫、植物病害以及植物免疫理论的诞生。

 

通过介绍植物抗病基因的克隆，以及NLR抗病基因对植物免疫起到的重要作用，柴继杰教授引出其与周俭民教授在抗病小体方面的科学发现及影响。他指出，希望将来有兴趣的同学加入到研究领域，同时，也希望我们的研究成果可以保护好我们的绿水青山，创建更加健康富饶的未来，为子孙后代带来更多的福祉。

 

 

周俭民教授以《植物免疫守护粮食安全》为题，通过介绍自然界中的素食主义者，阐述植物病虫害以及化学农药施用对人类以及自然界生物的巨大危害。他指出，抗病基因赋予植物免疫能力，从而减少农药施用，更为环保。

 

周俭民教授介绍了Harold Flor提出的基因对基因学说，并通过漫画向同学们解释了Flor发现的抗病基因识别病原菌的科学原理，随后进一步解析了抗病小体通过钙信号激活一系列防卫反应。

 

 

在获奖者对话青少年环节，同学们围绕“植物先天免疫机制”、“投身科研的初心”等问题，与柴继杰、周俭民两位获奖者展开交流。

 

周俭民教授指出，每个科学家的科研初心各不相同，这与各自的亲身经历有关。但不可否认的是，一旦产生强烈的科学兴趣，外部困难是无法阻挡你的，就像普通人感觉科学研究很枯燥，但实际上并不是，因为有好奇心驱使着。生命科学是一门实验学科，周俭民教授建议同学们可以自己尝试做一些小实验，从而逐渐培养起学习科学知识的自信和成就感。

 

柴继杰教授表示，培养兴趣非常关键，因为兴趣是克服困难的动力。对于中学生来说，要先把基础知识掌握牢固，保持好自己的初心，持续培养兴趣。他回忆自己在学生时代非常注重基础知识的积累，对教材的熟悉达到了可以背诵的地步。因此他建议中学生朋友们打好知识的基础，这也将在日后的科学研究中发挥重要作用。

 

陈仙辉、赵忠贤：要解放思想 突破传统

 

2023未来科学大奖-物质科学奖获奖者赵忠贤、陈仙辉分别向青少年作科普报告。

 

 

赵忠贤教授以《探索高临界温度超导体》为题，分别向同学们介绍了超导的基本特性，并通过举例的形式，介绍了超导在能源、信息、健康等领域的实际应用。

 

与此同时，赵忠贤教授回顾了探索高温超导的历程。他指出，1976年，他开始探索高临界温度超导体研究，经过十年的沉淀与积累，在1986年底至1987年初，团队参与的液氮温区铜氧化合物超导体实现突破。高温超导研究经历过一段相当长的遇冷时期，2008年新的团队再次抓住机遇，参与到铁基超导的突破。

 

他表示：“探索高温超导体的研究还将继续下去，去寻找更有物理意义、更有应用价值的超导体。未来十年，在超导应用、新超导体探索、超导机制和物理研究方面一定会有重大进展，甚至突破！”

 

 

陈仙辉教授以《探索未知，超导未来》为题，介绍了人类发现的第一个宏观量子效应——超导电性。他以超导微观机理的诞生过程为例，强调了领导力、团队合作与坚持在科研工作中发挥的重要作用。

 

陈仙辉教授介绍超导的“天花板”麦克米兰极限，铜氧化物高温超导体的发现，以及超导临界温度突破液氮温度的发现，并指出，做科学工作要敢于解放思想、突破传统。在他看来，即使是错误的观点（原创思想），也有可能是伟大的发现！

 

陈仙辉教授介绍了高温超导体的“新大陆”：铁基超导体，展望了未来超导领域的科研挑战与前景。他提出，新超导材料是领域未来发展的关键，极有可能推动推动凝聚态物理学的新发展，成为带动世界经济社会发展的新增长点。

 

 

在获奖者对话青少年环节，同学们围绕“铁基超导的突破”、“超导体如何达到高温”以及“关于科研中的失败”等问题，与赵忠贤、陈仙辉两位获奖者展开交流。

 

赵忠贤教授表示，在科学研究中遭遇失败是很正常的，但对于科学的兴趣可以帮助你将之化解。另外，赵忠贤教授认为，初心的兴趣和科学研究中的兴趣不太一样。科学研究中的兴趣更像是痴迷，在科研中保持激情是非常重要的，这样即使遇到困难，也可以坚持下来。

 

陈仙辉教授分享超导领域的一则故事。他介绍，物理学家John Bardeen的研究生John Robert Schrieffer负责研究超导体的基态波函数，但进展并不顺利，他希望换一个博士论文题目。导师Bardeen力劝Schrieffer再坚持工作一个月。终于在1957年1月底，凭借直觉和灵感，顿悟出Leon N. Cooper的超导基态波函数的可能形式。“坚定科学信念，就像赵老师说到的痴迷，这样的坚持是科学家成功的基本条件。”

 

任少卿、张祥雨：不断探索 将科幻变为现实

 

2023未来科学大奖-数学与计算机科学奖获奖者任少卿、张祥雨分别向青少年作科普报告。

 

 

任少卿博士以《兴趣的种子和努力的花》为题，他表示，1982年的美国电视剧《Knight Rider》中，能够听懂人类指令的跑车让自己产生了浓厚的兴趣，这辆智能跑车看上去非常炫酷，或许正是它启发了自己对人工智能的好奇心。他回顾了图像技术的发展历史，介绍了图片标注与数据集分类任务，以及计算机视觉与图片识别的科学原理，并举例说明了该项技术在自动驾驶、智能安防、虚拟现实以及机器人领域的应用。

 

 

张祥雨博士以《图像理解与神经网络》为题，介绍了人工智能分析和理解图像的科学原理，引出图像分类是人工智能进行视觉理解的基础。通过阐释图像理解的难点，图像数字化，以及将图像数据集进行数字化过程中的设计分类器原理，指出用神经网络来表示复杂的函数的科学概念。他介绍了目前的知名神经网络AlexNet，ResNet的工作原理，以及本次获奖成果的科学知识。

 

 

在获奖者对话青少年环节，同学们围绕“跨学科学习”、“AI发展与教育应用”等问题，与任少卿、张祥雨两位获奖者展开交流。

 

任少卿博士表示，本科阶段一些计算机学科知识是通用的，如果想要跨学科学习，例如本身的专业是信息安全，但对计算机视觉或语音处理感兴趣，那么可以通过利用开源平台，进行知识的获取与训练。

 

张祥雨博士表示，机器学习是一个动手性非常强的学科。尤其在进入实验室后，可能没有太多时间用来学习基础的知识，尤其是数学。因此，在本科阶段最重要的还是打好基础。

 

诺奖得主Michael Levitt视频解答青少年提问

 

斯坦福大学医学院癌症研究所Robert W. 及Vivian K. Cahill冠名教授、计算机科学荣誉教授、2013年诺贝尔化学奖获奖者Michael Levitt作为特邀嘉宾，通过视频方式解答青少年的提问——“做科学研究的灵感通常来源于哪里？”

 

 

Michael Levitt教授表示，灵感本质上是指创造力，它是一种神奇的东西，没有人知道灵感来自哪里，大多数时候会在我们洗澡时、遛狗时、做饭时，甚至是做梦的时候灵光乍现。我也不知道灵感从何而来，但我知道，它并不是来自于你努力寻找的过程中，通常它可能产生于休息时或做一些无关紧要的事情时。

 

“我经常告诉和我一起工作的人，你不应该工作得这么辛苦，你应该有更多的时间去看电影、散步、锻炼或者玩游戏。社交也很重要，我们经常在交谈中产生新的想法，尤其是在不同学科背景的人之间。”Michael Levitt教授谈到。

 

 

科普达人、香港科技大学副教授王一作为特邀主持嘉宾在活动中表示，未来科学大奖为青少年搭建了与世界级科学家进行直接交流的平台，通过对话交流，我们可以感受到科学家们的无私奉献和勇于探索的精神品质，希望活动能点燃同学们心中的科学火种，作为年轻一代，要传承科学精神，勇于担当、敢于创新，用自己的智慧和力量去开创美好的未来！