为科学举杯 启封新年序章

中国科学院计算技术研究所研究员、中科大数据研究院院长王元卓在演讲（图片由北京市科学技术协会提供）

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回首2022，越来越多的人投身科学，献身科学，深潜知识的海洋，勇攀科学高峰。2022年12月31日晚，由北京市科学技术协会、北京市广播电视台主办的“2023科学跨年之夜”上，11位科学家接力演讲，为公众呈现了一场精彩的科学盛宴。

探索浩瀚寰宇，中国科技勇攀高峰

2022年是中国载人航天工程实施30周年，对一直处于探索和忙碌阶段的中国航天人来说，30年弹指一挥间。

时间倒回1998年，谌廷政来酒泉卫星发射中心报到的第一天，映入眼帘的一台老旧的判读设备。第二年就要执行神舟一号飞船的发射任务，但这台设备还故障频频。若重新购买，不但研制周期长，且价格昂贵，科研人员下定心改造原有设备。

判读设备是处理数据工作的关键，而在当时的数据处理部门，只有谌廷政学过检测技术和仪器仪表。“我责无旁贷，经过半年的努力，判读设备重新焕发生机，并稳定运行了10年。”谌廷政说。

以往执行发射任务时，地面工作人员不可避免地会与火箭推进器接触，而常规火箭推进剂有毒，少量吸入就会损伤人的呼吸道。“为了解决这个问题，我们一直朝着塔架无人化的方向努力，仅用不到1年时间，就研制出我国首套自主知识产权的火箭自动加注对接系统。”谌廷政说。

现在的谌廷政，是中国酒泉卫星发射中心测发技术总体专家，他见证了中国航天人不断攀登一个又一个高峰，实现一个又一个不可能。

随嫦娥五号到月球飞一遭的紫花苜蓿，给中国农业大学生物学院教授王涛带回了惊喜。团队精心挑选的5克紫花苜蓿种子，“遨游”太空20几天后，其中一个叶柄上的3片叶子竟长到了7片。“这意味着单位面积蛋白质的含量显著提高。”

高蛋白、高产、抗逆是紫花苜蓿的特点，对我国畜牧产业发展有重要意义。用王涛的话来讲，我们吃的牛羊肉品质如何，喝的牛奶蛋白质含量高不高，都与紫花苜蓿有直接关系。

目前，苜蓿生产仍是我国农业产业的短板，我国每年要从国外进口苜蓿干草近200万吨。“培育一个新品种，一般需要十几年，与航天工程合作搭载苜蓿种子，对加快我国苜蓿育种进程大有益处。”王涛说。

走出实验室藩篱，科技创造希望

在微型化双光子显微镜的捕捉下，小鼠的神经元水平被科学家轻而易举地获取。我们得以看见其大脑学习、记忆、决策、思维的过程。

这个小鼠可以“戴着跑”的显微镜，只有拇指大小，仅重2.2克，出自中国科学院院士、北京大学未来技术学院教授程和平的团队之手。目前，这台显微镜是世界上体积最小、重量最轻的高时空分辨双光子显微镜。

未来，微型化双光子显微镜还将为可视化研究自闭症、阿尔茨海默病、癫痫等脑疾病的神经机制发挥重要作用。

“我们启动了下一轮技术革新，把微型化双光子显微镜变成临床上的双光子内窥镜，用于消化道、呼吸道肿瘤的早筛早查。”程和平说，这台小小的仪器，承载着医学检测技术革命的希望。

中国工程院院士、全国工程勘探设计大师孙丽丽一直带给我们绿色的希望。

本世纪初，我国科学家在川东盆地发现大型天然气气田，储量十分丰富。“这是个令人振奋的消息，但我们进一步勘探发现，这里的天然气硫化氢浓度高达15%—18%，有剧毒，世界罕见。”孙丽丽清楚记得，国外同行评价它为“毒气田”，没有任何开采价值。

2006年，川气东送工程启动。“建设期间，我们平掉了八座山，改道了一条河，项目仅用两年多时间就按期高质量建成，标志着高酸天然气安全高效净化的世界性难题得到解决。”孙丽丽说。

科技创新除了让天然气成功“排毒”，也让国人“绿色奥运”的梦想成为现实。孙丽丽团队精心规划设计了三座加氢站，为北京冬奥场馆用车提供清洁的氢能。此次北京冬奥会首次使用绿氢作为火炬燃料，燃烧时只产生水。

“在2022北京冬奥会的开幕式现场，当我看到一束蓝色的圣火在洁白的奥运雪花中亮起时，心中那份对洁净能源的热爱再一次涌腾。”孙丽丽铭记的，是石化人肩上的责任。

刨根问底，科学发展升华科学幻想

被动漫占据的童年时光里，印象最深刻的就是——想要跳进家里的抽屉，坐上时光机回到过去。

“人们对时间的认知早已不是线性的概念，在相对论、引力波，虫洞等科学理论的支撑下，时间旅行、时空折叠、平行时空，这些对时间和空间新的理解展现在我们面前。”中国科学院计算技术研究所研究员王元卓说，在相对论中，当一个物体运动的速度接近或者达到光速时，这个物体所处的时间就会变慢，一旦能够超越光速，那么在爱因斯坦的公式中，就可能实现回到过去。

“科学幻想不同于神话玄幻，科幻作品要扎根现实世界。科幻对科学的发展有着极强的预言和推动的作用，科学的发展也带动了科学幻想的升华。”王元卓说。

不论是科学还是科幻，最终都将汇入奔涌的时间长河。作为与现实世界平行的虚拟世界，元宇宙如何实现与我们熟悉的物理世界无缝融合，让人类自由出入呢？在北京智源人工智能研究院院长、北京大学计算机学院教授黄铁军看来，脉冲相机可以助其实现。

传统数码相机把光变化过程看作物理对象，就像一根香肠，电影是每秒切成24段，每一段再压扁成一幅静止图像。“脉冲相机打破现有用图像记录视觉信息的基本方式，把一组光子变成一个比特，将一个光的变化过程直接转成一个比特流，实现超高速摄像。”

未来，黄铁军还计划给脉冲相机配上高速显示器，把二者背靠背连接制成电子透明玻璃，再将电子透明玻璃做成虚拟现实眼镜。这副眼镜会比VR眼镜佩戴起来更舒适自然，让我们自由出入元宇宙和熟悉的物理世界。

两小时的“科学跨年”，道不尽科学的魅力。愿更多科学家走近公众，打开科学之门，启迪更多智慧。

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