与科技大咖共攀“科技树” 寻找“转折点”

中青报·中青网记者 张渺

在成都科幻馆的演讲台上，清华大学教授薛其坤在讲《探索微观量子世界》时，从初中的物理知识欧姆定律开始讲起，从两百年前被人类发现的电学规律，一直讲到如今最前沿的量子霍尔效应。

就像在讲解一棵人类的科技树，如何从一粒种子破土发芽、生长出枝丫。

“基础研究会造就科学上的发现，这些发现不断加深人类对所处的大自然和世界的认识。科学发现还常常会导致颠覆性技术的发展，这些技术的积累，有时候会导致一次科技革命的到来。”在充满未来感的会场里，薛其坤感慨地说。

在近日举办的第十二届腾讯科学WE大会上，作为国家最高科学技术奖获得者、中国科学院院士，薛其坤是演讲嘉宾之一。和他一样走上演讲台的，还有诺贝尔物理学奖获得者、美国加州理工学院费曼理论物理学荣誉教授基普·索恩，挪威科技大学神经科学教授梅-布里特·莫泽，上海交通大学李政道研究所特聘教授、PandaX暗物质实验首席科学家刘江来，以及哈佛大学怀斯生物启发工程研究所所长唐纳德·英格伯。

几位顶级科学家，一起向公众分享了微观量子世界、时空“涟漪”引力波、宇宙“幽灵”暗物质、大脑GPS网格细胞、人体器官芯片领域的前沿探索与突破等话题。

这些话题，就像人类世界的“科技树”发展的一个个“转折点”，正如此次大会主题“科技树·转折点”所描述的那样。

我们的宇宙是如何开始的？落入黑洞的命运是什么？时间旅行是可行的吗？在基普·索恩的描述中，全场听众仿佛和他一起穿梭空间虫洞，前往遥远的星系，进入黑洞，感受空间与时间的变化。

作为2017年的诺贝尔物理学奖得主，索恩回顾了自己对宇宙卷曲之面长达62年的探索之旅。他预测，到2030年代或2050年代，人类的科技树，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。”他大胆推测。

刘江来所期望的转折点，属于暗物质探测领域。

据刘江来解释，宇宙中95%是暗物质和暗能量，其中27%，都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，可能导致新的物理学革命。

他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。

“暗物质在空间中无处不在，无时无刻不在穿过成都科幻馆，每秒钟大致有1亿个这样的粒子穿过人体，可我们浑然不觉。不仅仅我们浑然不觉，我们的地球、太阳系都浑然不觉。但这样的粒子，聚集的规模大到银河系或者全宇宙的尺度以后，我们就会发现，它们主导了宇宙和星系的形成和演化。”刘江来说。

他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实验给出了高水平的暗物质－核子相互作用上限，给出了未来激动人心的实验升级计划。

“这些暗物质穿过宇宙，来到地球，穿过厚厚的锦屏山2400米的岩石，最终到达了氙探测器中，找到氙原子进行碰撞。”刘江来向大家解释这些暗物质“到底是怎么进来实验室的”。

为了在人类科技树的暗物质这根枝干上攀爬，刘江来和团队的研究者们，已经耗费了整整15年的时间，建设了三代探测器，不断尝试，不断求索。

薛其坤也提到，“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”。

量子科技正处于新一轮科技革命的前沿，多年来，薛其坤带领团队反复试验逾千次，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。他所作出的这种“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。