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人類能給黑洞拍視頻嗎?火星能改造成地球嗎?一文讀懂騰訊科學小會

劃重點

科學家不僅能給黑洞拍照片,未來還能拍視頻;中國發現最大恆星級黑洞,打破恆星演化理論;經過世代努力,人類有望逐步把火星改造成地球;冷凍電子顯微鏡能窺視細胞中的精細結構和變化;搞笑諾貝爾獎的評選就看是否好笑,是否有意思;不懂化學的人生活中容易被忽悠,容易繳納智商稅;“遇事不決,量子力學”?要具體問題具體分析;基礎科學才是人類文明進步的最基本推動力

騰訊科技 文/喬輝

2020年1月12日, 第二屆騰訊青少年科學小會在北京清華大學新清華學堂舉辦,新一屆小會全新升級,專門定製親子專場,讓家長陪孩子一起,開啟探索科學的精神之旅。

騰訊青少年科學小會是一年一度面向全國青少年的科學盛典。科學小會與權威科學雜誌 Science 合作定製“年度青少年科學看點榜單”,並邀請全球知名科學家對年度科學事件進行權威有趣的專業解讀,激發中國青少年對科學話題的關注,引導青少年以科學家為新偶像、以科學探索為新時尚,葆有“世界一定有答案”的探索精神。

本次小會嘉賓陣容強大:有拍攝全球首張黑洞照片的科學家艾弗裡·布羅德裡克(Aveary Broderick);有中國天文台副台長劉繼峰;有我們中國月球探測工程首席科學家歐陽致遠院士;有清華大學生命科學院院長王宏偉教授;有“搞笑諾貝爾獎”之父馬克·亞伯拉罕斯(Marc Abrahams);有用中文講了23年化學課的牛津洋博士戴偉(David G. Evans);有騰訊傑出科學家、騰訊量子實驗室負責人張勝譽;還有全球頂學術期刊Science主編蒂姆·阿彭策爾(Tim Appenzeller)。

下面讓我們詳細看看這些科學大佬演講的精華內容:

艾弗裡·布羅德裡克:未來還可以給黑洞拍視頻

本次科學小會,還請來了參與拍攝全球首張黑洞照片的科學家艾弗裡·布羅德裡克(Aveary Broderick)教授。

艾弗裡表示,在過去一年多,他都沉浸在興奮中。全球45億人看到過這張照片,他感覺這是不可思議的成就。黑洞照片不但出現在各大報紙頭版頭條,而且還被做成各種表情包。

艾弗裡告訴大家,黑洞是愛因斯坦廣義相對論預言的、聽起來非常恐怖和躲在黑暗處的奇異天體。黑洞中心有一個奇點,理論上擁有無限高的密度。物理定律在奇點出實效,這只能依靠能夠結合量子力學和廣義相對論全新的物理理論出現。

黑洞在形成的時候,會生成一個圍繞它的“視界”,這是一個單向的通道,在這個邊界之外才是安全的。同時,光線會在這裡發生彎曲,可以形成“引力透鏡”效應。雖然太陽也能使遙遠的星光發生彎曲,但偏折的角度非常小。

從另一個方面看,有些黑洞不僅僅吞噬光線,而且還是宇宙中最明亮的天體。這是因為黑洞周圍通常有很多氣體物質和磁場,物質在圍繞黑洞旋轉和落向黑洞的時候會釋放大量的能量,產生熱量,使吸積盤熾熱發光。

如果黑洞還在高速旋轉,那麽會帶動時空、磁場以及物質進行旋轉,旋轉就會在吸積盤的兩側產生接近光速的噴流。有些黑洞可以達到上百億顆太陽的質量,這些黑洞甚至可以主宰其所在星系的命運。

艾弗裡表示,有時候他在睡不著的時候就會想,愛因斯坦的理論到底對不對?黑洞的魔力到底從哪裡來?最直接的尋找答案的方式就是去觀測,去觀測物質掉進黑洞中的情況,但這通常非常困難。

在我們銀河系中心,有一顆質量是太陽400萬倍黑洞,直徑達2400萬公里,但距離我們更加遙遠,達24億億公里,要想給如此遙遠的黑洞拍照片,難度是非常大的。就算目前直徑達30米的光學望遠鏡分辨率仍然還差很遠很遠。如果用射電望遠鏡,那麽要求這台望遠鏡的直徑向地球一樣大!這聽起來不可思議,但我們通過把分布在全球的射電望遠鏡進行同步,就能得到相當於地球大小口徑的望遠鏡,這就是我們設計事件視界望遠鏡(EHT)的初衷。就這樣,把不同望遠鏡搜集到的數據通過超級計算機進行整合,在電腦上生成一張黑洞的照片。

其實,這樣類似的一個數據處理過程,天文學家應用了很多年。EHT把這個技術做得更加登峰造極,不僅僅要觀測,還要記錄每一個望遠鏡所觀測到的光波的變化,這意味著我們要有原子時鐘,因為確保每一個望遠鏡(觀測到的)時間是完美同步。

事件視界望遠鏡搜集的數據數量非常驚人,每一個望遠鏡每一秒的數據生成是32GB,每一秒就生成一部高清電影,觀測了幾天之後,把數據硬碟加在一起可以有半噸重。

EHT望遠鏡通常都在一些比較乾燥、海拔比較高的地方,因為水蒸氣會非常影響我們望遠鏡的分辨率。

2017年4月5日,所有的八個天文台、所有的望遠鏡對準一個方向,就是星座當中的室女星系M87黑洞,第一次拍攝到了黑洞的核心,看到了黑洞旁邊的光圈,還有視界。不要抱怨還是太模糊,這已經是我們所能拍攝到的最清晰的照片了。這顆黑洞的質量是太陽質量的65億倍,非常龐大的一個數字。

科學家花了很多時間來理解引力到底是怎麽樣?這中間的陰影有多大?這個陰影是不是就是史瓦西半徑?此前,我們已經通過其他方式計算出了這顆黑洞的質量,現在通過給黑洞直接拍照,算出的質量和此前計算出的質量吻合得很好。這再一次證明了愛因斯坦的廣義相對論的正確性。

目前,EHT項目只是一張照片,但科學家並不滿足於隻拍靜止照片,未來還可以拍攝做成視頻,進一步驗證愛因斯坦廣義相對論。

劉繼峰:中國發現最大恆星級黑洞 打破恆星演化規律

最大恆星級黑洞的發現者,中國天文台副台長劉繼峰上台後,接著Avery Broderick的話題繼續講有關黑洞的故事,他講的不是研究已經黑洞性質的故事,而是一個發現黑洞的故事。

劉台長首先講了從米歇爾到奧本海默,從奧本海默到惠勒,從惠勒到霍金等這些人定義、命名和發現黑洞的故事。

劉台長告訴我們,黑洞其實是一個極端簡單的東西,只需要三個物理量:質量、角動量、電荷,就可以完整描述黑洞。

天文學家對觀測到的黑洞進行了分類。按照質量的大小,首先是那些恆星死亡形成幾個太陽質量,十幾個太陽質量,幾十個太陽質量的黑洞,這是黑洞家族中嬰兒級別的;每一個大星系的中間,幾十個星系質量的黑洞家族的巨人。中間還有中等質量黑洞,但是目前還沒有真正證實。

劉台長今天重點討論的是恆星級黑洞,他告訴大家,恆星級黑洞是缺失的,銀河系內才確定了20多顆!他說:“我們知道,宇宙中到處都有恆星,我們設想大質量恆星死亡形成的黑洞到處都是,理論預測,在銀河系裡有幾千萬到上億的黑洞。現實是什麽情況?研究了那麽多年,我們在銀河系僅僅找到近黑洞侯選體,真正確認的只有20多顆,這是一個恆星級黑洞缺失的問題。”

如何尋找黑洞?劉台長總結得很好:一聽、二看、三找夥伴。

聽,這個情形是什麽?當有兩個黑洞離的特別近的時候,他們會合並,會釋放出來巨大的引力波。

看,你可以設想一個恆星當它離一個黑洞過近,黑洞巨大引力會把恆星的物質吸到它身上,形成一個吸積盤,這個溫度非常高,可以發射非常明亮的射線吸引天文學家注意。

找夥伴,通過看伴星的運動來推知旁邊有一個天體可以運動這個測量天體的質量,你就可以得知大於三個太陽質量的天體是一個黑洞。

劉台長借助國家的重大科學裝置LAMOST,全稱是大天區面積多目標光纖光譜天文望遠鏡,這是世界上光譜獲取率最高的望遠鏡。2016年對開普勒一個天區中的3000多顆恆星進行了為期兩年的光譜監測,發現了一顆非常特別的恆星,這顆恆星的質量是太陽的8.3倍。光譜觀測發現,從這個恆星周圍還可以看到一個神秘的“Hα發射線”,這個發射線不來自恆星本身,也不來自前景恆星和背景恆星,最終鎖定這個發射線來自一顆看不見的黑洞的吸積盤。通過這個發射線的運動情況,就能定出黑洞與可見恆星的質量比,從而得知看不見黑洞的質量為70顆太陽!這是目前為止,人類發現的最大質量的恆星級黑洞。發現70顆質量的黑洞,對大質量恆星的演化提出了挑戰。

劉台長告訴大家,這個工作說明:除了少數釋放X射線量的那些面目猙獰的黑洞,還有很多深藏不露的黑洞。他們的下一步任務是找到更多藏不漏的黑洞,這就是他們提出的“黑洞獵手計劃”,希望將來可以發現上百顆恆星級質量的黑洞。

歐陽致遠:經過世代努力,人類有望逐步把火星改造成第二顆地球

歐陽致遠院士大家都很熟悉了,他是中國月球探測工程首席科學家。他今天演講的題目是:中國要飛得更遠,要探索太陽系的星辰大海。作為探月首席科學家,他回顧了中國嫦娥四號著陸月球背面,展望了2020年中國的火星探測。

你之前有沒有想過,我們為什麽要到月球背面去?歐陽院士告訴我們,這是因為月球背面生活在地球上的人類永遠看不到。此前,人類已經在月球成功著陸20次,但在嫦娥四號之前,全都是在月球正面。月球背面有很多獨特的優勢:1、能夠進行低頻射電觀測活動;2、月球背面的岩石更加古老,能夠研究月球更早的演化歷史;3、人類探測器從來沒去過月球背面,我們要去測出來月球背面的表面環境、近月空間環境,這些都是人類的未知領域。

隨後,歐陽院士給大家介紹了如何在月球背面進行與地球通訊,利用的是一顆位於地-月拉格朗日2(L2)點的中繼衛星做接力。他強調,月球背面不光沒有外星人,甚至沒有任何生命跡象。

歐陽院士提到,由於長征五號火箭的原因,嫦娥五號采樣返回探測器推遲到了2020年年底發射,屆時將會把月球的土壤樣本帶回地球。

2020年6、7月份,中國要向火星發射自己的探測器,這個探測器包含三個部分:首先有一個繞火星的衛星,還有著陸器,另外還有一個在火星表面行走的火星車。

他表示,全世界的科學家都有一個共同的認識,通過改造火星,讓它變為第二個地球,月球沒辦法改造,太糟糕了。

他透露到,中國載人登月馬上開始籌備了,另外還要建設月球基地,開發利用月球的資源。

我們都知道,6500萬年前,一顆小行星撞擊地球使恐龍滅絕,歐陽院士也提到了這一點,他表示,如果人類要想避免和恐龍一樣的命運,就要去研究小行星。

除了研究月球、火星和小行星之外,我們還將進行木星的探測,甚至對其衛星進行探測。

探測太空除了能夠滿足人類對未知的好奇,當然還有更實用的一方面,例如太空采礦。歐陽院士告訴我們,小行星上有大量的礦產資源,有些小行星的產值可以超過全人類一年的GDP。另外,月球上有大量的氦3資源,嫦娥一號的調查表明,月球上的氦3資源至少能夠保證全人類一萬年的能源需求。

我們如何改造火星?歐陽院士表示,人類通過精細地探測火星當前的環境,掌握氣候變化的規律,通過不止一個世紀的努力,能夠把火星逐步改造成為青山綠水,環境美化的火星,變為人類的第二個棲息地。這樣,未來我們人類將有兩個棲息地,一個是地球,一個是火星,地球和火星將成為人類未來發展的姐妹共同體。這是科學家的夢想,這個夢想寄托在年輕的孩子們的身上。

王宏偉:窺視生命的精細結構

王宏偉院長首先感慨天文學家非常了不起,能夠用望遠鏡看到如此分離度,但話鋒一轉,他對大家說,他今天給大家要講的是從另外一個小尺度去看我們身體。

人類在過去幾百萬年一直用肉眼觀察周邊世界,但也一直對在更加微小的尺度上生命現象是如何展現的很感興趣。

王院長向大家介紹,在越來越小的尺度上,我們可以看見越來越精細的結構,可以看到細胞,可以看到細胞核,核裡面的DNA以及DNA更加精細的結構。但我們希望可以看得更加仔細,這樣就能夠對生命奧秘有更加精細的了解。

大約三百多年前,列文虎克他們開始研究光學顯微鏡,希望用光學顯微鏡的放大能力看到非常精細的結構,首次讓我們得以看到細胞的存在。

今天的光學顯微鏡,經過幾百年的發展已經越來越強有力,可以看到越來越精細的結構,還可以看到我們細胞裡面非常多、非常有趣的現象。我們甚至能夠看到一個細胞是如何分裂成兩個細胞的,還可以看到白細胞是如何追逐細菌的。

如果我們想看到更加精細的結構,我們需要用透射電子顯微鏡,投射電子顯微鏡的原理和光學望遠鏡類似,只是把光換成了波長更短的電子束,發明電子顯微鏡的科學家還榮獲了1986年諾貝爾物理學獎。

更上一層樓,科學家利用冷凍電子顯微鏡,可以看到更加精細的細胞結構。冷凍電子顯微鏡簡稱冷凍電鏡,三位研究冷凍電鏡的科學家曾獲得2017年諾貝爾化學獎。冷凍電鏡在過去幾年間成為結構生物學的重要工具。

什麽是冷凍電子顯微鏡?王院長給大家做了解釋:冷凍電鏡,是指生物大分子或者蛋白質分子起先呈溶液狀態,每一個分子在溶液裡做運動,把這樣的一小滴蛋白質溶液放到電鏡載網上,兩個輕輕一夾,在夾層薄薄的水膜非常快碰到液氮的情況下,就形成了玻璃態的冰,剛剛蛋白質的分子被固定到薄薄的冰裡面了。這樣的樣品我們把它叫為冷凍樣品。這樣一個樣品放到投射電子顯微鏡中觀察這叫做冷凍電鏡。

冷凍電子顯微鏡加上計算機信息處理技術,就可以建立分子的三維模型,當模型細節足夠豐富,就可以把蛋白質裡每一個氨基酸怎麽樣擺放,某一個原子怎麽樣擺放到這個模擬裡面,解析到這個蛋白質模擬對三維結構,冷凍電鏡三維重構解析,這個方法叫做結構生物學。

除此之外,冷凍電鏡可以幫助我們了解很多很有意思的生物學現象。

王院長給大家舉了個例子,他告訴大家,辣椒之所以可以很辣,是因為辣椒裡面有一種小分子叫做辣椒素,這些辣椒素與神經末梢的蛋白質TRPV1結合在我們細胞膜上面之後,讓這個膜蛋白的通道打開,讓細胞膜內部離子向內部流動,這個流動會產生電流,這個電流通過神經纖維傳遞到大腦裡面讓我們感覺到辣。同樣的蛋白也可以對溫度非常敏感,當溫度很高的時候也會打開。我們在英文裡面說感覺到這個東西非常辣(hot),其實這個說法是很正確的。

此外,王院長還列舉了清華施一公團隊對老年癡呆症蛋白質的結構解析,清華隋教授對光合作用中的捕光蛋白複合體的結構解析。還提到2019年中國利用冷凍電鏡技術解析了世界上目前解析到最高分辨率、最大的豬瘟病毒的結構。

中國過去十多年裡,建成了世界上最大冷凍電鏡的設施,在冷凍電鏡領域這些年取得了很多的舉世矚目的成就,引起世界的廣泛關注。

馬克·亞伯拉罕斯:好笑是搞笑諾貝爾獎的唯一標準

除了諾貝爾獎,大家也都聽說過”搞笑諾貝爾“獎吧?今天,搞笑諾貝爾獎的創立者馬克·亞伯拉罕斯也來到騰訊科學小會,做了精彩的演講。

他在30年前就開創了搞笑諾貝爾獎,還有一本雜誌叫做《不可思議研究》,去搜集那些讓我們意外的東西,以及讓我們一開始為之發笑、後來又讓我們思考的東西,也就是乍看令人發笑,之後又發人深省的一些研究。

搞笑諾貝爾獎的評判標準不在乎是好是壞,也不在乎可能還是不可能,評判的標準就是這個研究是否能夠讓人發笑,讓人感到有意思。

他舉了獲得搞笑諾貝爾獎的一些例子:企鵝排泄的時候會噴射出一股白色的線,有時候在照片當中可以看到這樣的情景,有專家因研究企鵝排泄壓力榮獲搞笑諾貝爾物理獎。另一個例子是,有專家研究為什麽端著接滿咖啡的杯子容易灑出來,結果發現手、杯子和咖啡處於一種共同的節奏中,然後就容易灑出來。還有人因突發奇想,想讓孕婦躺在高速旋轉的桌子上進行分娩,這樣能夠讓孩子在出生的時候甩出來,並且被一個網接住。甚至還有人研究“把羊拖過不同地形表面所費的力氣”這樣無聊的研究。

搞笑諾貝爾獎頒獎典禮是在美國哈佛大學,每年會從一萬個提名當中選出十個。如果贏了搞笑諾貝爾獎,就會得到一個獎杯,每年獎杯都是不同的設計,可以看出共同點是都由非常便宜的東西打造而成。值得一提的是,當贏得搞笑諾貝爾獎在台上合照的時候,去握手、去拿獎杯的時候,頒獎人都是貨真價實的諾獎得獎者哦。

他們也給一組來自中國、美國、澳大利亞的科學家頒了物理學獎。這些科學家測試了一個生物學原理:幾乎所有的哺乳動作尿尿都是在20秒之內,從大象到小老鼠都是差不多的時間。他們說身體的大小不會影響排尿的時長。

這個團隊還獲得了另外一個獎項,他們去探討了一下袋熊這種非常小,看起來非常奇特的澳大利亞的生物,為什麽大便是方形的?他們搞清楚了其中的原理。此外,馬克還舉了其他一些獲得搞笑諾貝爾獎的例子。

最後,他告訴大家,一年一度的搞笑諾貝爾獎每年9月頒獎,頒獎地點在哈佛,歡迎大家參加現場大會。如果你有讓他搞笑的研究,也可以告訴他們,說不定下一個獲得搞笑諾獎的人就是你。

戴偉:不懂化學的人容易被忽悠

在今年的科學小會現場,來了一位有用中文講了23年化學課的牛津洋博士戴偉(David G. Evans)。戴偉1996年9月到北京化工大學,2002年被北京化工大學聘為特聘教授。

一上場,戴偉就給觀眾做了一個用二氧化錳催化雙氧水反應放出氧氣和生成水的實驗,他告訴大家,做實驗首先要注意安全,要戴好護目鏡。

緊接著,他介紹了化學的重要作用,他說,150年前,英國人出生時的預期壽命是50多歲,現在是接近80歲,有沒有產生這種疑問?如果我們可以排除化學的不良作用,我們都可以活到100歲,是這樣嗎?為什麽150年前這個壽命是40歲、50歲左右?首先是飲用水不乾淨、糧食不夠、傳染病沒有辦法治。這三個大問題怎麽解決?就是靠的化學家。

1、飲用水不乾淨是由化學家解決,用漂白材料以及氯氣等消毒過的水是乾淨的;2、營養不足誰解決呢?就是化學家。科學家把氮氣想方設法變為氮肥,你們可以說,我不要你的化肥,我吃綠色食品就行,但是全球的人口七十億人,如果都說我不要化肥就吃綠色食品,恐怕50%的人就餓死了,糧食根本不夠;3、傳染病誰解決?也是化學家來發明很多新型抗生素。

他向大家透露,北京化工大學國家重點實驗室發明了很多有用的材料,其中一種三明治結構的材料用途非常廣泛,從塑料大棚到電線的阻燃劑,從阻燃劑到瀝青路面的保護等。

在生活中,不懂化學的人容易上當,戴維說,鹼性水25塊錢一瓶,普通的水1塊錢一瓶,對你人體的效果一樣。還有許多商家宣傳不含化學成分的化妝品,這是不可能的,不用多花錢買很多所謂不含化學物質的化妝品。另外,戴維還糾正了我們一個錯誤的想法,那就是“天然的就是好的,人工的就是不好的”。他舉例說,森林中的蘑菇都是純天然的,沒有化肥農藥,但如果不是蘑菇方面的專家,你敢吃嗎?有些純天然蘑菇吃一口要死人的。

2011年開始,戴維跟小朋友們做實驗,幾十人跟他們一起做實驗,然後跟幾百個人演示實驗。兩年之前,他們開始用最先進的平台——短視頻的平台傳播化學,讓更多的人了解化學。

張勝譽:“遇事不決,量子力學”?具體問題具體分析

“遇事不決,量子力學”,張勝譽以這句最近比較流行的段子開頭,引大家會心一笑。他表示,當然不是什麽搞不定的事情往量子上一靠就搞定了,但社會上確實出現了像“量子波動速讀”這樣的偽科學概念。

張勝譽告訴大家,量子力學主宰的領域和經典力學不一樣,微觀世界有很多有趣的現象。他分別給大家講了量子疊加態、量子力學中的測量問題以及量子糾纏的原理。緊接著,他開始講到量子計算,量子計算機在某些方面有普通計算機無法比擬的優勢,例如,大數分解。量子計算機不到一分鐘就能算出的東西,經典計算機算到天荒地老都未必能算得出來。這樣的話,以大數分解為基礎的密碼就很容易破解。

他給大家劃了一下重點,並不是所有問題量子計算機都可以迎刃而解,很多問題我們理論上知道,量子計算機沒有幫助或者有幫助並不是特別大,我們明白有一些計算問題量子計算機有問題,有一些沒有幫助,所以整個量子計算就是研究這樣一些根本問題,就是哪些計算問題量子計算機有幫助,有多大幫助及我們如何實現這些幫助,這就是量子計算的根本性問題。

量子計算整個再往下發展,會有很多的方面遠遠不止密碼學的影響,還有其他應用,人工智能、物理、化學、製藥、材料等等,騰訊量子實驗室也在剛才所說的這些方面一直努力的持續探索。

除了騰訊,有很多的國內外的大的企業都在這個方面持續一起攜手發展。他舉了一個例子就是AT&T貝爾實驗室,30年代發明的晶體管、糾錯碼、信息論、太陽能電池、雷射、CCD、Unix作業系統,你學習了編程就會熟悉“C++”這樣的編程語言等等,整個歷史有九項工作奪得了諾貝爾獎,四項工作奪得了圖靈獎。

為什麽有這樣的現象?學術界到企業,企業做基礎科研有沒有自己的可能性,企業做科研有很大的優勢,有自己的一些特點:

第一,從很多實際產業問題出發作為一個重要的而且是一個真實的推動力有很多的實際場景以及數據;

第二,可以有更多的專業背景人放在一起密切的交流。一些現實問題像撰寫論文以及申請基因壓力比小,日常的事務效率比較高。

最後,他表示,持續推動科學家前進的,不是說求名或者是求利,也不是說求說話有一言九鼎的權威感,更不是說得到生活上的特殊待遇。而是追求一種真,一種美,一種對萬世萬物更深刻的理解,一種對人類生活更有意的改變。

蒂姆·阿彭策爾:科學是人類文明進步的基礎動力

Science主編蒂姆·阿彭策爾(Tim Appenzeller)登台演講。他首先向大家介紹了Science雜誌的特點。他表示,大部分科學相關的雜誌或期刊都是選擇一個比較小的主題,比如隻寫關於細胞的信號,或者關於鳥類的文章等等,但Science不太一樣,Science覆蓋科學的方方面面。

Science每年年末都會選出年度重大科學發現,每年都可以看到非常多的新工具、新科技出現,這給了科學家新的方式探索自然界。還可以看到來自不同領域的專家,來自不同國家的科學家彼此合作,他們的新想法進一步推動了科學進步。

蒂姆給大家舉了人類起源相關進展的例子,他表示,我們是從哪兒來的?以前科學家只能依據化石零零碎碎拚湊出來我們祖先的故事,這些大部分化石來自於非洲以及歐洲。

十年前,科學家在西伯利亞山洞中發現丹尼索瓦人化石,通過DNA分析這塊化石,可以生成丹尼索瓦人的樣子,他們臉孔比較空,牙齒比較大,下頜比較大,古人類臉龐的重現,靠幾個分子就可以做出來了。這讓我們看到了全新古人類起源的故事。

稍後,蒂姆探討了基礎科學與技術進步的關係。他表示,科學驅動經濟,但科學回報不一定會來得非常快,現在的AI讓智能手機變得非常智能,但這並不是來自於工程師,是來自於基礎科研的結果。

今天,鋰電池在生活中非常重要,不但每天點亮著我們的手機,更能驅動長續航電動汽車,其實鋰電池來自於70、80年代基礎科學對材料的研究。

2013年,癌症免疫療法取得了突破,所謂的免疫療法是指,通過我們自身的免疫系統,不做手術、不吃藥來抗擊癌症。這在當時是一個非常前沿的領域,沒過幾年,現在已經進入了臨床實驗階段,甚至有一些癌症已經能夠被免疫療法所治愈了。

最後,蒂姆講到大家都比較熟悉的“人類直接探測到引力波”的故事。他表示,人類利用雷射引力波干涉儀(LIGO)探測到13億光年之外的雙黑洞合並事件,這表明了基礎科學不僅僅是為了治病救人和現實應用,還能夠用於探索宇宙。

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