从上至下分别是胡安宁、徐文东、杨振刚、王琳
编者按：为庆祝建校 114 周年，复旦大学第 53 届科学报告会于 5 月 21 日举行。会上，复旦大学社会发展与公共政策学院教授胡安宁、附属华山医院教授徐文东、脑科学研究院研究员杨振纲、环境科学与工程系教授王琳等四位学者，分别作为不同学科大类的代表作主题演讲。他们结合国家经济社会发展与人类文明进步需求，解析各学科关注的社会热点问题和科学技术问题，交流学术心得和成长体会。近 300 名师生在现场共享这场学术“盛宴”。本期校报摘要刊登四位学者的演讲内容。
每年校庆期间举行科学报告会这一学术传统肇始于上世纪 50 年代。为推进全校科研活动，时任复旦大学校长的陈望道提议在校庆日举行科学讨论会，使科研和教学相互促进。依据陈望道发起的“以促进科学研究为中心”的倡议， 1954 年复旦校庆时举行了首届科学讨论会，并由此成为复旦的传统。从 2009 年开始，学校决定在每年 5 月下旬举办学术文化周系列活动，弘扬复旦的学术传统，凸显复旦的文化传承，彰显复旦学者特别是中青年学者立足前沿、服务国家的志向和情怀，激发广大师生投身学术、服务社会的热情和行动。
老龄化时代的代际互动
社会发展与公共政策学院教授胡安宁
老龄化时代的代际互动研究与当下社会的情况贴合得非常紧密。关于中国社会，有一点大家已经达成共识，那就是老龄化真的来了。按照国际惯例，通常而言认定一个社会进入老龄化的标准是 65 岁以上人口占比超过 7%。中国在多年以前便已经达到这一标准，标志着老龄化时代的到来。
大家都知道人到了老龄阶段以后需要照料。但有研究表明，中国老年人平均而言不太愿意接受专业机构的照料。也就是说，大多数的老年人都不太愿意离开子女和家人，到专业养老机构去养老。这种情况下，代际关系就显得非常重要。父母跟子女的代际关系是双向的，一方面是从父母到子女，另一方面是从子女到父母。
从子女的角度来看，说到与父母的关系，大家一定会想到中国传统的孝道。孝道不是静止的，随着时代推移，其内涵也在不断地变化和丰富。如今大家普遍认可对孝道的描述有两个基本维度，一个是尊尊，一个是亲亲。尊尊强调权威关系，亲亲更多地强调血缘联系。譬如为了达成父母心愿，子女不惜放弃个人的坚持，一定要想办法生个男孩，这就属于权威性孝道，体现的是孝道中的尊尊；而子女感激父母、善待父母，体现的则是孝道中的亲亲。如果强调“老子是老子，子女是子女”这样一种观念，那么子女在实施孝道的时候更多偏向于经济支持。但是，如果强调相互性的孝道，则子女更多地对父母进行情感性的支持。
如果从老年人的角度来看，他们在选择照顾人的时候则会呈现出一定的偏好。有一个普遍的现象，那就是老年人都喜欢隔代联系，如果子女又有了孩子，老年人特别希望有孩子的子女来照顾自己。还有一个比较有意思的现象，子女如果之前给老年人提供过帮助，老年人通常会偏爱这个子女，而不是说子女之前受过老年人的帮助，老年人觉得子女应该回馈自己。此外，“一起住”这个想法，只有在农村比较突出，在城市当中大家都不太在乎。多个子女中的长子女和最小的子女则更有可能被父母选中作为照料者。
最后，我们可以了解一下子女父母之间的代际联系如何互动。研究发现，父母从女儿那里获得的照顾要多于儿子，但是在情况允许的情况下，会将各种资源投资到儿子身上。因此，代际互动具有性别上的非对称性。
总之，中国社会进入老龄化时代后，老年人的实际生活质量，一定程度上取决于子女的支持。但是代际互动过程比想像的要复杂得多，我们需要将子女的所言、所做与老年人的所想、所需联系起来。
可塑的力量：神经的修复与再生
附属华山医院副院长、主任医师、教授徐文东
神经损伤在临床非常常见。周围神经损伤主要由车祸、外伤等引起，而像脑卒中这一类型的中枢神经损伤则是由脑血管病变引起的、以局灶性神经功能缺失为特征的临床症候群。随着人们饮食结构的变化和生活节奏的加快，脑卒中的发生率越来越高，并且有年轻化的趋势。
脑卒中的特点有“三高”，即高发病率、高致死率和高致残率。值得庆幸的是，随着医疗技术、急救水平的提升，脑卒中的死亡率已经逐年下降。但是，脑卒中后遗症带来的肢体运动功能障碍严重影响了患者的日常生活，给家庭和社会带来了沉重的生活和经济负担。我国大概有 2500 万脑卒中患者，且每年新增 200 万脑卒中患者，这是一个数量庞大的人群。对于损伤的神经系统而言，有一个专业词语叫做“神经再生”。那对于神经再生的认识是怎么样的呢？目前认为周围神经损伤是可以再生的，但是再生的效率非常低，成年人损伤的神经一天长 1–2 厘米。譬如对于上肢神经的修复，如果脖子部位的神经断掉了，则存在至少 70 公分的神经再生的生长距离，大概 1-2 年的时间才能完成这段神经的修复和再生，而到那时肌肉因为缺乏神经的营养萎缩了。这是一个世界难题，大家一直都在进行着研究。而中枢神经的损伤，再生能力更有限，目前认为基本是不能够再生。
神经系统分为周围系统和中枢系统。在 20 年前，周围神经系统和中枢神经系统基本是分开研究的。现在认为，这是一个完整的体系，周围神经损伤也会引起大脑的变化，这属于脑功能重塑、大脑可塑研究领域。周围神经损伤修复以后，大脑重塑变化规律现在基本上已经研究清楚了，损伤了以后原有大脑功能区被周围代表区所侵占。其实，身体外周每一个“零部件”，在大脑里面都有“司令部”，而且位置相对固定，修复后会重新激活。
正常大脑皮层里面的每个脑功能代表区，司管的身体区域不是按照人的身体的比例来分配的。人的手相较躯体的体积占的比例很小，但是却占脑功能区的三分之一，另外脸也占三分之一，脚和躯干占剩下的三分之一。这是因为手很精细，脸表情很丰富，所以大脑需要更大的功能区来进行支配。
如果因为外伤造成了上肢的缺损，那么大脑里本来手的位置，就会重塑变成脸的位置，即脸侵占了原本是手的位置。2000 年法国实施了世界首例异体手移植，大脑重新控制了双手，而且双手的脑功能代表区重新回到原始的区域。这说明大脑会变，即脑功能重塑。
我和我的团队关于健侧颈神经移位术治疗一侧中枢神经损伤后肢体偏瘫的研究成果论文，是 2018 年唯一一篇中国外科学领域发表于《新英格兰医学杂志》的原创新术式文章。我们的做法包括，比如左脑损伤导致右手瘫痪了，那就找出颈部的外周神经，将右脑控制左手的 20%的外周神经进行切断，左右互换又做了交叉，移位至右手，这样就可以实现一侧脑部司管双侧上肢，而且并不影响健侧肢体的功能。颈神经移位术可能是神经系统修复再生的全新思路，所以《新英格兰医学杂志》同时发文，评论颈神经移位术是利用外周神经系统解决中枢神经系统损伤的问题，这一全新途径可以为深度洞察和研究神经生理提供良好的机会。该研究成果论文还入选《新英格兰医学杂志》“2018 年最受瞩目论著”之首，被认为可能改变人类的医学行为。
我的老师顾玉东院士说过，做一个合格的、真正的医生并不难，只要把病人的痛苦看成自己的痛苦，能够解除病人的痛苦，就能做到。但是要做出色的医生就要求更高，要为了解除病人痛苦，不断追求、不断拼搏，有所创造和发明。他用“四心”教诲我，即“对病人有同情心、对工作有责任心、对工作有团结心、对事业有进取心”。而同情心是一切医学的原动力，医生看着病人非常痛苦的样子，将心比心地要解除病人的痛苦，这是医学创新的源头。
在勇于创新、改革开放再出发的伟大新时代，我觉得要成为一名好医生，还要对世界有好奇心、对得失有平常心、对科学有执着心。
创新强则国家强：让我们的大脑与创新共舞
脑科学研究院副院长、研究员杨振纲
大脑是创新的“发动机”。那么，创新的决定性有多大呢？其实，一个国家的强盛，一定是国家的科技创新强盛了。
大脑经过了数亿年的进化，现在最难弄清楚的是大脑的结构和功能。人类的大脑不是最大的，拥有最大大脑的是大象，还有一部分鲸鱼的大脑也比人类的大脑大，但是人类占据了哺乳动物“顶峰”。脑科学研究不仅是当前国际科技前沿的热点领域，也是理解自然和人类本身的“终极疆域”。
大脑中有关学习记忆最关键的地方之一是海马。海马与短期学习记忆有着重要的关系，因此老年性痴呆患者最早表现为当下的事情记不清楚了，但长久事情还记得，直到病情严重以后，长久事情才会记不清楚。
我们对人类的“近亲”猕猴以及人脑本身进行了研究，发现随着年龄的增长，大约 10 岁左右，人脑就不再产生新的神经元了，为此我们把这个领域以前某些教科书式的观点给“推翻”了。换句话说，我们的学习和记忆，与新生的神经元没有关系，所以当研究成果论文发表后，短短一年就被引用了 260 多次。我们相信这个结论的正确性并经得起时间的检验。
大脑中对运动、听写、视觉、抉择等都有很好的功能分区，这些区域之间都有很好的连接。换句话说，假使一个区域有问题，别的区域可以顶替一部分。由于人脑的体积很大，连接很多,通路很多，因此有着很强的可塑性，以及很强的学习和记忆能力。所以每个人在某些方面，都有与众不同的特质。
实际上每个人的智商和情商以及其大脑的结构，综合起来看，差异不太大，但每个人都有其独特之处。如果用核磁去扫描大脑，同样会发现每个人脑都具有自己独一无二的特征。我们一定要善于发现每个人的独特之处，并最大程度地激发每个人去创新、去努力。
追逐大气中最小的颗粒物
环境科学与工程系教授王琳
说到大气颗粒物，多数人有可能第一时间想到的就是大气污染。比如，2013 年 12 月 6 日，在上海就有一次非常强的大气污染过程，那一天最高 PM2.5 值达到 600 个微克每立方米，站在复旦校园都看不见光华楼了。但是，我们研究大气颗粒物并不仅仅是因为其带来了雾霾。
根据空气动力学直径，大气颗粒物可以分为悬浮颗粒物、可吸入颗粒物、细颗粒物、极细颗粒物。颗粒物粒径越小，表面面积越大，吸附有害物越多，侵入机体越严重。大气颗粒物对健康的影响表现在多方面，首先对呼吸系统有影响，这是非常直观的感受，如果大气颗粒物污染比较严重，大家喜欢戴面罩；其次对心血管系统有很大的影响，这也是我国心血管疾病发病率高的重要原因。此外，大气颗粒物有很强的气候效应，可以带来气候变化。
太阳光是地球的能量来源，但是当太阳光照射到地球时，如果有大气颗粒物，其就有可能对太阳光进行散射，改变了地球的反照率，从而改变了地球的能量平衡。物理学知识告诉我们，当大气颗粒物直径等于入射光波长，散射系数最大时，散射效率最高。太阳光可见光的波长在 400-700 个纳米区间，而 PM2.5 的空气动力学直径小于等于 2.5 微米，也就是 2500 纳米，因此部分大气颗粒物对太阳光有非常强的散射作用，会有效地改变地球反照率。除了散射以外，大气颗粒物还可以吸收太阳光，也可以改变地球辐射平衡。
除了直接的气候影响，大气颗粒物还可以作为云凝结核。部分大气颗粒物在比较高的湿度下，可以吸湿，变大后可以形成云滴，最终形成云，且不同的云对气候也有不同的影响。总之，大气颗粒物既影响健康，又影响气候变化，这也是我们去研究大气颗粒物的原因。
说到大气颗粒物，我们来讨论一下它的来源。大气颗粒物的一次生成来源是非常直接的，包括工厂、汽车尾气等都可以直接排放大气颗粒物。同时，大气当中还有大气颗粒物的二次生成过程，这一方面包括大气中的低挥发性有机化合物，可以在空气当中已存在的颗粒物表面冷凝沉降，从而增加颗粒物质量的浓度。另一方面包括在空气当中的部分气体分子，例如有两个气体分子通过随机碰撞，碰到一起，如果两个分子之间存在稳定的氢键从而形成稳定的含有两个分子的分子簇，这样就有了从气体分子到由两个分子组成的分子簇，如果第三个分子又撞在这个分子簇上，有一个可能的结果是分子簇继续长大。这样的话，在空气当中，从气体分子，到由两个分子组成的分子簇，再到由三个分子组成的分子簇，逐渐长大，形成纳米颗粒物。这个过程是一个从无到有的过程，一开始是气体分子，然后开始形成大气颗粒物，并增加了颗粒物的数量浓度，而且其也是一个气体向颗粒物的相变过程。
其实，在大气条件不同的地方，大气新粒子形成最小颗粒物的形成机制是不一样的。在中国的京津冀、长三角、珠三角地区，甚至乌鲁木齐、兰州等地都有很多这方面的研究。但是，在我们所开展的相关研究之前，上述各地大多数进行的是表象研究，什么叫表象研究呢？就是只记录最小颗粒物的形成过程，但是无法回答这些最小颗粒物的形成机制。我们非常想回答这个科学问题，如果我们能够把最小颗粒物的形成机制说清楚，我们就有可能为国家制定相应的政策措施提供实质性的帮助。
我们所开展的研究的大气条件差不多是 PM2.5 浓度在 50 个微克每立方米，做观测的地方是复旦邯郸校区第四教学楼的楼顶。我们在楼顶上做了五、六年的观测，最后在《科学》杂志发表了一篇“含金量”较高的研究成果论文。
我们在复旦邯郸校区第四教学楼楼顶看到的所有外场数据，都几乎和实验室的硫酸 - 二甲胺机制吻合。这给予了我们一系列证据，证实硫酸 - 二甲胺 - 水三元成核机制能够解释上海最小颗粒物的形成机制。此外，我们根据硫酸、二甲胺的浓度模拟出来的成长速率，可以解释实测到的最小颗粒物的成长速率，为这个机制提供了额外的证据。
同时，近期我们还发现硫酸 - 二甲胺 - 水三元成核机制同样可以解释京津冀地区最小颗粒物的形成机制。由此也表明，该机制有可能是中国城市大气中大气新粒子生成也就是最小颗粒物形成的普遍机理，如果着手对这些污染物进行治理，有可能减少中国城市大气里面最小颗粒物的形成，也有可能对中国大气污染治理有着潜在的帮助。
