聚焦基础研究,这是浦江创新论坛上的复旦声音!

作者:梁启越 殷梦昊摄影: 视频: 来源:融媒体中心、科研院、澎湃新闻发布时间:2023-09-21

由中华人民共和国科学技术部和上海市人民政府共同主办的浦江创新论坛,创设于2008年,缘起于探讨中国迈向创新型国家进程中的瓶颈问题,如今已走过十六个年头,已成为具有广泛影响力的高层次国际创新论坛。

人类健康、气候变化、能源安全……面对这些棘手的全球性挑战,科学界应如何行动、作何选择?今年9月9日至11日,被誉为中国科技外交“会客厅”的浦江创新论坛,再次高朋满座。来自30多个国家和地区、12个国际科技组织的中外嘉宾汇聚一堂,围绕“开放的创新生态:创新与全球链接”主题,为打造开放、公平、公正、非歧视的科技发展环境而凝聚共识,携手同行。

作为浦江创新论坛的重要合作者之一,复旦大学从2014年至今已连续参与十年,承办未来(科学)专题论坛,参与主办2023浦江基础科学发展论坛等,不断在这个全球创新人才的“引力场”上发出复旦声音,见证和亲历创新驱动下的时代发展。

金力:持续推进“人类表型组计划”,解开生命科学的系统“奥秘”

俗语中,指纹上的“斗”(圆圈形纹路)和“簸箕”(非圆条纹)隐藏着智慧和富贵的密码,甚至决定着一个人的穷达。当然这只是一种迷信的说法,指纹虽无关穷达,但或许隐含着人类健康的密码。

指纹“斗”和“簸箕”背后的基因,竟然与皮肤发育无关,而和肢体发育有关;由5种代谢物组成的复合分子表型,可以很好地预测未来5年内老年痴呆的发病情况……9月10日,在浦江创新论坛全体大会上,中国科学院院士、复旦大学校长金力,介绍了由中国科学界引领的人类表型组大科学计划最新科研成果。

金力在浦江创新论坛全体大会上发言

如果说基因是一种内在的密码,那么由基因和环境相互作用的表型就是密码的一种外在表达,比如高和矮、单眼皮和双眼皮。生命科学研究,说到底是要弄清楚表型背后的生物学过程。这是一件非常困难的事,直到科学家将表型和基因关联起来,使得遗传学进入“基因组”时代。“我将其称之为‘开了一扇后门’,找到了更加高效的方法研究生命科学。”金力说。

“人类基因组计划”就此启动,历时10年,几十个国家的科学家参与,最终在2001年正式宣布完成,对生命科学领域产生了巨大影响。然而,由于遗传机制和表型的复杂性,以及环境暴露存在的复杂影响等原因,人类基因组研究遭遇了瓶颈。

对此,金力提出,有必要对研究范式进行转变,积极开展人类表型组研究。所谓表型组,就是人体所有生物特征的结合。中国科学家在2015年的香山科学会议上最早正式倡议发起“国际人类表型组计划”。2016年,首届国际人类表型组大会召开。2018年,中国科学家引领提出了一个大科学计划——人类表型组国际大科学计划,国际人类表型组研究协作组正式成立。这一最早发起于上海的大科学计划,目前有20个国家的24个科学家团队加入,已达成4项国际共识,包括优先推进方向、数据共享与开放共识、SOPs框架指引以及共建PhenoBank(全球人类表型组协同研究系统)。

“人类表型组研究相当于‘走前门’,目标是建立不同人类表型之间的关联图,为未来的生命科学研究绘制一张‘导航图’,而不再是在黑暗中探索。”金力透露,该计划的最终目标是在未来构建生命医学的精准导航图,如今科研团队已经基于在上海进行的千人核心队列研究绘制了导航图1.0版本,这是人类历史上第一张表型组导航图。这张图谱在发现肢体发育相关基因决定指纹花纹表型的的研究中发挥了关键作用。

“这个基因实际上不是与皮肤有关,而是与上肢发育有关,这在很大程度上颠覆了我们之前对指纹的认识。”金力表示,研究团队目前已找到超过150万个表型与基因之间的强关联,有的可提前5年指征阿尔兹海默症的发病,有的可提前4年对消化道肿瘤进行早期诊断。

这些研究发现,令科学界欣喜,也带来了更多的对未知的好奇。“我们已解释的问题还不到万分之一,更多的关联等待揭示和研究。”在金力看来,生命科学的研究对象是遍布全球的人,因此推进大科学计划就像建设人类命运共同体一样,国际合作的重要性日益凸显。他强调,未来,范式变革将持续策动原始创新,推进对人类生命的更深入认识、提升人类健康福祉,需要全球科学家通力合作,“我们需要一个科学共同体,这是人类生存和发展的必要条件”。

未来(科学)论坛:依托大科学装置,促进国际科技合作创新

未来(科学)论坛是浦江创新论坛的重要专题论坛,聚焦科技前沿,交锋学术思想、传播科学真理,已经成为上海和国家科技创新的一张重要名片,在推动中国和世界科技创新、促进国际科技合作交流方面发挥了重要作用。

2014年,复旦大学受邀成为未来(科学)专题论坛的坛主。今年不仅是复旦连续第十年受邀承办未来(科学)论坛,更是首次把论坛办进了校园里。9月12日上午,未来(科学)论坛在复旦大学江湾校区举行,主题聚焦“大科学时代下的物理基础前沿:大科学装置与国际合作创新”。

探索原子核及亚核尺度物质深层次结构和规律是物理学的基本问题之一,也是重大基础研究难题。世界主要国家纷纷开展基于大科学装置的国际合作实验,不断强化基础研究创新部署,努力占领基础科学前沿和高技术结合的主动权。当天,多位核物理、粒子物理、粒子加速器领域的顶尖科学家济济一堂。论坛由复旦大学科研院院长、中国科学院院士马余刚主持,复旦大学副校长、中国科学院院士张人禾致辞。

张人禾指出,大科学装置是基础科学前沿和高技术结合的制高点。当前,新一轮科技与产业革命蓬勃兴起,国际环境发生深刻复杂变化。我们要牢牢把握这一重大时代机遇,围绕大科学装置,构筑基础研究国际合作平台,响应习近平总书记“以更加开放的思维和举措推进国际科技交流合作”的要求。他期望与会嘉宾可以形成更多共识,为推动物理基础前沿创新分享观点、交流智慧,并使观众对高能物理、国际合作实验和大科学装置产生新的认识和理解。

第十四届全国人大社会建设委员会委员、中国科学院院士詹文龙的报告主题为“惠州核科学中心缪子研究展望”。缪子是自然世界的基本粒子之一,缪子研究既是探索物理学基本规律,也在超导和成像等方面有广泛应用前景。目前位于广东省惠州市、列入国家“十二五”规划、被誉为“国之重器”的两个国家重大科技基础设施——强流重离子加速器(HIAF)和加速器驱动嬗变研究装置(CIADS),正在紧锣密鼓地建设中,是我国在粒子与核领域、能源领域具有国际领先水平的大科学装置。詹文龙在报告中介绍了依托该装置开展缪子研究的方法、计划和广阔前景。

上海光源科学中心主任、中国工程院院士赵振堂带来了“中国同步辐射与自由电子激光装置的发展现状与前景”的主题报告。众所周知,大科学装置——上海同步辐射光源是上海乃至我国科研的名片之一。在报告中,赵振堂介绍了相关装置的运行原理、性能指标,重点讨论了我国正在规划建造的新一代北京、合肥光源和自由电子激光装置。他期待这些最先进的大装置会在未来成为前沿领域研究不可替代的工具。

外专高端学者、北京航空航天大学/东京大学教授Toshitaka Kajino围绕“通过国际合作开展核天体物理研究”这一主题分享了关于他组建大爆炸宇宙学与元素起源国际交叉科学研究中心并开展相关研究的情况。他介绍了宇宙起源、大爆炸核合成等概念,并以跨学科的视角讨论了锦屏深地实验、江门中微子实验、引力波等研究现状。他强调开展国际合作,不仅对大装置实验意义重大,对理论研究也至关重要。近年来,他致力于推进年轻学生的国际交流,帮助他们开拓学术视野。

马余刚的报告主题为“RHIC-STAR实验与中美国际合作”。过去20年内,围绕美国布鲁克海文国家实验室相对论重离子对撞机开展的高能核物理国际合作研究,被誉为“中美科学合作的成功典范”。作为牵头科学家和中方负责人,马余刚回顾了双方开展共同研究的重要经历以及取得的重大学术成果,例如,首次发现了反超核、首次发现目前最重的反物质——反氦4等。他引用习近平总书记所说“人类要破解共同发展难题,比以往任何时候都更需要国际合作和开放共享”,因此在当前复杂多变的国际环境下,要坚持推进科学交流。

欧洲核子研究中心高级研究员、ALICE国际合作组前发言人Luciano Musa以“ALICE实验与中欧国际合作”为题,报告了他作为大型对撞机实验国际合作组负责人,开展和推进与中国科学合作研究的过往和现状。欧洲核子研究中心的大型强子对撞机是目前世界上最大、最先进的对撞机,是基础物理研究和高新技术的制高点,由全球科学家共同参与,我国于上世纪90年代逐步加入该国际合作研究。他介绍了高能核物理、夸克胶子等离子体研究的目标,总结了ALICE实验近年取得的亮点成果,特别感谢了中国科学家对实验组的重要贡献,也希望未来能有更好的合作和发展。

法国IJC实验室研究员、Belle II国际合作组发言人Karim Trabelsi以“Belle实验与国际合作”为题,报告了Belle实验中推进国际合作研究的进展。Belle实验位于日本筑波,是国际领先的开展B介子研究的粒子物理实验装置,我国科学家也一直活跃其中。他介绍了国际合作对开展Belle实验的重要性,各参与国在贡献学术思想和技术的同时,彼此间相互学习,这正是依托大科学装置开展国际科学合作的根本目标:人类作为一个命运共同体,携手贡献智慧、探索自然。他也期待中国科学家能在未来发挥更大作用。

在互动对话环节,六位专家围绕大科学装置的发展、未来国际科技合作等展开了热烈的讨论交流。詹文龙、赵振堂和马余刚再次总结了我国正在布局和建设的大科学装置。三位外籍专家则分享了在推动与中国的国际合作研究中,印象最为深刻的亲身经历。最后,六位专家对“大科学时代”下的合作与创新进行了展望,并对青年科学家和学生提出了关于学术和人生的建议。

此外,今年7月24-26日,由上海市科学技术委员会、上海市教育委员会、复旦大学、清华大学丘成桐数学科学中心共同主办的2023浦江创新论坛会议季活动——浦江基础科学发展论坛举行。近40位顶尖科学家聚焦“基础科学的现状与未来”,围绕基础科学研究进行深入交流。

9月10日,浦江创新论坛发布2023年度“寻找青年的声音”精选的十位入选者名单,中国生物医学工程学会会员、复旦大学青年副研究员、复旦大学义乌研究院副研究员刘超,复旦大学青年研究员曾裕文入选。浦江创新论坛已连续三年发起“寻找青年的声音”征集活动,旨在为青年人提供更多的展示机会和交流平台,促进青年人才的成长和发展。

制图:实习编辑:责任编辑:李斯嘉

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