Part.1

2053年，世界的樣子

與30年前相比，2053的時空仍遵循經典力學。

引力（F）沒有隨時間膨脹，光線也沒有隨歲月偏轉。

這里的大樓，和30年前一樣仍然那么科幻。

它們并沒有被空氣氧（O）化，也沒有被海風腐蝕。

他們矗立在城市的中央，一直在證明牛頓力學是文明的基石。

但人心變了，與30年前相比。

我們變得更加從容和自信，更加豁達和寬容。

相信生命是一個熵-的過程，但又無可避免的制造熵+

相信社會進步是一種積分過程，而不完全是功利的h/2π量子化。

2053年的中國，我們的科學家正在試圖統一四種力。

2053年的華人，諾獎不再只是難以企及的夢想。

這個時代，想像力沒有被社會吸引而彎曲，原創力被科學引擎推動得更加張揚。

可回溯到30年前，中國又是什么樣子的。

Part.2

2023年，又是什么樣子

2023年，那是一個相對浮躁的年代。

有一部分人開始懷疑F=M（dV/dT）萬物皆可控。

不再認為麥克斯韋電磁轉化Φ=B·S·cosθ天經地義。

在不確定性中行走了一段距離后，相信不確定性才是真理，甚至相信混沌定理開始席卷世界。

像銫一樣安定是“極小概率C”，波動可能才是“大數定律”。

特別是在科學方面存在自我懷疑：

我們的原創力有點弱？

當然，并非人人如此。

一些年青科學家在理論和實踐中奮勇前行，我們有著頂尖原創天賦。

一些機構也給予這些人力量，在科學方面我們一樣取得偉大成就。

2023年的努力與專注，沒有想到孕育出2053年的奇跡。

Part.3

那些年，種下了一顆顆種子

回首2023年，足足過去30年了。

當時在時光縫隙中撒下的科學種子，

如今已成為引領世界前行的燈塔。

亮著的實驗室在提問，不眠的研究者在回答。

《問道前沿：科技如何構筑我們的未來》這本書，就是一種時代的見證。

作者：楊國安

發行時間：2023年

一句話推薦：一本書讓管理者、產業人士、投資人、科研人員等看清趨勢洞見未來。

這個時代的未來布局者，既要目光長遠，又要謹慎用心。

這個時代的科學家們，既要保留理想主義，又要應對現實壓力。

從2053年回頭來看，那是一個高瞻遠矚的時代。

在迷茫中尋找并堅定目標，更值得尊重并細細揣摩。

這本書記錄的這些科學家，都是“科學探索獎”的獲獎人。而“科學探索獎”激勵的這些科學家，一個個成為科學帶頭人。

“科學探索獎”于2018年設立，是一項由新基石科學基金會出資、科學家主導的公益獎項，是目前國內金額最高的青年科技人才資助項目之一。

為鼓勵科學家們心無旁騖地探索科技“無人區”，“科學探索獎”每位獲獎者將連續5年、獲得總計300萬元資金。五年來，“科學探索獎”評選了248位獲獎人。

對一個國家而言，基礎科學的投入和發展，影響其未來中長期的競爭力。

這本書的作者、騰訊集團高級管理顧問、青騰教務長楊國安2023年9月表示：

龍頭企業是需要有使命感去支持基礎科研的。除了自身要加大科研投入，企業也可以利用資金靈活等優勢，做一些基礎科研的創新資助。今年是科學探索獎五周年，五年來，騰訊探索了一套社會力量資助基礎研究的創新機制，希望成為國家的有益補充。

目標純粹，就是種下一粒粒的科學種子，未來將在華夏各地生根發芽。

受訪的每一位科學家都需要回答一個問題：

在這個領域，

你覺得30年后的中國會是什么樣的圖景？

30年后的中國，在當時的那些科學家眼中，是什么樣子呢？

通過聆聽這些科學之心的對話，窺探未來的科技中國。

Part.4

30年后，中國是什么樣子？

與30年前相比，中國不僅在科學探索上取得了顯著進展，更在社會文明和人文精神方面也煥發著嶄新的活力。而這一變革的推手，正源自一群懷揣科學夢想的杰出科學家。

書中將問題聚焦于生命科學、能源環境、數智科技這三個與生活密切相關的科學領域，用一年多的時間，訪問在這些領域內進行前沿研究的科學家。

通過記錄這15名優秀青年科學家的故事，沉浸式領略科學思考和行動的軌跡。

生命科學領域，科學家們對細胞、蛋白、基因等微小生物單元進行深入研究。

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李毓龍（北京大學）

—研究領域—

神經生物學

這個領域的研究和發展，面臨的最大挑戰是什么？如果讓你來描繪你所在領域中國30年后的未來，你能想象到的是什么樣的圖景？

我覺得現在最大的挑戰其實在“人”上。比如，我們現在的工作在全世界是領先的，給很多優秀的科學家、前沿的研究提供了新的工具，但事實上，我們的合作者中，國外的科學家比國內的科學家還多。中國的科技水平在發展，但是頂尖的科學家還是比較少的。現在，我們國內有不少好的研究所，比如在北京、上海等地，研究水平是相當不錯的，世界領先，但是從平均水平上來說還遠遠不夠，比如在沿海和內陸的，受經濟發展的影響，研究所的研究水平參差不齊。

我之前在美國留學，發現在其排名前100的大學中，即便是第100名的大學，可能都有非常好的甚至諾貝爾獎級的實驗室存在。但是在中國，最好的可能全世界領先，但排到第100個，這種世界領先的研究團隊就沒有了。

我希望有更多優秀的年輕人參與進來，而且是不同學科的人。腦神經科學的復雜性，其實提供了一個很好的機會，讓人們可以用交叉的手段去做研究，比如說我們實驗室的熒光探針，其實就需要用到化學、物理學，乃至一些數學上的知識、計算機的技術，還有生物學。

很多年前錢永健就說過，物理學中世界最高研究水平的工作，在《科學》《自然》雜志上常常都有100個作者，研究加速器、量子通信等，學科發展到一定的程度，需要很專業的團隊做這樣的事情。而在生命科學乃至腦科學，你可以利用交叉的手段去一展所長，這其實是創造了新的賽道。

總的來說，我希望30年后，全國平均水平能有一個大的提升。以全世界的神經科學作為一個參考，中國各個不同的研究所、大學的神經科學研究都能茁壯成長。

劉穎（北京大學）

—研究領域—

長期關注細胞對能量和

營養物質信息的感應機制

如果讓你來描繪你所在領域中國30年后的未來，你能想象到的是什么樣的圖景？

這個問題我經常被問，但我實在沒法回答，我真的覺得科學沒有辦法被預期。科學的發現、技術的突破有時就像牛頓的蘋果、青霉素的誕生一樣，可能是某一天突然有人拍了下腦門兒想到的事情。我覺得可能做生命科學研究越多，對生命的敬畏心就越強。你會感覺怎么能這么奇妙，每一步都有很精確的調控過程。

魯伯塤（復旦大學）

—研究領域—

神經退行性疾病相關研究

假設這項研究成立，未來有突破進展讓你發現如何逆轉死亡，讓神經元復活，它會帶來倫理學的問題嗎？

我覺得這個差距還是很大的，更多的還是一個細胞生物學的問題。我想了解死亡的本質—死亡的過程，生和死的界限到底在哪里？在這個過程里，“死”到什么程度就逆轉不了了？“死”到什么程度還可以逆轉？我之所以想做蛋白操控系統也有這個原因。比如，假如我們有一個蛋白的操控系統，又如果復活的關鍵是某一些蛋白產生特定的變化，那么我們就可以對死亡的細胞加相應化合物，通過促進這些蛋白的特定變化來促進細胞的“復活”。如果“復活”是存在的，那么它可能是由一套分子系統來達成的，我想要找到這套分子系統。

陳鵬（北京大學）

—研究領域—

集中在化學與生物學的前沿交叉領域

提出“蛋白質瞬時原位激活技術”

如果描繪你所在領域30年后的未來，你能想象到的是一個什么樣的圖景？

我覺得30年太長了，我想先從10年談起。我們現在對生命系統分子圖景的認識，其實處在盲人摸象的階段。很多時候，我們需要建立一個完整的分析圖景，這需要整個化學生物學，甚至整個交叉領域的科學家來幫助生命學家、醫學家一起建立。現在，醫學還有很多疾病無法治療，生物學家那邊有很多問題沒有答案，分子圖景能幫助他們解決其中很大的一部分。10年后，我覺得會有一個更全面的分子圖景。

20年后，可能就可以根據這樣一個分子圖景誕生更多的治療技術。我們一直強調，化學生物學的一個優勢就是在建立分子圖景的時候，附帶著把一些治療的技術同時解決，這兩件事情是整合在一起的。我們也在做這樣的事情，幫著理解免疫治療的基礎問題，同時又在做免疫治療的新策略的開發。

30年后，我希望有更多的疾病能被治好。比如干細胞的研究，往前突破的話，我們就可以加一個什么藥，這樣截肢的人的腿就長出來了，燒傷病人的皮膚就全長好了，剛才說的老年癡呆就被徹底地消滅了。不光是說人類的壽命增長，而且人類能夠高質量地生活到長壽。還有就是對癌癥的免疫治療，也就變成像去藥店買一盒抗生素一樣方便。

周斌（中國科學院）

—研究領域—

譜系示蹤技術

未來 10年，在再生醫療領域，你覺得你們最有機會在哪些方面有突破?

30年變化太大，沒人能夠預測，現實生活就有很多不確定性，就像科研一樣，你無法預測將來，你只能希望30年后的將來是什么樣。

我希望未來30年，我們的科研更加發達，這要求我們一定要有原創性，有非常多基礎研究的投入，我們的基礎越強，就越不會被“卡脖子”“卡腦子”。

就說我自己的領域吧，如果我能掌握世界上最好的遺傳學技術，能夠找到有效促進心臟再生的方法，無論是心肌細胞增殖，還是異種心臟再造，哪怕現在只是在小動物模型上能做出來，都是一種突破，從而為將來在臨床轉化做好基礎。

假如全世界有1000個科研的細分領域，在30年后，希望這1000 個細分領域有三分之一或者更多是我們中國領先的。我們國家要繼續為基礎科研培育良好的土壤，繼續增加基礎科研的投入，尊重學科發展的科學規律，讓它逐步發展壯大起來。

能源環境領域，科學家們聚焦“如何通過清潔能源的使用減少對環境的破壞”；以及解決清潔能源在儲存、運輸、使用過程中面臨的系列問題。

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周歡萍（北京大學）

—研究領域—

新型薄膜光伏材料與技術的開發

如果讓你來描繪你所在領域中國 30年后的未來，你能想象到的是一個什么樣的圖景?

30 年后，我們就要碳中和了，產能產量出口都有好幾倍，甚至幾十倍的提升吧。從技術層面上，我可能會覺得有主流的兩種技術，一種叫作“鈣鈦礦單結技術”，一種叫作“疊層技術”在不同的市場上、不同的細分領域內發光發熱。在太空上也有我們的這些電池。因為碳中和需要技術進步，所以我們一輩子的科研都會很有價值感，我自己覺得有成就感，也會覺得幸福。

馬丁（北京大學）

—研究領域—

氫氣儲運

如果讓你去描繪你所在領域中國 30 年后的未來，你能想象到的是一個什么樣的圖景?

從我兒時到我讀研究生，這個領域應該是歐美或者日本最強，比如說合成氨、太陽能產氫、電解水產氫、費托合成等，國外的科學家幾十年前或者是 100 多年前就發現了這些東西，他們的科學啟蒙和發展更早。到了 20 世紀 90 年代，中國的催化研究有了很大的積累，同時我老師那一輩的科學家逐漸從西方回來，帶回了更先進的研究思想和手段并開始培養他們的第一批研究生(也就是我們)，到現在，我自己覺得就多相催化這個領域來講，我們已經和西方同年齡段的研究者水平差不多了。30 年以后，我希望中國會成為科技的領先者，當然，這需要有更多有遠見的人的支持，才能有越來越多原創性的成果。

郭少軍（北京大學）

—研究領域—

提高鉑催化效率、降低其使用成本

現在我們國家提出了“2030年前實現碳達峰，2060年前實現碳中和”的目標，這對你的研究有什么影響?

2020 年財政部、科技部等五部門聯合發文，在京津冀、長三角和珠三角開展燃料電池示范。氫能迎來了一個非常好的發展時機。

因為我們在高校中做的研究，大部分并不能在短時間內轉化成生產力，但現在國家有了需求，我們也需要去解決一些工藝優化的問題，朝著實際應用方向不斷努力。

我也常常慶幸自己當時選對了方向、選對了課題，才能遇到這樣的歷史機遇。

鞏金龍（天津大學）

—研究領域—

圍繞烷烴脫氫

和二氧化碳轉化與利用等領域

假如讓你描繪你所在的領域中國 30年后的未來，你想象到的是什么樣的圖景?

我覺得 30 年后的中國，可再生能源在總能源使用中的占比會非常高，風電、光電隨處可見。能源會進入更智能化的開發和調控模式，資源利用率高的同時，整個社會的生產效率也會很高。到那個時候，環境也會很清潔，水、空氣、大氣，都會非常干凈。彼時的中國，一定是生態宜居、世人向往的神州。

王書肖（清華大學）

—研究領域—

區域大氣復合污染形成與控制

汞污染與防治

在未來的 5~10年，你覺得你所在的領域最有可能的突破會是什么?

做技術預測非常難。它有一些偶然性，不好判斷。也許會非常快，一個偶然的發現，一下子就走了一大步，也可能會一下子卡很長時間。但我自己覺得，可再生能源技術和儲能技術，是非常有希望在 10~15 年內取得顯著進步的。

數智科技領域的科學家們，正利用人工智能、自旋芯片、類腦計算、量子信息科學等前沿技術改造著世界。

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山世光（中國科學院）

—研究領域—

計算機視覺

你怎么看人工智能未來的發展?

我覺得未來 5~10 年，人工智能方法論上會有一個大的變化，就是深度學習配合大模型基座和小樣本，讓計算機具有解決新問題的能力。從數據量的角度來說，可能用現在數據量的千分之一，就可以達到同樣的智能能力，也許 3~5年就會找到辦法比較好地解決這樣的問題。

在應用的角度，也許智能算法安全會給人工智能的發展戴上更多的枷鎖，對技術本身的邊界，或者技術應用的邊界，會有更清晰的約束。這種枷鎖是必要的。

楊玉超（北京大學）

—研究領域—

長期從事憶阻器和類腦計算研究

如果描繪你所在領域 30年后的未來，你能想象到的是一個什么樣的圖景?

我想象不出來啊，5~10 年的話我們還可以暢想一下，10~30年，肯定不是一個三倍的關系。我做非線性的研究，常常用非線性的視角來看(問題 )。從改革開放到現在才 40 來年，發生了翻天覆地的變化，完全預期不到后面的進展。就像混沌一樣，前邊一個微小的量的變動，會帶來一個巨大的變化，30年之后，(這個領域)可能也會天翻地覆吧。

趙巍勝(北京航空航天大學）

—研究領域—

長期研究自旋芯片

你覺得將來芯片會發展到一個什么水平?

現在其實都是可以期待的，芯片會取代所有的東西，人工智能的核心就是芯片。以后整個信息化、互聯網、人工智能、大數據、數字社會、數字教育，底層全是芯片。芯片會越來越成為我們生活的一個根基。它的發展無非就是繼續發展 60 年的摩爾定律，能效比繼續提升，存儲容量越來越大，集成密度越來越大。這個在未來幾十年都不會變，再發展 60 年不會有問題。

陳宇翱(中國科學技術大學)

—研究領域—

多粒子糾纏操縱、

量子模擬、量子通信等。

如果時間放到未來 30年，然后領域擴展到整個量子信息科學呢?

一方面，量子模擬肯定會是一個比較主流的手段，不管材料也好，化學也好，(量子模擬到那個時候)已經可以為我們提供很多幫助。通用的量子計算，比如說解 Shor 算法的量子計算機，我覺得 30年還不一定能造出來，但是它一定還有其他的作用。有硬件了之后，肯定能夠針對它這么強大的計算能力，設計出一些有用的算法來。我覺得可能是超算、量子模擬和量子計算三者互相結合，尤其像現在的 ChatGPT 時代、大數據時代,(量子信息科學)肯定會發揮更大的作用。

周昆(浙江大學）

—研究領域—

計算機圖形學、人機交互、

虛擬現實和并行計算。

從技術發展的角度，請你展望一下未來 10 年，虛實融合對我們的日常生活有什么樣的改變。

從技術化角度來看，我還是對元宇宙、全真互聯網這個概念—盡管是概念—充滿了期待，因為我覺得這里面 3D 內容的滲透會越來越深入。

我覺得未來—不見得是 10 年—每個人的數字化身，甚至會像我們現在的身份證系統一樣。比如二三十年前，每到過年的時候，家里就要拍一個全家福，這實際上是對此刻的記憶:現在還有很多人會去拍寫真集，或者婚紗照，其實都是要去紀念這件事情，是一種留影，把這件事記錄下來。從我們做這個技術來看，數字化身是全息的記錄，不只是一個狀態的記錄，而是可以互動的。打個比方來說，這個時候的“我”可以全部被數字化，這個“我”是可以跟未來的“我進行互動的。我的小孩十二三歲了，其實他三四歲的樣子，我的記憶已經很淡了，我們那個時候拍了很多照片、視頻，但實際上很少有機會去翻，數據量太大了，但如果把那個時候的孩子全息記錄下來，它能供我們之后隨時翻看，還能跟我進行互動對話，這會是非常了不起的事情。

在這些問題的深處，可以窺見國家命運的影響因子和人類奧秘的自我求索。

Part.5

至少我們在努力

這些科學家的夢想，2053年實現了嗎？

有的仍然處于量子謎霧中，有的則連方程都統一了。

有的技術已經在為全人類造福，有的則已經湮滅于無限時空。

有的科學家已經成為科學泰斗，有的仍然在默默努力。

現在是2053年，一切看起來讓人興奮和驕傲。

那么未來30年呢，2083年呢，又會怎么樣？

這里我們再一次引用《問道前沿：科技如何構筑我們的未來》作者楊國安的話：

至于個人和人類的未來，在訪談結束后，我保持著既悲觀又樂觀的態度。

“命運”是個宏大的概念，影響因素太多，疾病受到成人人體40萬億~60萬億個細胞的影響，氣候變化受到全球所有國家、物種、資源的影響，但總有一種謹慎的樂觀蘊含其中。

至少我們在努力，包括中國科學家在內的所有智識力量，以求真的精神、可持續的理念與對人類命運共同體的責任感，正在做一些事，我們都在很積極地投入我們的人生。