2023年《麻省理工科技评论》“35岁以下科技创新35人”中国区发布将来到上海。本次论坛我们聚焦「Infinitas 未来无限」,我们将搭建一个展现“青年人”智慧与潜力的舞台,聚集全球创新人才和资源,让更多人见证他们不懈的探索和追求,让一点火苗点燃他们无穷的创造力。让上海与我们共同见证这片广阔无垠的舞台上,追梦者们绽放出耀眼的光芒。
以下是在2024中国科技青年论坛圆桌对话精彩瞬间,由云现场整理。
姜雪峰:三位老师,大家下午好!各位老师、朋友,坐在下面的观众,大家好!一般一个活动到最后一part的时候压力挺大的,因为听了一整天,学术盛宴和思想的盛宴,一个是疲倦,另外大家想想后面这一part还有没有听的价值。咱们会场的布置也特别精美,因为科学的深邃经常会用这种深蓝色、深黑色,让我们有更远的畅想力。但有的时候也会让我们觉得很遥远,会犯困。希望我们能给大家带来一些思想上的启发和盛宴,我们各自能够互相点燃,因为都是年轻人。
我们这部分的主题是交叉,刚才几位报告人讲了非常好的学科交叉成果,不管是生命科学领域、生物合成领域,还是在微电子领域,大家都可以看到是各种各样学科的交叉。学科交叉的本质不是我们为了交叉而交叉,我们会发现我们人类现在所面临的重大问题越来越复杂,从来没有一个人类现在面临的问题是可以用单一学科来解决的,所以我们发现必须交叉了。在座的三位优秀老师,他们都在各自的领域里有非常优秀的交叉经验我们今天就听听他们的分享。
宋恩名:谢谢姜老师的介绍,我觉得您说的特别对,尤其关于交叉的科学,因为我自己是做植入式脑机接口,本身这就是非常需要交叉的前沿学科,其实我们擅长的只不过是植入端的电极部分,在我们之后可能会有芯片、运算、类脑智能的算法,我们需要跟各领域的专家合作,尤其是会有各种不一样的瓶颈,包括我们也会结合神经外科的医生,这都是我们需要交叉融合的领域。我个人也非常支持交叉合作,尤其对于我们这种学科上的进展。
姜雪峰:眭老师,在您的领域里,您觉得遇到的最大困难是什么?
眭亚楠:关于交叉的困难和问题,我自身是做人的运动行为控制,以及我们如何在此基础上更好的理解我们是如何运动的,我们如何可以自内而外的通过神经的方式来自上而下的控制我们的运动行为,如何可以自上而下的通过人机交互的手段来控制人的运动行为,这里面涉及到不同学科的交叉。我感觉最大的困难是语言的不一样,虽然我们可能都使用的通用交流语言,我们讲中文、英文,我们用这些语言来交流、发表学术文章,但可能同一个词在不同领域的意思指的都是不一样的,比如说我举个最简单的例子,我们叫motor system,motor在工程(尤其是动力学)领域是一个意思,在神经科学领域又是一个意思,在人的生理学和解剖里,意思又会不太一样。所以即便我们使用同一套自然语言系统,其实它的科学语言表征是不太一样的,这给我们的交流沟通带来了比较大的困难,这可能是我感觉的第一个层面的困难。
姜雪峰:谢谢眭老师,这也让我想到为什么现在社会上特别强调科学普及和科学传播,我也有一种感觉和观点,我们每个人都需要被科普,甚至科学家自身就需要被科普,我们原来觉得科普只需要面对青少年、面对孩子、面对中学生,他们需要被科学普及。科学快速发展迭代到现在的状态,比如我是做化学的,我对物理的很多知识不知道,我对医学的很多知识不知道,我希望特别医学的人来给我科普,我也特别物理的人来给我科普,您说的这一点让我们感觉到,其实学科交叉的背后是需要大量同行之间和跨领域之间的科学普及传播。
季力老师,在您的领域里,因为涉及到化学、材料、电子,觉得挑战在哪里?
季力:刚才老师提到的几个挑战我都遇到过,我的核心学科是在微电子学,我们复旦大学在2019年全国第一个成立了集成电路科学工程一级学科。一级学科之前是微电子学,上世纪七八十年代叫无线电电子学。再早之前,所有跟电子相关的技术叫真空电子学,随着行业发展以及社会需求的不断进步,学科概念在变化,每个学科的定义就是在解决当下近十年二十年或者行业的核心问题。
我的另外一个学科是我的导师,他现在是现代电化学之父。我之前跟他聊的时候,他说你考虑一下我们学科发展的基石,其实就两套理论,一套是物理里的扩散方程,一套是马克思的电荷转移理论。基于这两条核心,就能涵盖一切的电化学原理。实际研究的范围只是在一个特定场合、特定体系,我们把它解决出来。我们在学习过程中会遇到很多物理、化学各方面的挑战,这时候就会遇到一个问题,我的知识储备不够,学生的知识储备不够,或者我们找合作的时候,他也未必能完全解决这个问题。对于学科交叉来说,根本点是保持开放的态度,弱化一些学科概念的同时,可能会更多的获得知识延展面上的提升。
姜雪峰:从您所提到的场景来讲,我觉得TR35非常重要,它给我们现在的年轻人提供了非常好的平台,国内和国际的、学科之间跨领域的、产业和学术的,有一种纵横交错、反复立体化打通的感觉,当这种感觉出现的时候,学科交叉已经不仅仅是学科层面上的交叉了,它已经从学科交叉变成产业和学术交叉,变成跨领域交叉,甚至变成我们的地域和时间轴的各种各样的交叉,这时候会给我们大家带来不同维度和不同的inspiration。
宋老师,现在的孩子们受教育的时候压力其实挺大的,有那么多课业,随着人类知识大爆炸的出现,知识越来越多,孩子们要学的知识越来越多。如果我们能像存储芯片一样把它存起来就好了,您觉得现在脑机接口要往这个方向走,它在交叉领域还有什么很难突破的事情?能讲出最重要的一点吗?
宋恩名:谢谢您的提问,姜老师的提问非常棒,确实直击痛点。因为我们做脑机接口,我最开始在美国西北大学接触,当时在课题组经常和诊所合作。包括可能会用一些犹他电极等简单的医疗设备帮助患者实现简单的生理动作,比如说翻身、喝水,这目前在科技上可以做得到。但是如果想要完全高位截瘫的患者直接获得奔跑的能力,目前来说在我看来还是很难。您说最大的挑战,仁者见仁,智者见智。因为我们是做植入式的,安全考虑是非常重要的限制,或者说你可以理解为它是一种伦理的审核,这很重要。不同领域,像现在很多产业化落地比较顺畅的,像柔性电子贴附到皮肤,它有一些安全隐患。像我们这种做到内核,本身漏电的限制就非常严格,我们需要考量安全性。所以我们先从大鼠、小鼠到猴子,再到临床试验,希望往更远的层次去推进。
姜雪峰:因为咱们做科学的,都喜欢打破砂锅问到底,我做问一句。虽然我们说学科交叉,学科交叉的时候会有很多学科,从你的观点来看,脑机接口中最主要的首先是哪个学科?比如有五个学科交叉共同解决脑机接口的事情,但肯定有一件事情是主流的,它占40%,其他的占10%-20%,你觉得是材料学还是神经学?哪一个点是关卡型的。
宋恩名:我倒不敢说是overview的感觉,但因为我自己是做硬件、器件或电子系统,我们可能会更偏向信息电子,这是我们比较擅长的点,这确实是我们的出发点。有时候我们会和医生打交道,这时候我们双方需要有一些碰撞。我2021年入选TR35,后来人越来越多,大家交流合作非常畅快之后会有很多碰撞,这是最近大家互相合作的一个动力。
姜雪峰:提到跟医生的合作,眭老师肯定跟医生合作也很多。我觉得学科交叉里面还有一个比较大的难题,当每个人交叉的时候,大家各自领域的评价体系不一样,刚才我们提到的一个主题可能是语言上不通,化学语言和生命语言、生命语言和物理语言、物理语言和数学语言不通,我们现在是找翻译,用科普的方式把不通的语言翻译过来打通,但我觉得这只打通了第一层。刚才你们说要跟医生打很多交道,临床医生有很多其他的考评,临床手术量等等,学科交叉的时候,他的临床评价体系对他的影响,眭老师有什么见解?
眭亚楠:这是比较难回答的问题,不同的学科相互之间合作的时候,大家不但语言不一样,评价体系、激励制度也有差别,这里面有专业的差别、国别的差别。比如我读博士和博士后的时候,当时主要和美国的医生医院合作,回国以后在清华能够有机会跟国内的临床专家们合作,能够感觉到国别地域会不一样,可能整体上来讲学科的差异会更大一点。比如医学的话,医学的关切首先是要考虑安全有效,医学在过去几千年里一直是一个很保守的学科,到今天为止也是这样,我们必须非常保守,我们必须要保证安全,在安全的基础上追求有效性。
在工程实践和科学研究,很多时候我们在追求高效,我们在追求单点上的突破,我们可能追求100次、1000次实验里只要有一次能够成功,这就是很好的科学发现。但是尤其是临床医学肯定不是这样,基础医学里还有一些说100次里成功一次的发现很重要。但是临床医学里100次成功99次,仍然会有很多专家不满意。这是医学领域的出发点和我们工程技术出发点不一样的地方,这也是制约今天很多像人工智能为代表的先进技术向临床场景应用的一个要素。在临床里会要求技术的安全性、有效性、可解释性等等,我们今天看到的人工智能在大量学科里和大量现实生活应用场景里,最成功的应用场景就是那些对于安全性和可解释性没有那么高要求的领域,比如说电商广告推荐、商品推荐,以及虚拟世界里的游戏客服等等领域,他犯一次错误或者做一些可能不太好的推荐结果,大家不会受到太大的损失,不会觉得很不能接受。但是在临床领域的话,如果一个推荐系统推荐一次临床治疗方案或诊断方案,它如果推荐了不好或者不安全的,效果完全是不一样的。这是方法论上来讲一个比较大的鸿沟,是需要跨越的。
姜雪峰:眭老师的观点抛的非常清晰,在我们跟医生交叉、合作的时候,产生的两套评价体系不同。咱们做科学的,第一个是永闯无人区,一定敢冒险、一定敢创新、一定敢走没人走过的路。而医学跟人体有关系、跟生命健康有关系,大家一定要保证的是安全,要在外部设很多屏障来包括保证安全性。当这两个东西融合在一起跨学科的时候,就会有巨大的阻力,也会遇到相应的困难。
我把更难的问题抛给季老师,前面两位老师讲的是医学合作的困难,我们知道微电子、电子跟我们产业界的合作非常紧密,我们所有的电子产品一定要用各种微电子技术,当我们的学术跟产业合作的时候,产业科学思路和学术科学思路又不一样,而且评价体系甚至有时候是相反的,产业资本有节点,什么时候拿到什么、什么时候有多少回馈、现金流是多少、报表是多少,学术要容错、等待,要十年磨一剑,不要太着急。当我们学术跟产业之间合作时产生这样矛盾的时候,你是怎么处理的?
季力:谢谢姜老师给我一个最难的问这个问题特别好,因为我现在也面临这样的问题,也在思索。我们可以把它比作X型的交叉点,我们突破单点的时候,学术界科学家做的是要解决一个问题或者开创一个新的技术,所以我们在不同的学科领域进行交叉融合,我们发现这个点很不错。过了这个点之后,往上有不同路径选择的问题,比如说医生部分还是哪部分。比如微电子领域和其他领域交叉结合的时候,你发现微电子,比如芯片领域、能源领域等其他领域,每个背后都是高度发达、高度细化的整个产业。你进这个产业会遇到非常多的问题,比如投资问题、政府监管问题,可能有时候遇到一个问题都不知道找哪个部门、走哪个流程,流程怎么走,哪个结点如何,准备哪些材料。包括你要打通供应链,哪些坑你要去踩。
学科交叉这个点过后,我们遇到很多问题,有一部分跟学科交叉相关。比如真正要落地的时候,技术可行性要进行评估,从医生到临床,要100%。比如实验室95%是非常好的一个结果,但是到产线上,一定要三个9,这样才能保证产出。这里面涉及到很多工程问题,设备如何进行改造、人员如何进行优化。很多操作人员没有相关的背景基础,你要进行相应的教育。另外,要更偏实际的壁垒情况,行业之间在商言商的时候并不是基础越好就一定能成功。到那个地步的时候,你要基于已有技术往上选择的时候,要如何突破行业间的壁垒,你要在不同行业之间切换,并切换你的思维方式。每个技术都有一个节点存在,比如我现在开发一个技术,可能三年之后就没有用了。
我之前在美国认识一个比较资深的学长,他上世纪80年代在北大中文系,后来去美国研究语言,那时候做机器语言学习,更多的需要一些语言背景,因为当时要做向量识别,把语言变成向量,他是最早一波做机器语言的系统。从前年开始,大语言模型出现,大部分头部厂商,包括美国一些比较前沿的AI相关的,裁员部分反而是以前机器语言学习的一部分,他们曾经是技术领先者,但是现在技术落后了,如何开放的保持持续学习能力,就像我回答的第一个问题,当时那个时代可能有这个学科的存在,这个学科会孵化出一个领域的存在,很可能五年之后这个领域、这个学科全都消失不见了。
首先要保持不断学习的能力,特别是在落地产业的时候,要有破壁的精神,如何打破行业间壁垒,打破自己的固有思维方式,我觉得这是非常重要的挑战。
姜雪峰:非常感谢季老师,不知道屏幕前和在座的各位老师能不能get到这个点,很受启发。刚才季老师做了一个比喻,非常形象。我们的发展其实是X,X一定会有一个焦点,我们每个人都在寻找这个焦点,在学科交叉合作的时候一定会产生焦点,如果焦点找对了,大家在这个点上才能达成共识,才能推进学科交叉和共赢的状态。但是过了这个点以后,大家各自的评估体系和各自的诉求会有不一样。我觉得暂时的分道扬镳也没什么错,因为在商言商、在科学言科学,大家各自还有各自的路,但是大家要懂得舍得和分享,懂得共享,在共赢的时代,在分享的过程中,每个人受益于此。
我平时讲课时候经常有学生问我一句话,姜老师,现在课本经常有精读和泛读,英语给你一本厚厚的泛读的,一百多篇课文。精读就10篇课文,语文也有精读泛读。经常有学生来问到底我应该精读还是泛读,其实我们人生都是在这个过程中调节你的精读和泛读,因为当我们过度精读的时候,我们可能在一个点上扎的很深,但是扎的过深的时候,也会导致我们一叶障目不见森林,我们会钻牛角尖,不知道整体的格局在哪里。但是我们如果天天泛读,不去精读的话,泛读会带来我们的浮躁,看起来什么都懂,但会发现什么都不懂。
因为大家都35岁左右,都是年轻人,学科交叉对于年长的人来说更有优势,学科交叉之前,要形成一种网络,人年轻的时候还没有形成网络,大家都星星点点,尤其35岁,才刚刚开始初创,给场下的年轻人一个建议,如果我们35岁要去交叉,我们应该把握些什么?
宋恩名:建议倒不敢说,拿我自己做个例子,因为我自己本科是材料的,我博士阶段开始接触半导体微电器件,我真正接触脑机接口是博士后,也是像您刚才说的泛读、精读、再精读的过程。从个人角度来说,我逐渐明确自己的兴趣爱好,知识储备也是一方面。当然还有一点,目前的交叉学科是一个共识,我简单举个例子,以前我们读书的时候,博士期间您看到一个正刊一般是一个课题组的工作,现在很可能是多个课题组合作,甚至有不同背景,大家越来越共识交叉的重要性。
眭亚楠:如果能做不交叉,是不是可以不交叉,是不是会更好一点。合作而不交叉,从我自己的感觉来讲,直到最近几年才开始接触交叉概念,在此之前,我们不管在做强化学习的方法也好,还是做人的神经骨骼系统建模也好,还是做临床合作和机器人的这些工作也好,围绕的主题都是对于人的运动功能的调控、人的运动功能增强、人的运动功能理解,不幸的是这个事情好像没有落在精确的学科里,所以它成了交叉学科的主题。
姜雪峰:所以外人看起来你一直在交叉,其实你自己感觉没有交叉,你在做自己扎根的事情。
眭亚楠:是的,所以可能不太能回答怎么样跨学科合作等等。
姜雪峰:当你把交叉融入到自己血液的时候,当别人都认为你交叉的时候,你自己都不认为你交叉,我觉得这是最高的武功了。一开始我们每个人都在练把式,但最高的武术高手最后是看不到招的,我觉得你已经达到这个境界了,希望你未来可以越做越好。
季力:我十几年前做科研的第一天就一直在交叉,我选的课题方向也是非常交叉的,所以我对交叉概念接触的比较早,培养体系和求学经历都是交叉的。在35这个节点,基于我的经历来说,更多的需要兴趣驱动。为了交叉而交叉,如果失去了自己主要的一些兴趣方向和深入机会的话,我觉得可能会得不偿失。因为比较简单的例子,我个人之前像有一些好的工作出来,生化环材领域,相当于我开创了一个新的方法和技术,发表非常多的文章,这时候你就要自己进行权衡,做这些东西是否真的有意义,是否真的感兴趣,如果只是为了获得名和利。希望大家从兴趣点回归初心,这样才能走得更远、更深、更广。
姜雪峰:季老师的ending特别好,不忘初心。我们每个人童年都有梦想,大家既然今天坐在这儿,我相信大家都是科技人,孩童的时候对无限的未知有着无限的好奇感,因为我们好奇,所以我们想探寻,因为我们探寻,我们产生了兴趣、热爱、钻研,我们在各自的领域发光发热。我们经常说每个人的成长就像一棵树一样,我想做一个总结,我们不是为了交叉而交叉,我们作为一棵树,最重要的是扎好自己的根,因为当你的根向下扎的越深的时候,树冠上才能枝繁叶茂,而这种枝繁叶茂自然而然就会把旁边的树拉在一起,它会形成森林,它不用刻意交叉,当我们的根还没扎深的时候,所有的交叉都是昙花一现,风一来倒得更快。
非常感谢今天三位老师给我们的精彩分享,希望对每一位媒体前的朋友们带来启发和帮助,谢谢大家!