2017年浦江创新论坛未来（科学）分论坛今天上午在东郊宾馆举行。科技部基础司副司长郭志伟出席论坛并致辞。西安交通大学前沿科学技术研究院院长任晓兵，南澳大学研究与创新中心副校长Tanya Monro，美国阿贡国家实验室原主任、芝加哥大学詹姆斯·弗兰克研究院物理学教授Peter Littlewood，华威大学化学系化学教授Rachel O'Reilly，天津大学药学院院长Jay Siegel分别作主题演讲。《三思派》第一时间与各位分享会议内容（按演讲先后排序）。
主题演讲
任晓兵 西安交通大学前沿科学技术研究院院长
演讲题目：重新设计金属和合金——一个关于应变玻璃的故事
在过去的100年，材料领域在金属和合金方面产生了重大的变革。今天我们要来讲一讲纳米级的应变玻璃，它虽然是合金，源于其纳米级的特征展现出和普通材料非常不同的特质，就像是具有生命的生物体一样，能够对外界的刺激产生应变反应，这种特性为我们开发智能材料、新型功能性材料提供了新的思路。众所周知，热膨胀是物理学中常见的现象，物质在加热的时候，其中的原子加速运转，导致物体膨胀，这看起来似乎对于所有材料来说都是牢不可破的真理，然而我们在应变玻璃中看到了这种合金不随温度变化膨胀或者收缩的现象，达到了类似于“不胀钢”的效果。这种材料在精密仪器领域具有很高的应用价值，适用在广泛的温度区间（-196℃~+160℃），可以被带到寒冷的莫斯科，未来还可以被运用到外太空。从结构设计形成的应变玻璃应该是未来设计智能合金的基础和未来新型材料的金矿，但是每一项突破都不是一夜之间就能形成的，我们需要社会给我们提供多一点的时间和耐心。
Tanya Monro 南澳大学研究与创新中心副校长
演讲题目：光子学世界的重新设计
目前为止光电领域经历了三次变革，第一次是1960年激光的发明；第二次变革是光纤通信的实现；我们现在正在经历的是第三次变革，需要通过材料和新结构的设计来实现光电的特殊功能。光纤通信的关键是要提高传播效率，通过纳米级的设计，精确地控制光的传播轨道和传播介质，即可以实现更加优化的光纤传输。这种特殊的光纤设计一个重要的应用就是在乳腺肿瘤切除方面，可以精确控制肿瘤的切除范围，避免病灶切除不完全或者健康组织的过分切除。其他重要应用还包括激光芯片的设计等，这样的芯片可以应用在眼科手术和床旁医疗照护等方面，这方面我们已经有了商业化的产品。可以预见在未来医学中，或许不需要再从人体中取出任何细胞就能够感知判断细胞的问题进行衡量诊断，或者感知血管内的血栓避免中风的发生。对于这样的跨学科的领域，我们应该在整个过程中反复自问，我们真正需要的是什么，我们面临的新的环境，以及其他学科能够带来什么切实的影响。
Peter Littlewood 美国阿贡国家实验室原主任、芝加哥大学詹姆斯·弗兰克研究院物理学教授
演讲题目：材料设计中的能源问题
从能源使用的特点来看，生物能源在巴西是很好的选择；美国和中国不适合做生物能源，发展风能和碳能可能更好，而新加坡这样的国家能源只能依赖进口。然而从发电，到电力传输，到电力使用，整个过程中的耗电是巨大的，我们在生产制造成本的1/3-1/2都是能源上的消耗。因此，一个新的思路是通过材料设计、生产时，对生产周期、使用周期进行评估。现在通过多层建模的方法已经可以对不同微观层级进行试验建模，分析不同外界环境变化下原子核电子的变化和材料的应变，缩短了新材料的发现和辩证过程。据权威数据预测，2035年全世界所有的能源只够用来供应我们的计算机，这是非常可怕的，因此通过材料设计打造新的计算机芯片构架将是未来必须。如果说20世纪的科学发展是通过20世纪的技术来推动的，那么21世纪走不通的路，我希望通过能源和材料的进步来实现。
Rachel O'Reilly 华威大学化学系化学教授
演讲题目：聚合物的认识与应用
Hermann教授对聚合物长链机构的发现让他获得了1953年的诺贝尔化学奖，这一发现导致了高分子聚合物的爆发式发展。到二战之后聚合物的使用已经非常普遍，1976年聚合物超过钢铁成为全球单位体积上使用最多的材料，聚合物创造了巨大的经济社会效益。从化学本身来说聚合物的结构和特性并不复杂，可以通过有限单体的不同序列特性和立体化学特性获得完全不同的材料，从而产生更多的附加价值。在我看来聚合物未来面临的挑战一方面是回收再利用，另一方面是聚合物的原料资源，还需要用材料技术本身来寻求这两大挑战的突破。聚合物科学当前面临的问题是一个跨学科的问题，我期待学术界和产业界联合起来共同应对。
Jay Siegel 天津大学药学院院长
演讲题目：健康科学体系的重新设计
今天我给大家分享的是我们院所内跨学科合作、跨学科创新的制度突破。作为中国国家外国专家局的第一个示范项目，我受邀在天津打造卓越中心，也有了这样的机会突破传统学科学院的机制，为天津大学药学院师生打造一个全新的平台。目前国内大多数大学是以机构、师资为导向，而我们希望打造学生为导向的平台，追求人才智力上的满足感，让他们充满好奇心，提供更多的社会价值。在体制机制方面，我们对行政结构进行了专业化的改革；在基础教育方面，我们开展了大量的国际合作交流；在硬件设施上，我们投入了500万人民币建设了跨学科的教学实验室，希望在国际化大学方面进行全面探索。主要的学科方向包括医学成像、3D迷你器官打印、人工合成药物、基因诊断等多个领域。
互动对话
5位参与嘉宾：西安交通大学前沿科学技术研究院院长任晓兵，南澳大学研究与创新中心副校长Tanya Monro，美国阿贡国家实验室原主任、芝加哥大学詹姆斯·弗兰克研究院物理学教授Peter Littlewood，华威大学化学系化学教授Rachel O'Reilly，天津大学药学院院长Jay Siegel，围绕“基础研究中的创新”、“创新人才培养”等重要内容展开讨论。
任晓兵：
创新是对于现实问题提供解决方法，或是满足现实需求的方法，创新就是不断变革。我希望能够强调领域的融合，要把学生当成是学者，而不是劳动工人。每个科学问题都是3D的立体的问题，化学家和物理学家都有不同的视角，所以不同领域的科研人员形成跨学科的力量至关重要，未来跨学科的合作一定越来越重要。
Tanya Monro：
我们真正要做的是支持一个创新的生态环境。我们鼓励科研人员和通过社交媒体公开科研成果，让成果更有影响力，将科技成果及时转化。同时今后也希望为我们的博士生创造更多的机会，和其他学科的学生进行交流，主动获得跨领域沟通和协作。
Peter Littlewood：
创新需要长期投入，前期有时间和资金的投入，后期才会有创新的回报。阿贡国家实验室大家都很有信心，知道未来重要的方向是什么，我们要做的事情是什么，并且能够获得持续的支持。美国对于基础研究创新的投资是非常多元化的，即使是政府部门的投资也是多元化方方面面，为基础研究提供了强大的支撑。
Rachel O'Reilly
创新是新的想法，但更重要的是带来价值。创新的过程需要包容心，需要创造更加包容开放的创新环境。不同的科学家关注的点不一样，未来希望能够实现全世界的信息数据的实时分享。
Jay Siegel
创新人才的培养需要一个合适的环境，这个环境需要机构来帮助达成。创新需要乐趣，还需要进行专业化的培训（如写作能力的培训等）。另外我认为，科学家需要有一部分可自由支配的科研经费。
主持人Ed Gerstner总结
今天有非常好的发言人，有很多有意思的讨论，包括对宏观、微观世界的理解，以及帮助我们在未来如何有更好的创新。世界是一个3D的世界，我们也期待不同的人员能从不同视角，一同创造一个可持续的未来。
本文由上海市科学学研究所产业创新研究室汤琦博士整理。文章观点不代表主办机构立场。
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