小話筒探知大科學(xué)科學(xué)小記者訪談大科學(xué)家

充滿年輕活力的心靈正懷揣著對(duì)未知世界的渴望，若與科學(xué)家相遇，又會(huì)擦出怎樣的火花？2025年1月3日～4日，《知識(shí)就是力量》的科學(xué)小記者懷著滿腹疑問(wèn)，踏上了向大科學(xué)家尋覓答案之旅。

汪景琇

中國(guó)科學(xué)院院士

太陽(yáng)物理學(xué)家

汪院士，我們都知道您去青藏高原做過(guò)考察。您認(rèn)為在青藏高原建設(shè)天文臺(tái)都有哪些優(yōu)勢(shì)呢？

現(xiàn)在青藏高原上有國(guó)家天文臺(tái)的阿里天文觀測(cè)基地，除了天文和宇宙線這些常規(guī)項(xiàng)目之外，還可以進(jìn)行引力波探測(cè)等工作。我去西藏的時(shí)候，曾經(jīng)想過(guò)是否可以在那里進(jìn)行太陽(yáng)觀測(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有一定困難。因?yàn)樘?yáng)觀測(cè)需要非常好的大氣寧?kù)o度（地球大氣對(duì)光學(xué)成像的影響程度），天氣要好。青藏高原局地天氣的特點(diǎn)很鮮明，太陽(yáng)出來(lái)后，地面很快會(huì)被加熱，就會(huì)出現(xiàn)很多浮云，影響太陽(yáng)的觀測(cè)。但青藏高原是很適合其他恒星和星系觀測(cè)的，太陽(yáng)只是天文中的一個(gè)小對(duì)象，是銀河系幾千億顆恒星中普通的一顆。不過(guò)我們?cè)谖鞑乜疾斓眠€很不夠，還不能排除優(yōu)秀太陽(yáng)觀測(cè)臺(tái)址存在的可能。

您覺(jué)得我國(guó)目前最適合進(jìn)行太陽(yáng)觀測(cè)的天文臺(tái)是哪一個(gè)呢？

好多的國(guó)家太陽(yáng)天文臺(tái)都建在湖面上，例如北京懷柔水庫(kù)上的懷柔太陽(yáng)觀測(cè)站，以及青海省的冷湖天文觀測(cè)中心——主要用于精確測(cè)量中紅外波段的太陽(yáng)磁場(chǎng)。未來(lái)，我們還可以在四川、貴州、云南的交界地帶建站，那里已經(jīng)有了一些太陽(yáng)觀測(cè)的設(shè)備，比如圓環(huán)陣太陽(yáng)射電成像望遠(yuǎn)鏡。為太陽(yáng)觀測(cè)選擇好的臺(tái)址，是太陽(yáng)物理工作者一直在努力的工作。

太陽(yáng)觀測(cè)站除了望遠(yuǎn)鏡外，還需要哪些配套設(shè)施呢？

望遠(yuǎn)鏡只負(fù)責(zé)將太陽(yáng)光引進(jìn)來(lái)，接下來(lái)對(duì)圖像、光譜的分析需要更多配套的設(shè)備，還要有計(jì)算機(jī)進(jìn)行配合。所以制造這些設(shè)備的技術(shù)很重要，也很難。

如果我們想要形容太陽(yáng)上面的物質(zhì)，應(yīng)該用液態(tài)、固態(tài)還是氣態(tài)呢？

都不足以概括，而是應(yīng)該用物質(zhì)的第四態(tài)——等離子體。在等離子體中，電子和離子都是可以自由移動(dòng)的，而不再被束縛在原子內(nèi)，因此它是一個(gè)帶電的流體，也包括部分中性原子。

您從一個(gè)學(xué)生成長(zhǎng)為科學(xué)家，肯定經(jīng)歷了很多。在成長(zhǎng)經(jīng)歷中，有沒(méi)有哪位老師或長(zhǎng)輩對(duì)您的影響特別深？他們是怎么影響您的？

我遇見(jiàn)過(guò)很多杰出的老師，對(duì)我影響最大的是高中班主任姜華庭老師。他工作非常負(fù)責(zé)，對(duì)所有同學(xué)一視同仁，對(duì)他們的未來(lái)都有設(shè)想，會(huì)關(guān)心大家選擇什么專業(yè)和學(xué)校，我報(bào)考大學(xué)的時(shí)候，他幫了我很多。他是一名優(yōu)秀的共產(chǎn)黨員，以身作則，備課很認(rèn)真，課講得很好，我從研究生到研究員，到院士，都依然會(huì)和他聯(lián)系，聽(tīng)取他的教誨。

您能否和我們分享一下您自己的學(xué)習(xí)方法呢？

記得我在中學(xué)的時(shí)候，就已經(jīng)開始在想自己將來(lái)要做什么，這很重要。除此之外，在學(xué)習(xí)上，我喜歡經(jīng)常性地總結(jié)自己的收獲，把一段時(shí)間內(nèi)學(xué)到的東西歸納一下，這不僅有強(qiáng)化的作用，還能夠通過(guò)思考發(fā)揮創(chuàng)造性，更好地找到一些新方法，把它們真正變成自己的東西。

除此之外，我很喜歡看書，多看、多思考學(xué)科最前沿的東西，想一想這些和自己有什么關(guān)系？將來(lái)要怎么做？所以我也沒(méi)有太多特別的方法，主要是堅(jiān)持讀書、學(xué)習(xí)和思考。

您對(duì)青少年有什么寄語(yǔ)？

2035年，我們國(guó)家要建成科技強(qiáng)國(guó)，所以新一代的責(zé)任是很大的。我希望青少年能樹立理想，確定自己將來(lái)到底要做什么，而這個(gè)目標(biāo)可以和國(guó)家的目標(biāo)相一致。除了遠(yuǎn)大的理想之外，還要有勤奮和努力，要多多關(guān)注科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，心有大局，這樣才能夠更踏實(shí)地學(xué)習(xí)，還要有優(yōu)秀的品質(zhì)。擁有了這些，人在困境中便知道到底該如何應(yīng)對(duì)，希望你們好好學(xué)習(xí)，為國(guó)家發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

高福

中國(guó)科學(xué)院院士

病原微生物與免疫學(xué)家

高院士，您好！流感分為甲、乙、丙、丁4類，請(qǐng)問(wèn)這是怎么判定的？

流感病毒根據(jù)其表面的血球凝集素（具有重要生物學(xué)功能的蛋白質(zhì)）和神經(jīng)氨酸酶（一種在病毒感染和生物體內(nèi)多種生理過(guò)程中發(fā)揮重要作用的酶）的不同組合進(jìn)行分類。這兩種元素分別有18種和11種類型。甲型流感病毒的組合最為多樣；乙型流感病毒則相對(duì)較少；丙型流感病毒較為少見(jiàn)；丁型流感病毒主要感染牛和豬，尚未發(fā)現(xiàn)感染人類。

病毒的遺傳物質(zhì)是RNA（核糖核酸）還是DNA（脫氧核糖核酸）？

病毒的遺傳物質(zhì)可以是RNA或DNA。例如，流感病毒和新冠病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，而皰疹病毒的遺傳物質(zhì)是DNA。根據(jù)病毒的遺傳物質(zhì)不同，可以將病毒分為RNA病毒和DNA病毒。

為什么打了疫苗還會(huì)得病？

疫苗的作用是通過(guò)模擬病毒感染，讓免疫系統(tǒng)提前認(rèn)識(shí)病毒，從而在真正感染時(shí)能夠迅速反應(yīng)。然而，病毒會(huì)不斷變異，導(dǎo)致疫苗的效果可能減弱。例如，流感病毒每年都會(huì)發(fā)生變化，因此需要每年接種疫苗。盡管疫苗不能完全防止感染，但可以顯著降低疾病的嚴(yán)重程度。

病毒為什么會(huì)變異？

病毒變異是其生存和傳播的自然過(guò)程。病毒在復(fù)制過(guò)程中可能會(huì)發(fā)生突變，這些突變可能導(dǎo)致病毒的特性發(fā)生變化，從而影響其傳播能力和致病性。例如，新冠病毒的奧密克戎（Omicron）變種就是通過(guò)多次突變形成的。病毒的變異是一個(gè)持續(xù)的過(guò)程，科學(xué)家需要不斷監(jiān)測(cè)和研究這些變化，以開發(fā)更有效的疫苗和治療方法。

病毒的傳播途徑有哪些？

病毒主要通過(guò)呼吸道傳播，例如流感病毒和新冠病毒。此外，病毒還可以通過(guò)消化道傳播，例如脊髓灰質(zhì)炎病毒。血液傳播的病毒有艾滋病毒，它可以通過(guò)輸血等途徑傳播。不同傳播途徑的病毒需要采取不同的防控措施，例如戴口罩、勤洗手、接種疫苗等。

病毒對(duì)人類有什么影響？

病毒對(duì)人類的影響是多方面的。一方面，病毒可以引起疾病，例如流感、新冠肺炎等；另一方面，病毒也可以推動(dòng)科學(xué)研究和醫(yī)學(xué)進(jìn)步——通過(guò)研究病毒，科學(xué)家可以更好地理解疾病的機(jī)制，開發(fā)新的治療方法和疫苗。病毒與人類的關(guān)系是復(fù)雜的，既有挑戰(zhàn)，也有機(jī)遇。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，有些人已經(jīng)有了3位父母，這是怎么回事？

2012年，國(guó)外一位攜帶遺傳病基因的母親，她的遺傳病基因潛藏在卵細(xì)胞的線粒體中，會(huì)導(dǎo)致所生孩子早夭。為解決這個(gè)問(wèn)題，科學(xué)家研制出了一種細(xì)胞核移植技術(shù)：將一顆卵細(xì)胞（假設(shè)為卵細(xì)胞A）的細(xì)胞核去除，放入這位母親的卵細(xì)胞（假設(shè)為卵細(xì)胞B）的細(xì)胞核，從而形成一個(gè)健康的卵細(xì)胞（假設(shè)為卵細(xì)胞C）。卵細(xì)胞A的線粒體中也含有少量基因，因此孩子會(huì)繼承其中的基因。再加上父親的基因，孩子在一定程度上可以被認(rèn)為是擁有了3位父母。

您覺(jué)得科學(xué)是否能解決所有問(wèn)題？

科學(xué)雖然強(qiáng)大，但也有其局限性。例如，艾滋病毒至今沒(méi)有有效的疫苗。此外，科學(xué)的發(fā)展也帶來(lái)了新的道德問(wèn)題，例如生物武器的潛在威脅。因此，科學(xué)的發(fā)展需要與道德、倫理相結(jié)合，確保科學(xué)研究的成果能夠造福人類，而不是帶來(lái)新的問(wèn)題。

您對(duì)青少年有什么寄語(yǔ)？

我希望青少年朋友們能夠好好學(xué)習(xí)，用知識(shí)武裝頭腦。知識(shí)就是力量，通過(guò)學(xué)習(xí)，你們可以為國(guó)家富強(qiáng)、民族復(fù)興貢獻(xiàn)力量。多學(xué)、多想、多睡，這是成長(zhǎng)的重要基石。希望你們成為有思想、有創(chuàng)新的人，為國(guó)家和社會(huì)的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的智慧和力量。

金涌

中國(guó)工程院院士

化學(xué)工程專家

我們都知道您的研究領(lǐng)域是化學(xué)工程，相信大家都會(huì)聯(lián)想到所謂的“化工”，請(qǐng)問(wèn)這兩個(gè)領(lǐng)域之間有什么區(qū)別？化學(xué)工程又究竟是什么呢？

中學(xué)生學(xué)的化學(xué)，是研究分子重新排列、合成新物質(zhì)的科學(xué)，因此合成一種新的物質(zhì)是化學(xué)家的工作；但想要讓這種新物質(zhì)變得有用，可能需要幾萬(wàn)、幾十萬(wàn)甚至上億噸，將它轉(zhuǎn)變成產(chǎn)品為社會(huì)所利用，就是化學(xué)工程領(lǐng)域的工作了。

化學(xué)工程所需要的反應(yīng)器不是試管，而是比這間屋子還要大的反應(yīng)器。在這樣大的設(shè)備里，想要讓兩個(gè)分子碰在一起，就需要研究流體微觀和宏觀的運(yùn)動(dòng)；化學(xué)反應(yīng)經(jīng)常伴隨發(fā)熱，反應(yīng)器散發(fā)的熱量如果不能很快地轉(zhuǎn)移出去就會(huì)爆炸，所以需要研究能量的傳遞和轉(zhuǎn)化；反應(yīng)器十分巨大，每一處的溫度和壓力等的變化都需要被控制、測(cè)量、優(yōu)化。

因此，化學(xué)工程是化學(xué)和物理的結(jié)合，要求同時(shí)解決物質(zhì)、能量和信息產(chǎn)生的問(wèn)題。在一個(gè)世紀(jì)以前，化學(xué)家如果想要將他的產(chǎn)品大型化，就需要物理學(xué)家介入。二者合一后出現(xiàn)了化學(xué)工程專業(yè)，它在20世紀(jì)20年代才成熟，還是一個(gè)比較新的領(lǐng)域。

您可以為我們分享一些您具有代表性或最有意思的研究成果嗎？

我們團(tuán)隊(duì)主要研究的是化學(xué)反應(yīng)器，集中在有催化劑作用下的化學(xué)反應(yīng)。我們使用的催化劑是非常細(xì)的粉末，需要用反應(yīng)的物質(zhì)將它“吹”起來(lái)，懸浮在空中，呈現(xiàn)類似液體的流動(dòng)性能，這就是流態(tài)化。因?yàn)檫@個(gè)時(shí)候它的反應(yīng)效果是最好的，所以這是全世界化學(xué)工程研究人員最重視的難點(diǎn)。

過(guò)去認(rèn)為，當(dāng)催化劑顆粒的尺寸小于30微米的時(shí)候表面會(huì)產(chǎn)生范德華力，不能穩(wěn)定地懸浮。我們嘗試著將它縮小至30納米，驚奇地發(fā)現(xiàn)懸浮效果非常好，因?yàn)樗鼈儾皇且活w一顆，而是一群一群地懸浮，我們將其稱為團(tuán)聚物，將這個(gè)技術(shù)稱為納米團(tuán)聚流態(tài)化技術(shù)。我們利用這個(gè)技術(shù)大批量生產(chǎn)了碳納米管（一種由碳原子構(gòu)成的納米級(jí)空心管狀結(jié)構(gòu)材料），又制造了很多石墨烯（由碳原子組成的六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜材料）。

很多人都坐過(guò)飛機(jī)，也有很多人對(duì)這種交通方式有些批評(píng)，認(rèn)為它油耗很高、污染比較大。您研究的技術(shù)給了我們很多驚喜，那么化學(xué)工程領(lǐng)域是否會(huì)有一些成果可以解決這方面的問(wèn)題呢？

為了減少二氧化碳排放，相關(guān)科研人員提出一個(gè)課題：是否能合成出一種燃料，雖然燃燒的時(shí)候排放二氧化碳，但生產(chǎn)的時(shí)候吸收二氧化碳，達(dá)成一種平衡？

我們的實(shí)驗(yàn)室做出了一個(gè)成果，即利用化學(xué)反應(yīng)生成的二氧化碳和電解水制成的氫氣合成出一種化合物。它燃燒的時(shí)候釋放的熱量特別多，雖然會(huì)釋放出二氧化碳，但又以二氧化碳為原料，所以是綠色、節(jié)能的。我們正在鄂爾多斯建立大型的示范場(chǎng)，進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)。

您對(duì)青少年有什么寄語(yǔ)呢？

祖國(guó)的未來(lái)在你們手中。未來(lái)30年是中國(guó)在世界競(jìng)爭(zhēng)中的關(guān)鍵時(shí)刻，也正是你們成長(zhǎng)為為祖國(guó)做貢獻(xiàn)的人的時(shí)刻。所以你們一定要愛(ài)科學(xué)、學(xué)科學(xué)，用科學(xué)創(chuàng)造出世界一流的科技成果，為中國(guó)社會(huì)的發(fā)展而創(chuàng)新。

科學(xué)小記者：肖郭屹卉、楊梓歆、唐瓚、王諾然

我們見(jiàn)證了知識(shí)的傳承與靈感的碰撞，今天的對(duì)話或許就是明天科技創(chuàng)新與發(fā)現(xiàn)的起點(diǎn)，愿科學(xué)之光照耀每一個(gè)青少年的成長(zhǎng)之路。

（責(zé)任編輯 /牛一名" 高琳" 美術(shù)編輯 / 周游）