小话筒探知大科学科学小记者访谈大科学家
充满年轻活力的心灵正怀揣着对未知世界的渴望,若与科学家相遇,又会擦出怎样的火花?2025年1月3日~4日,《知识就是力量》的科学小记者怀着满腹疑问,踏上了向大科学家寻觅答案之旅。
汪景琇
中国科学院院士
太阳物理学家

汪院士,我们都知道您去青藏高原做过考察。您认为在青藏高原建设天文台都有哪些优势呢?
现在青藏高原上有国家天文台的阿里天文观测基地,除了天文和宇宙线这些常规项目之外,还可以进行引力波探测等工作。我去西藏的时候,曾经想过是否可以在那里进行太阳观测,结果发现有一定困难。因为太阳观测需要非常好的大气宁静度(地球大气对光学成像的影响程度),天气要好。青藏高原局地天气的特点很鲜明,太阳出来后,地面很快会被加热,就会出现很多浮云,影响太阳的观测。但青藏高原是很适合其他恒星和星系观测的,太阳只是天文中的一个小对象,是银河系几千亿颗恒星中普通的一颗。不过我们在西藏考察得还很不够,还不能排除优秀太阳观测台址存在的可能。
您觉得我国目前最适合进行太阳观测的天文台是哪一个呢?
好多的国家太阳天文台都建在湖面上,例如北京怀柔水库上的怀柔太阳观测站,以及青海省的冷湖天文观测中心——主要用于精确测量中红外波段的太阳磁场。未来,我们还可以在四川、贵州、云南的交界地带建站,那里已经有了一些太阳观测的设备,比如圆环阵太阳射电成像望远镜。为太阳观测选择好的台址,是太阳物理工作者一直在努力的工作。
太阳观测站除了望远镜外,还需要哪些配套设施呢?
望远镜只负责将太阳光引进来,接下来对图像、光谱的分析需要更多配套的设备,还要有计算机进行配合。所以制造这些设备的技术很重要,也很难。
如果我们想要形容太阳上面的物质,应该用液态、固态还是气态呢?
都不足以概括,而是应该用物质的第四态——等离子体。在等离子体中,电子和离子都是可以自由移动的,而不再被束缚在原子内,因此它是一个带电的流体,也包括部分中性原子。
您从一个学生成长为科学家,肯定经历了很多。在成长经历中,有没有哪位老师或长辈对您的影响特别深?他们是怎么影响您的?
我遇见过很多杰出的老师,对我影响最大的是高中班主任姜华庭老师。他工作非常负责,对所有同学一视同仁,对他们的未来都有设想,会关心大家选择什么专业和学校,我报考大学的时候,他帮了我很多。他是一名优秀的共产党员,以身作则,备课很认真,课讲得很好,我从研究生到研究员,到院士,都依然会和他联系,听取他的教诲。
您能否和我们分享一下您自己的学习方法呢?
记得我在中学的时候,就已经开始在想自己将来要做什么,这很重要。除此之外,在学习上,我喜欢经常性地总结自己的收获,把一段时间内学到的东西归纳一下,这不仅有强化的作用,还能够通过思考发挥创造性,更好地找到一些新方法,把它们真正变成自己的东西。
除此之外,我很喜欢看书,多看、多思考学科最前沿的东西,想一想这些和自己有什么关系?将来要怎么做?所以我也没有太多特别的方法,主要是坚持读书、学习和思考。
您对青少年有什么寄语?
2035年,我们国家要建成科技强国,所以新一代的责任是很大的。我希望青少年能树立理想,确定自己将来到底要做什么,而这个目标可以和国家的目标相一致。除了远大的理想之外,还要有勤奋和努力,要多多关注科学技术的发展,心有大局,这样才能够更踏实地学习,还要有优秀的品质。拥有了这些,人在困境中便知道到底该如何应对,希望你们好好学习,为国家发展做出贡献。
高福
中国科学院院士
病原微生物与免疫学家

高院士,您好!流感分为甲、乙、丙、丁4类,请问这是怎么判定的?
流感病毒根据其表面的血球凝集素(具有重要生物学功能的蛋白质)和神经氨酸酶(一种在病毒感染和生物体内多种生理过程中发挥重要作用的酶)的不同组合进行分类。这两种元素分别有18种和11种类型。甲型流感病毒的组合最为多样;乙型流感病毒则相对较少;丙型流感病毒较为少见;丁型流感病毒主要感染牛和猪,尚未发现感染人类。
病毒的遗传物质是RNA(核糖核酸)还是DNA(脱氧核糖核酸)?
病毒的遗传物质可以是RNA或DNA。例如,流感病毒和新冠病毒的遗传物质是RNA,而疱疹病毒的遗传物质是DNA。根据病毒的遗传物质不同,可以将病毒分为RNA病毒和DNA病毒。
为什么打了疫苗还会得病?
疫苗的作用是通过模拟病毒感染,让免疫系统提前认识病毒,从而在真正感染时能够迅速反应。然而,病毒会不断变异,导致疫苗的效果可能减弱。例如,流感病毒每年都会发生变化,因此需要每年接种疫苗。尽管疫苗不能完全防止感染,但可以显著降低疾病的严重程度。
病毒为什么会变异?
病毒变异是其生存和传播的自然过程。病毒在复制过程中可能会发生突变,这些突变可能导致病毒的特性发生变化,从而影响其传播能力和致病性。例如,新冠病毒的奥密克戎(Omicron)变种就是通过多次突变形成的。病毒的变异是一个持续的过程,科学家需要不断监测和研究这些变化,以开发更有效的疫苗和治疗方法。
病毒的传播途径有哪些?
病毒主要通过呼吸道传播,例如流感病毒和新冠病毒。此外,病毒还可以通过消化道传播,例如脊髓灰质炎病毒。血液传播的病毒有艾滋病毒,它可以通过输血等途径传播。不同传播途径的病毒需要采取不同的防控措施,例如戴口罩、勤洗手、接种疫苗等。
病毒对人类有什么影响?
病毒对人类的影响是多方面的。一方面,病毒可以引起疾病,例如流感、新冠肺炎等;另一方面,病毒也可以推动科学研究和医学进步——通过研究病毒,科学家可以更好地理解疾病的机制,开发新的治疗方法和疫苗。病毒与人类的关系是复杂的,既有挑战,也有机遇。
随着科学技术的发展,有些人已经有了3位父母,这是怎么回事?
2012年,国外一位携带遗传病基因的母亲,她的遗传病基因潜藏在卵细胞的线粒体中,会导致所生孩子早夭。为解决这个问题,科学家研制出了一种细胞核移植技术:将一颗卵细胞(假设为卵细胞A)的细胞核去除,放入这位母亲的卵细胞(假设为卵细胞B)的细胞核,从而形成一个健康的卵细胞(假设为卵细胞C)。卵细胞A的线粒体中也含有少量基因,因此孩子会继承其中的基因。再加上父亲的基因,孩子在一定程度上可以被认为是拥有了3位父母。
您觉得科学是否能解决所有问题?
科学虽然强大,但也有其局限性。例如,艾滋病毒至今没有有效的疫苗。此外,科学的发展也带来了新的道德问题,例如生物武器的潜在威胁。因此,科学的发展需要与道德、伦理相结合,确保科学研究的成果能够造福人类,而不是带来新的问题。
您对青少年有什么寄语?
我希望青少年朋友们能够好好学习,用知识武装头脑。知识就是力量,通过学习,你们可以为国家富强、民族复兴贡献力量。多学、多想、多睡,这是成长的重要基石。希望你们成为有思想、有创新的人,为国家和社会的发展贡献自己的智慧和力量。
金涌
中国工程院院士
化学工程专家

我们都知道您的研究领域是化学工程,相信大家都会联想到所谓的“化工”,请问这两个领域之间有什么区别?化学工程又究竟是什么呢?
中学生学的化学,是研究分子重新排列、合成新物质的科学,因此合成一种新的物质是化学家的工作;但想要让这种新物质变得有用,可能需要几万、几十万甚至上亿吨,将它转变成产品为社会所利用,就是化学工程领域的工作了。
化学工程所需要的反应器不是试管,而是比这间屋子还要大的反应器。在这样大的设备里,想要让两个分子碰在一起,就需要研究流体微观和宏观的运动;化学反应经常伴随发热,反应器散发的热量如果不能很快地转移出去就会爆炸,所以需要研究能量的传递和转化;反应器十分巨大,每一处的温度和压力等的变化都需要被控制、测量、优化。
因此,化学工程是化学和物理的结合,要求同时解决物质、能量和信息产生的问题。在一个世纪以前,化学家如果想要将他的产品大型化,就需要物理学家介入。二者合一后出现了化学工程专业,它在20世纪20年代才成熟,还是一个比较新的领域。
您可以为我们分享一些您具有代表性或最有意思的研究成果吗?
我们团队主要研究的是化学反应器,集中在有催化剂作用下的化学反应。我们使用的催化剂是非常细的粉末,需要用反应的物质将它“吹”起来,悬浮在空中,呈现类似液体的流动性能,这就是流态化。因为这个时候它的反应效果是最好的,所以这是全世界化学工程研究人员最重视的难点。
过去认为,当催化剂颗粒的尺寸小于30微米的时候表面会产生范德华力,不能稳定地悬浮。我们尝试着将它缩小至30纳米,惊奇地发现悬浮效果非常好,因为它们不是一颗一颗,而是一群一群地悬浮,我们将其称为团聚物,将这个技术称为纳米团聚流态化技术。我们利用这个技术大批量生产了碳纳米管(一种由碳原子构成的纳米级空心管状结构材料),又制造了很多石墨烯(由碳原子组成的六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜材料)。
很多人都坐过飞机,也有很多人对这种交通方式有些批评,认为它油耗很高、污染比较大。您研究的技术给了我们很多惊喜,那么化学工程领域是否会有一些成果可以解决这方面的问题呢?
为了减少二氧化碳排放,相关科研人员提出一个课题:是否能合成出一种燃料,虽然燃烧的时候排放二氧化碳,但生产的时候吸收二氧化碳,达成一种平衡?
我们的实验室做出了一个成果,即利用化学反应生成的二氧化碳和电解水制成的氢气合成出一种化合物。它燃烧的时候释放的热量特别多,虽然会释放出二氧化碳,但又以二氧化碳为原料,所以是绿色、节能的。我们正在鄂尔多斯建立大型的示范场,进行相关试验。
您对青少年有什么寄语呢?
祖国的未来在你们手中。未来30年是中国在世界竞争中的关键时刻,也正是你们成长为为祖国做贡献的人的时刻。所以你们一定要爱科学、学科学,用科学创造出世界一流的科技成果,为中国社会的发展而创新。
科学小记者:肖郭屹卉、杨梓歆、唐瓒、王诺然
我们见证了知识的传承与灵感的碰撞,今天的对话或许就是明天科技创新与发现的起点,愿科学之光照耀每一个青少年的成长之路。
(责任编辑 /牛一名 高琳 美术编辑 / 周游)