11月6日

第五届世界顶尖科学家论坛在上海开幕

来自20多个国家和地区的

60位国际顶尖科学家

其中包括27位诺贝尔奖得主

30位中国两院院士

在线上、线下相聚一堂

还有35位世界青年科学家参与论坛

向世界顶尖科学家展示自己的研究成果

今年，共有6位北大人

受邀参与此次论坛

他们是朱彤、谢晓亮、吴云东

三位顶尖科学家

和毛有东、马仁敏、蒋德梦

三位青年科学家

他们在国际顶级学术舞台上发出

来自北大学者的声音

展现了北大人在攻克学术难关上

“科技，为了人类共同命运”的不懈追求

科学向新，共创未来

世界顶尖科学家论坛（World Laureates Forum）由世界顶尖科学家协会发起，每年10月底，邀请一批诺贝尔奖、图灵奖等顶尖科学奖项得主与中国两院院士、全球顶尖青年科学家共同讨论人类当前与未来面临的科技挑战、人类命运的可持续发展等宏大主题。论坛聚焦基础科学和源头创新，发布最顶尖科技成果与思想理念，成为科技创新的起源地与创新思想的策源地，旨在打造具有全球影响力的国际科学交流平台。

今年，世界顶尖科学家论坛的举办来到第五年，这也是自2020年新冠疫情全球蔓延以来，线下出席论坛的海外顶尖奖项得主人数最多的一届盛会。包括27位诺贝尔奖得主、30位中国两院院士在内的60位世界顶尖科学奖项获得者、35位国内外顶尖青年科学家、百余位未来“小科学家”代表，以及来自国际组织、国际顶尖高校及科研机构、知名企业界的嘉宾代表及其他各界嘉宾共同出席此次论坛，展开线上、线下的深度交流和智慧碰撞。

以“科技，为了人类共同命运”为宗旨，努力践行“推动基础科学、倡导国际合作、扶持青年成长”的使命，第五届世界顶尖科学家论坛将年度主题定为“科学向新，共创未来”。以科学为眼，以新为愿，以创为行，以未来为指向，紧扣基础科学的最新动态和人类命运的共同挑战。精心凝练的21场重要活动，邀请与会嘉宾从不同视角展开探讨，交流科技新突破，凝聚合作新共识，构建科学新生态，激发科创新力量，共创未来新蓝图。

北大学者，探寻科学之美

1

朱 彤

中国科学院院士，北京大学环境科学与工程学院教授、院长，国务院参事，中国环境科学学会常务理事、国际大气化学与全球污染委员会（iCACGP）副主席、国际全球大气化学计划（IGAC）中国工作组组长。今年4月28日，他带领“巅峰使命”珠峰大气与人体健康科考分队再次勇攀珠峰，成为极高海拔综合科考的又一次人类壮举。

碳问题和气候变化已经成为当今人类共同面对的最重大挑战之一，在这次世界顶尖科学家论坛的碳大会上，来自全世界的科学家从“碳策”、“零碳”和“绿能”三个维度，对碳问题进行了深刻的全解析。朱彤院士在报告中表示，空气污染、气候变化会引起很多健康问题。他认为利用碳中和策略来减少化石燃料引起的碳排放，可以减少PM_2.5的浓度，这不仅使空气更加清洁，也对人类健康更为有利。而在低碳教育方面，他也分享了自己的观点：“我觉得教育是非常重要的。气候变化的缓解，也要适应现在还在迅猛前进的发展步伐，我们需要在教育方面做好准备。我们要教育好社会公众，要准备好教育材料和资源、通过各种渠道教育社会公众。”

朱彤院士在论坛中作线上报告

从2000年起，朱彤院士在国内率先开始关注与人类健康息息相关的环境与医学交叉学科。2005年，朱彤院士发起和组织了华北区域大气环境综合观测国际合作实验CAREBEIJING，构建覆盖500公里×600公里的跨省域大气污染立体监测研究体系。最终，朱彤院士带领北大团队编制了《第29届奥运会北京空气质量保障方案》和《第29届奥运会北京空气质量保障方案北京周边省区市措施》，得到国务院批准采纳，并在华北六省市实施，为保障北京奥运空气质量做出了重要贡献。

今年4月，朱彤院士来到海拔5200米的珠峰登山大本营，参加“巅峰使命—珠峰极高海拔地区综合科学考察研究”，以自己的身体作为实验对象，探寻高原反应对人体产生的影响。他和团队以及本次科考和登山队员组建成50名受试群体，将自己的身体作为实验样本，通过测量心率变异性、血氧、血红蛋白等健康指标，采集生物样本分析相关数据，比较精确地反映出在不同海拔高度身体发生的变化。检测的数据分析可以帮助去西藏短期旅游或工作的人群身体得到更大保护。

2

谢晓亮

2015年阿尔伯尼医学奖得主，中国科学院外籍院士、北京大学理学部主任、生物医学前沿创新中心主任。1984年本科毕业于北京大学化学系，1990年在美国加州大学圣地亚哥分校获博士学位，在芝加哥大学完成博士后研究后到美国太平洋西北实验室工作。1998年被哈佛大学聘为化学和化学生物系终身教授，2009-2018年任哈佛Mallinckrodt讲席教授。2010年起在北大任生物动态光学成像中心主任，2016年起任北京未来基因诊断高精尖创新中心主任。2018年7月起任北京大学李兆基讲席教授。

在此次世界顶尖科学家论坛上，谢晓亮院士在主题为Transcription ElongationLoops Revealed by Single-cell 3DGenome Structures with High-Resolution的报告中，分享了自己和团队在生物医学领域的研究成果。

谢晓亮院士在线上作出报告

据介绍，科学家过去对基因组的研究大多局限在平面结构，所以破解其3D结构，对研究小鼠、人类等哺乳动物的基因奥秘具有重要价值。为此，谢晓亮团队长期致力于3D基因组和单个细胞基因调控研究。

2018年8月，国际顶级学术期刊Science发表了人类细胞3D基因组研究的重磅成果。谢晓亮团队利用自主研发的Dip-C（二倍体染色质构象捕获）单细胞测序技术，在高分辨率下重建了来自淋巴母细胞系、原代血细胞的人类二倍体单细胞基因组3D结构，并定位了细胞核中特定单核苷酸变异和拷贝数变异。这是国际科学界首次破译人类二倍体单细胞基因组的3D结构。

近年来，谢晓亮院士带领北大团队利用Dip-C和MALBAC-DT（用于数字转录组分析的多次退火环状循环扩增技术）方法，研究了小鼠的感觉神经元。2021年1月，他们的研究成果发表在国际顶级学术期刊Cell上——在高分辨率下，生成了正在发育的小鼠皮层和海马体的转录组（3517个细胞）和3D基因组（3646个细胞）图谱。研究发现，小鼠出生后第一个月内，其3D基因组和转录组都发生了分子层面的转化。

谢晓亮院士表示，转录和基因组结构的失调可导致神经发育障碍，所以这个领域的基础研究将为自闭症、精神分裂症等神经发育疾病的诊疗奠定基础。此外，以Dip-C为基础的数据分析方法有更广泛的应用价值，可用于分析单细胞与常规3D基因组、转录组、DNA甲基化组等数据，助力科学家研究癌症、器官发生、学习与记忆、衰老与神经退行等生命现象。

3

吴云东

中国科学院院士，北京大学化学生物学与生物技术学院讲座教授、课题组长，亚太理论与计算化学家协会（APATCC）共同发起人、主席，第三届深圳市科技专家委员会委员。吴云东院士主要从事计算化学与药物设计的研究，曾于2012年当选为APATCC副主席，并作为第一位中国学者获得了2014年度Fukui Medal，在2019年当选亚太理论与计算化学家协会主席，2021年入选2020全球前2％顶尖科学家榜单。

吴云东院士主要从事理论与计算有机化学的研究，他的研究跨越有机化学、生物化学、材料科学及药物设计等多个领域，主要研究领域为金属有机催化及不对称合成，多肽及蛋白质的二级和三级结构，基于多肽的药物设计，以及发展有效的计算方法用于研究蛋白质结构及蛋白质与蛋白质相互作用, 并在此基础上进行抗癌症, 抗病毒, 及抗老年痴呆症等的药物设计。

2010年，他回归北京大学，任北大深圳研究生院副院长，化学基因组学实验室讲座教授。2016至2019年，吴云东院士担任北大深研院院长。在就职讲话中，他说：“我想向大家提两个请求：第一，请大家都叫我吴老师；第二，任何人任何时候对深研院发展有好的想法，都请及时找吴老师。”学术功底深厚、心态创新包容，不仅是吴云东院士的生命底色，也是所有北大人的血脉传承。

4

毛有东

北京大学物理学院和定量生物学中心博雅长聘教授，北京大学-清华大学生命科学联合中心PI。目前已在Nature、Science等国际学术期刊以第一作者或通讯作者发表研究论文近40篇，2021年获国家杰出青年科学基金支持。主要从事软凝聚态和生物物理的前沿交叉研究，致力于发展四维冷冻电子显微镜方法学，研究软物质动力学和非平衡统计物理生物学，及其在分子医学中的重大应用。

科学，是一片浩瀚无垠的海洋，闪烁着神秘的点点星光。支配物理世界、生命现象或宇宙性质的未知机制，正是毛有东科研早期的灵感来源。他所作的努力，就是为了理解支配生命体运作的分子世界基本规律，甚至是更基础的可阐述生命系统原理的普遍法则。

回顾自己的科研之路，毛有东最为欣慰便是通过结合4D或时间分辨冷冻电镜与人工智能算法，发现了人类蛋白酶体全酶超大分子机器的内部运作原理及其在原子水平的动态调控和重编程机制。每一个生命都是一台台最精密的仪器，不容半点差错。在毛有东眼中，科学的哲学本质是当一个科学结论或定律被发现在某种程度上有一丝偏差或错误时，“证伪”本身及对定律失效背后机制的深入理解，往往会带领科学家开启新的篇章。

走在时代前沿，用全球化的眼光看待科研中的问题。毛有东认为厚积培植“寻根究底”科学探索精神的科研文化土壤，应该成为一个全球议题，由整个国际社会来解决。各方和各国应该怀有共同的目标——让科学为所有人构建更好的未来。

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5

马仁敏

马仁敏，北京大学长聘副教授，国家杰出青年基金获得者，科学探索奖获得者。发表的工作包括Nature/Science 3篇，Nature/Science子刊11篇，PRL 2篇，被引用9000余次。研究成果入选2018美国物理学会Physics年度重点成果、2018和2020中国光学十大进展、2020中国半导体十大研究进展、2020中国百篇最具国际影响学术论文。研究方向为微纳激光物理与器件、光与物质相互作用和非厄密与拓扑光子学。

激光的发明加深了人们对光与物质相互作用的认识，并极大地推动了现代科学与技术的发展。自激光发明以来，其微型化一直是激光领域核心研究方向之一，目的是为了获得体积更小、速度更快以及能耗更低的激光。经过几十年的发展，微型化激光已经取得了巨大的成就，成为了信息通信、光传感、消费电子等领域的核心驱动光源。然而在激光中增益介质是通过受激辐射放大光子，因而激光尺寸受光学衍射极限的限制，每个维度最小的尺度均要大于半个波长。光学衍射极限的存在阻碍了激光的进一步微型化。

马仁敏团队在激光微型化领域做出了系统性的创新贡献，特别是解决了金属能否提高激光性能这一纳米光学领域长期悬而未决的问题，实现了突破光学衍射极限的高性能纳米激光，为激光的进一步微型化铺平了道路。同时纳米激光提供了一个在受限体系下研究光与物质相互作用物理的良好平台，在研究纳米激光的过程中，马仁敏团队发现了若干光场调控新机制新机理，包括能带反转光反射、转角光场局域和奇异点反常自发辐射等。马仁敏将继续探寻追光者的灵感，不断追逐心中的那束科学之光。

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6

蒋德梦

北京大学生态研究中心博士后，在SCI和中文核心期刊发表论文10余篇。研究方向：一是木材生产和生物多样性如何响应不同的森林管理模式，探究华南地区为代表的土地利用的最佳策略来协调木材生产和生物多样性保护；二是混种鸟群中物种间捕食风险的信息传递、鸟类对森林管理的反应及其繁殖策略，以及鸟类物种分布模型。

森林恢复是应对气候变化、生物多样性丧失、水土流失等挑战的重要途径。国内外启动了许多大型森林恢复项目，但被恢复的森林在实现各大生态目标上成效如何？森林恢复的生态成效与木材生产功能是否存在权衡？人们如何协调该权衡关系、实现多种目标的共赢？这些都是亟待回答的问题。

蒋德梦是北京大学生态研究中心华方圆助理教授课题组的博士后，此次代表课题组在科学家青年论坛中作报告。华方圆课题组首先通过汇总全球数据集，量化评估了人工林与自然林两大类被恢复森林在储碳、保土、产水、保护生物多样性、生产木材上的成效差别。分析发现，在各生态成效上，恢复自然林比营建人工林都有突出优势，但营建人工林有明显的木材生产优势。因此森林恢复在生态与生产成效的实现之间存在不容忽视的权衡。鉴于该权衡关系，他们进而通过在我国木材生产第一大区广西开展野外研究，通过对一系列森林恢复和管理方式进行鸟类和木材产量调查，以区域尺度土地分配规划的视角探究在满足木材生产前提下，能最大化生物多样性保护的土地利用策略，以期为协调森林恢复的生态与生产成效权衡提供科学依据。初步分析显示，通过在区域尺度将土地在自然林恢复与高产人工林营建之间进行恰当分配，将是解决森林恢复生态与生产权衡挑战的有效出路。

华方圆课题组成员在野外调查（前排右一为华方圆，后排左二为蒋德梦）

蒋德梦认为，自然本身就是一本有趣的书，令人着迷。他想了解鸟类等生物如何应对干扰，在一个地区或尺度内，找到一种解决方案，在保护生物多样性的同时平衡主要的社会性需求，并确定可维持多种关键生态系统服务的最佳景观配置。专注于研究目标，努力工作；与当地人保持良好的关系，尤其是在野外研究中；成为某个系统或研究领域了解最多的人……都是他进行科学研究的“法则”，也是他严格要求自己的表现。

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实现科技的自立自强、突破创新

是时代赋予的责任

更是一代代北大人的使命

追寻科学之光，逐梦星辰大海

北大人的步履永不停歇

来源：北京大学科研部、北京大学融媒体中心、世界顶尖科学家论坛、上观新闻

图片：受访者提供

编辑：杨映锴、刘亚凡