11月8日下午，由广州市科技局主办、广州市南沙区科学技术局支持、广州物联网研究院承办、广州大学附属中学南沙实验学校（以下简称“广附南实”）协办的格致论道·湾区第26期在广附南实举办。本期讲坛特别邀请来自极化中子、海洋观测仪器、动物演化、废水资源化利用、猴面包树、高胡演奏领域的6位科学家，为观众讲述他们在科学、技术与艺术领域推陈出新背后的故事。这是格致论道·湾区讲坛首次走进南沙学校，受到了现场400多位师生的满满好评。
据悉，南沙开发区科学技术局有关领导，黄埔区科学技术协会主席贾漫蓉，荔湾区科学技术协会主席朱清英，广附南实党支部书记、校长陈文学，广附南实校长助理刘义琼，中国科学院计算机网络信息中心副总工程师、广州物联网研究院首席科学家肖云，广州物联网研究院科普部主任张乐会等嘉宾出席了本期讲坛。
李剑平：水下抓拍“海洋精灵”
海洋中的浮游生物是一个极为庞大且多样化的群体。数据显示，现代地球海洋中的浮游生物总量约为450亿吨/年。浮游生物对人类的影响举足轻重，我们呼吸的氧气，有一半是来自浮游植物的光合作用；石油、天然气以及建筑材料也由浮游植物转化而来。但是浮游生物暴发也会带来负面效应，如导致水生动物大量窒息死亡；水母暴发会堵塞核电站的取水口，严重威胁核反应堆制冷安全。
因此普查海洋浮游生物及其群落结构等就变得非常重要，中国科学院深圳先进技术研究院正高级工程师李剑平便是为“浮口”普查研制新技术和新工具的。传统的人工观测方法要经过网采捕捞、制样镜检等繁琐流程，不仅会使浮游生物失去颜色、断头断脚，而且制样试剂的毒性还会损害操作者身体健康。那何不把显微镜直接搬下水，在海里给浮游生物拍照呢？2017年到2021年，李剑平团队研发设计了水下暗场成像仪（简称IPP），在深圳大亚湾进行了四次海试，累计得到了上百万张各类浮游生物的图像。但仅依靠人工筛选，工程量巨大且效率低下。于是，他们采取主动学习的策略，通过迭代优化的方式训练AI，由此构建起中国第一个海洋中大型浮游生物原位图像数据库。此外，他们还引入AI算法，使低分辨率的图像放大后依然清晰，把离焦模糊的图像复原成清晰图像，把浮游生物的灰度图像还原成接近人眼观察的颜色。
工欲善其事，必先利其器。李剑平团队通过“IPP+AI”双剑合璧的方法，不仅观测到深圳大亚湾海域一次著名的尖笔帽螺暴发事件，还记录到了一些网采难以捕获的浮游生物，如桡足类的鱼虱和怪水蚤，它们有的寄生在鱼类鳃部，导致宿主死亡；有的会啃咬幼年海参表皮，造成其溃疡死亡。这对监测渔业养殖圈里的害虫意义重大。“仅有局部的观测还不够，我们目前已经在福建的东山和平潭以及广东深圳实现智慧物联，未来还会更多”李剑平补充道。
李启业：揭秘蚂蚁社会的生存之道
“我们知道恐龙是远古生物，其实蚂蚁也是和它同时代的生物。然而恐龙（除鸟类外）早已灭绝，蚂蚁仍繁衍至今。”华大生命科学研究院数字化地球研究所执行所长李启业为观众介绍了看似弱小、实则强大的蚂蚁。
蚂蚁的强大得益于它们“极端”的分工模式，一巢蚂蚁实际上是一个有机整体，不同品级的蚂蚁各司其职，谁离了谁都不行。一个成熟的典型蚂蚁群落内至少存在4种不同的品级，分别是工蚁、王子蚁、公主蚁及蚁后。工蚁一般没有繁殖能力，终身从事育幼、觅食、筑巢等工作；王子蚁平时不做事，其终生目标是找到心仪的公主蚁进行交配，交配后王子蚁就死了，所以蚁群里是没有国王的；公主蚁成功交配后成为新一代蚁后，建立新的蚁巢；蚁后长期待在巢内，专职产卵，是蚁群中体型最大的蚂蚁。
蚂蚁为什么能分工明确、各司其职呢？李启业团队选取了常见的法老蚁展开了研究，他们发现蚁群复杂的社会行为是由大脑决定的，通过对法老蚁4种不同品级的大脑进行分析，发现它们的大脑虽然都拥有相同的细胞类型，但由于不同细胞类型的用量和互相间的配比不一样，导致4种品级的蚂蚁大脑差别很大。李启业用六边形能力矩阵做了形象的解说，王子蚁是敏捷型，它视力和负责求偶的神经元发达，这样更方便找到公主蚁；工蚁是智力型，学习和记忆的神经元发达，嗅觉灵敏，是干活能手；公主蚁综合能力较为均衡，毕竟是下一代蚁后，需要亲自照顾后代建立自己的王国；公主蚁发育成蚁后之后，多巴胺神经元变得更加发达，对产卵活力的维持起着重要作用。
尽管是同个物种，但为了实现严格的社会分工，蚂蚁群内却发育出了差别如此大的成年个体，这也为除了人类外自然界中实现复杂社会性演化提供了另一种机制。在这种机制下，群体内部成员各司其职，不会产生矛盾和欺骗，简单化的大脑能耗更低，有利于种群繁衍。可以说它们在相拥各自的“不完整”，这便是蚂蚁存活亿年的生存之道。
童欣：极化中子——复杂磁性的探针
原子由原子核和带负电的电子构成，而原子核由带正电的质子和不带电的中子构成。中子不带电、具有磁矩、穿透性强，且对样品具有非破坏性，这些性质使得中子成为研究物质结构和动力学的理想探针。此外，中子自带磁矩，可被极化，它就像一块极小的“磁铁”，一旦遇到磁场，就会有所反应。而极化后的中子通过研究复杂磁性和物体内部磁力线可以获得其磁信息，是研究复杂磁性、高温超导等材料强有力的手段。因此，中子极化装置应运而生。
2006年，美国就已经建成了极化中子实验装置，而此时的中国在这方面的研究一片空白。2017年8月，中国散裂中子源首次打靶成功。当时正在美国橡树岭国家实验室建设极化中子产生、运输、实验和应用平台的童欣听到这一消息，毅然决然放弃了国外提薪升职的机会，于2018年回国入职中国科学院高能物理研究所，并加入中国散裂中子源，组建了一支来自全世界著名国家实验室的极化中子国际团队。在童欣的带领下，他们完成了极化中子全链条设备及技术研发，并建成了中国散裂中子源首个极化中子实验装置，填补了国内相关领域的空白，摆脱了该领域长期以来对国外的依赖。此外，童欣还提到“正常情况下，普通的磁探针是无法进入到超导体内部的，而他们利用极化中子的高穿透性，测量了超导体表面的磁力线以及方向和大小，成功验证了超导体表面的迈斯纳效应”。
极化中子是研究磁存储材料的重要手段，也是研究超导机理及现象的重要手段。因此极化中子应用是未来中国散裂中子源应用的重要领域之一。虽然，极化中子目前还属于基础研究范畴，但其研究成果通过磁存储材料等已深刻影响了人类生活。未来，利用极化中子的研究将为人类和社会的进步做出更大的贡献。
叶建飞：神奇的猴面包树
“猴面包树果实成熟后的果肉质地很像面包，猴子和狒狒特别喜欢吃，久而久之大家就叫它‘猴面包树’了。”中山大学生态学院副教授叶建飞介绍道。尽管猴面包树听起来和面包树像是“亲戚”，但它和面包树其实是完全不同科属的植物。猴面包树主要分布在非洲大陆、马达加斯加岛和澳大利亚西北部。在雨季，猴面包树大大的肚子可以储存水源，旱季时是动物的水库和当地人的水缸；果肉可以用来冲泡果汁，喝起来酸甜可口；嫩的树叶是可食用的蔬菜；树皮入药，可用来医治疮疾。此外，树干掏空后还可用作储藏室、旅馆或监狱。可以说猴面包树全身都是宝，是当地人的重要生活来源，被亲切地称作“母亲树”。
全世界一共有8种猴面包树，叶建飞从2016年开始从事猴面包树的野外考察，目前已见到过7种。他第一站去了肯尼亚，这里的猴面包树是和大象、狮子生活在一起的，“我们担心会受到野生动物的袭击，因此每次都会雇佣当地的民兵真枪实弹地来保护我们。”接着，叶建飞去到了分布有6种猴面包树的马达加斯加，他见到了形态各异的红皮猴面包树，与当地最古老的1600岁“老祖母”合影。接着，他在马达加斯加著名的猴面包树大道上，看到了树皮上长有祥云纹路的大猴面包树；也曾徒步6小时，找到了非常珍稀、果实非常大的大果猴面包树……“目前，大果猴面包树、大猴面包树以及灰岩猴面包树3种已濒临灭绝，一项研究表明到2085年，马达加斯加岛的4种猴面包树将会灭绝”叶建飞说道。
要做好猴面包树的保护，就必须了解种子播种过程。在自然界中，猴面包树的种子外壳非常坚硬，直接埋土里发芽率极低。叶建飞在考察中曾听到象鸟与猴面包树的故事。象鸟曾是世界上最大的鸟类，以猴面包树的果实为食，在迁徙过程中把种子排泄出来。经过象鸟消化后的种子萌发率很高，他由此得到启示，将此前带回来的难以发芽的猴面包树种子用开水煮开，再种的萌发率高达95%。但由于象鸟已经灭绝，猴面包树也失去了重要的传播媒介。“目前我们在国家植物园保存了4种猴面包树，广东湛江的一些企业也已经在开发猴面包树，希望未来大家都能尝到猴面包树的果汁。”
喻连香：从废弃物到城市矿山
五彩斑斓的宝玉石，可以做成戒指、项链、皇冠等，自古以来是身份的象征，也是人们追求美的体现。广东惠州博罗四角楼是广东最大的宝玉石加工贸易集散地，来自世界各地的1000多种宝玉石在此加工，加工出的珠链产品占全球80%的市场份额，宝玉石加工是当地重要的经济支柱产业。鼎盛时期，这里的小作坊宝玉石加工厂曾达5000家。然而宝玉石加工需经过切割、钻孔、抛光、染色等环节，不仅导致大量的资源浪费，还会产生大量的固废和废水，污染土地和河流，危害居民健康。
2017年，广东省科学院资源利用与稀土开发研究所教授级高级工程师喻连香及团队赴博罗小金村调查，当地大部分宝玉石加工厂都是以小作坊经营为主，加工方式粗放，环保意识低，将未处理的废弃物直接排放，导致多次发生“血河”“蓝河”事件；污染背后还存在着小作坊产生的废弃物分散处理难、政府管控难等各种问题。如何才能解决这一系列的问题呢？喻连香带领科研团队深入一线调查取样，将固体废料按不同类型分类，通过X射线衍射分析发现这些固废成分单一、杂质少，大部分成分是二氧化硅，有的含量达到99%以上，可利用价值高。喻连香首次将“城市矿山”理念引入到宝玉石加工行业，采用矿物加工等方法将边角料资源化利用。针对“牛奶水”废水污染问题，他们采用絮凝沉淀等方法，把废水从源头分类，然后集中处理，研发出了国内首个针对宝石加工行业产生的废水、固废资源化利用的技术成果。泥浆废水经处理后的“回用水”可全部再用于宝玉石加工，而分离出的“泥”可作为人造石英板材、陶瓷、土壤修复剂等。
此外，为了降低博罗小金村宝玉石生产成本和规范化管理，喻连香及其团队组织产业园方案论证会，通过产业园的模式将小作坊分散生产改为集中生产，规模处理废水固废。2021年起，他们和企业合作共建研发中心，形成产学研合作模式，还通过系列科普活动加强全民环保素质教育。“未来我们将建一条宝玉石加工智能化生产示范线，提升宝玉石加工行业的自动化生产水平。”
余乐夫：高胡声起
高胡演奏家余乐夫开场便演奏了一首在广东家喻户晓的曲子《步步高》。随后他介绍道，高胡是在二胡的基础上改革而成的，它的构造、制作以及用料都与二胡基本相同，其定音比二胡高四至五度，也被称作“高音二胡”。高胡在广东音乐中尤其突出其亮点，被誉为广东音乐的“灵魂乐器”。
余乐夫出生在音乐世家，他的父亲余其伟是著名的高胡演奏家。在家庭文化的熏陶下，他八岁开始接触高胡，但那时候高胡更像是他的一件玩具。余乐夫真正爱上音乐的那一刻并不是从高胡开始，而是一次偶然机会令他一听便着迷的摇滚乐。后来他便从各种渠道去学习吉他，而吹波糖乐队就是他的摇滚成绩单。他担任了乐团吉他手、音乐创作和唱片监制等角色，为乐队创作了三张粤语专辑。但他从来没有放下高胡，他组建了国乐组合——南亭会乐团，担任乐团的高胡领衔和作品创作等角色。业界评价余乐夫为“跨界音乐家”，这种跨界思维给了他在艺术创作上更广阔的空间，让他从一个更高的视角审视和理解中国音乐、民族音乐。随着年龄的增长，余乐夫愈发感悟到中国音乐的艺术真谛及对人生的意义，便全身心地投入到中国音乐、高胡音乐的演奏与创作当中。
十多年来，作为星海音乐学院国乐系的高胡专业教师，余乐夫既致力于青年一代的高胡教学培养，又创作了《踏雨心晴》《秋江水云》等高胡新作，和南亭会以及与各大乐团合作到国内外各地巡演。对他而言，传承与创新都是责任。“在全球多样性文化影响和传统文化的熏陶下，我们这一代人身上都拥有文化多元化的特质，而这些也影响到艺术行为。”除了创作传统学院派的作品以外，近年他还创新尝试创作“岭南风格世界音乐”，在突出广东音乐、岭南风格的特质基础上，进行中西融合，创作出包括《岭南好》及改编版的《彩云追月》等作品。“摇滚也好、国乐也好，传统也好、现代也好，并无好坏之分，只要出自真心、真情流露即可。”
本期活动主持人是南方医科大学南方医院精神心理科医生张陈茜，在圆桌对话上，她与嘉宾们围绕着“传承与创新间的关系”“结果重要还是过程重要”“科学是无用之用，技术是有用之用”等问题展开了热烈的讨论。
同时现场开放互动问答，现场的学生积极举手发问：哪里可以关注出国科考的资讯、怎么在工作中找到快乐并坚持下去……嘉宾们都一一作了回答。