能自动测距的铁饼?这场少年英才交流对话会带你体验科学“头脑风暴”

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2021-11-01
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10月31日下午,由中国科协青少年科技中心和世界顶尖科学家协会上海中心共同主办的第四届世界顶尖科学家论坛“少年英才交流对话会”活动在上海举行。英才计划专家咨询委员会主任、中国科学院院士王恩哥,英才计划专家咨询委员会副主任、中国科学院院士杨玉良,以及复旦大学、上海交通大学、同济大学和华东理工大学的部分“英才计划”导师和专家学者出席活动,并与现场的80多名少年英才们进行深入交流。交流对话会由英才计划专家咨询委员会委员、中国科学院院士武向平主持。

第四届世界顶尖科学家论坛“少年英才交流对话会”活动在上海举行。新华网 发

交流对话会上,7名少年英才作为代表,介绍了各自参与“英才计划”的学习成长经历和收获体会。上海外国语大学附属外国语学校高二学生徐天澍认为,科研源自日常生活中的点点滴滴,因为喜欢足球,他完成了《青少年足球运动研究报告》,因为住在轨道交通旁边,常常受到轨道交通噪音的影响,于是开始思考如何滤除噪音,完成《基于同一场景下不同滤波器的去噪效果比对分析——以轨道沿线为例》。徐天澍说:“虽然我科研的道路才刚刚开始,但是能有‘英才计划’老师的指导,能有学校老师的支持和同学的陪伴,希望这个在我心中播下的科学种子能渐渐地成长、茁壮长大,最终为社会作出贡献。”

江苏省南京市金陵中学的李仕嘉以《为体育添上科技的翅膀》为主题分享了他利用计算机方法对体育运动的探索。李仕嘉介绍,看到铁饼运动员因为天气不好在室内训练,受场馆条件限制无法测量投掷距离。这让李仕嘉萌生了新的想法:“希望能找到一种方法,通过投掷铁饼的情况来预测完整的距离和飞行轨迹。”他在分享科研过程时说:“我的研究也遇到了很多困难,比如数据采集和处理非常繁琐,传感器经常断联。因为误差对数据的影响,我设计了一种方法来提取和处理数据,但导师质疑模型不唯一,精度可能不够。我并没有就此终止研究,通过阅读文献和分析、与教练员和运动员交流,了解到铁饼飞行本质就是抛物线,我坚持了自己的想法,最后根据实验结果验证了自己模型的准确性。”李仕嘉说:“参加‘英才计划’让我得到了巨大的改变,学会了按照步骤论证自己的想法,而不是想到哪一步走到哪一步。”

对话交流环节,少年英才们向院士专家提出了关于科学思维、科学方法、科学精神、科研兴趣等方面的热点问题,院士专家们用深入浅出的语言一一解答。王恩哥在回答少年英才的提问时分享了自己的故事:“我学了一辈子物理,中间好几次别人提醒我,你要赶快改行,但尝试了几个领域我都没有转行。之所以觉得做物理好,就是因为物理往往把最复杂的问题变得简单。把简单的事情做正确,不要认为什么事情都很复杂,人工智能也好,大数据也罢,切忌用复杂的方法完成一件小的任务。

英才计划专家咨询委员会主任、中国科学院院士王恩哥回答少年英才的提问。新华网 发

“在进行一些药物的临床实验时有没有办法通过完全的AI智能包括一些计算模拟来检测它的效果?这是否可以避免在人体包括在动物身上进行实验可能造成的一些损害?”在回答少年英才的提问时,杨玉良介绍,药物研发首先要找到生物学上的靶点,紧接着是大量的计算工作,通过计算机筛选出几个最有可能的化合物,把这些化合物合成出来后再进行动物实验。“如果你对计算的结果非常相信,你甚至可以连动物实验都不用去做。但药物研发非常谨慎,合成出来的化合物要进行动物实验,最后才能进行人体实验。”杨玉良分析说,不经过足够的实验,一个好药早一点上市可能会救治更多人,但也可能会因为早一点上市而给极个别的人造成伤害,这就需要人类权衡这两个方面的利弊。

英才计划专家咨询委员会副主任、中国科学院院士杨玉良回答少年英才的提问。新华网 发

武向平在回答提问时表示,未来引领世界科技发展大潮的是科技精英,设立“英才计划”就是瞄准进一步提升青少年的科学素养与基础,发现和培养未来的科学家。他寄语青少年,要通过努力使自己成长为引领科技大潮的科技精英,希望青少年能够发挥自己的想象,进行超前思维的探索,“我们不仅要想现在的事,更要想未来的事”。

英才计划专家咨询委员会委员、中国科学院院士武向平回答少年英才的提问。新华网 发

人工智能、量子计算是近年的热词,也是少年英才们关注的焦点。“人工智能目前依赖大数据,是从数据里找知识,向人类要知识。”复旦大学特聘教授、“英才计划”计算机学科导师王晓阳认为,“让机器像人一样思考是人工智能的终极目标,但目前计算机发展与人工智能的发展离梦想还很远。”上海交通大学巴黎卓越工程师学院院长、“英才计划”计算机学科导师李少远表示,人工智能在世界范围里面经历了三起三落,现在又达到了一个新的高潮。“从行业的需求角度来说变得十分热门,但现在人工智能还属于弱人工智能阶段。人工智能应该作为一种赋能方法和赋能工具,结合其他领域的知识去解决产业问题。”复旦大学微纳电子器件与量子计算机研究院院长、“英才计划”物理学科导师沈健表示:“制约芯片发展的并不只是物理的大小的极限,更多是能耗问题。根本原因是因为现在所有的器件操作的原理是利用电子操作电荷,操作电荷耗能是非常大的,所以现在其他所有前沿科研的努力都是在把信息载体从电子电荷转到其他信息载体,可以考虑电子自旋,也可以考虑光子。所以从这个角度上讲,现在量子计算机发展是有很大的空间和动力的。”

谈及参加“英才计划”的感悟时,这些少年英才颇有心得。湖北省武昌实验中学学生钟岩说:“如果没有参加‘英才计划’,也许我根本就不会开始这个选题研究,不会耐下性子读文献,也不会认识这么多伙伴,这都是我在‘英才计划’这个平台上获得的无价之宝,可以说‘英才计划’为我点亮了火炬的光明。”参加“英才计划”的意义是什么呢?在江苏省苏州中学学生李令剑看来,收获最大的是团队协作的过程,导师经常举行线上线下的讨论,谈学科知识、谈兴趣方向,对学员沟通能力、协作能力大有裨益。“我觉得想要突破自我,必须要打破现有的认知天花板,努力尝试前所未有的新方法、新思路和新方向,而‘英才计划’是给我们方向和思路成长的沃土。虽然有时候在大学学术研究环境中,可能会有突兀的感觉,但是这样的氛围对我们的知识拓展是飞跃的。”

为拓宽参与论坛的少年英才的国际视野,提升创新意识和创新思维,在第四届世界顶尖科学家论坛期间,中国科协和世界顶尖科学家协会专门设计了“科学T大会:科学第一课”“少年英才交流对话会”等活动,让少年英才与世界顶尖科学家交流互动,与朋辈少年英才深入研讨,搭建成长成才的国际化平台。

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