万物皆是数——毕达哥拉斯对世界本质的猜想闪耀着早期的文明之光。
万物皆在时间里——亚里士多德在人类历史上第一次尝试描述物质和时间的关系。
万物皆可测量——中世纪以来萌发的定量思维的理性变革，给社会带来了划时代的影响。
万物皆可研究——2024年“未来科学家”培养计划迎新暨春季沙龙，让孩子们在科学家的引领下跨越学科界限，感受科学的无处不在，激发探索未知世界的兴趣。
由上海市教育委员会、世界顶尖科学家协会（WLA，中文简称“顶科协”）上海中心联合实施的2024年“未来科学家”培养计划迎新暨春季沙龙4月21日在上海科技大学举行。
世界顶尖科学家殷切寄语、来自上海各大科研院校的科学家导师们接受“导师聘书”并精彩开讲、十位2023年培养计划优秀学员接受嘉奖、百位2024年培养计划新学员在一场热烈的春季沙龙之后已迅速进入了角色。
本次春季沙龙围绕“万物皆可研究”主题，横向拓宽青少年们对科学的认知，纵向培养青少年们对科学的深层次思考，真正展开了“为创新而学”的实践。
顶尖科学家寄语：别错过最后一次日食，大概在5亿年后
“未来科学家”培养计划自实施以来，得到了许多世界顶尖科学家的参与和呵护。2024年培养计划顶科们将会继续积极投身其中，为学员们带来经验分享、科学建议和榜样的力量。
1994年菲尔兹奖得主、南方科技大学杰曼诺夫数学中心主任埃菲・杰曼诺夫（Efim ZELMANOV）教授曾全程参与了2023年培养计划，“你们并无发表论文的压力，所以要为兴趣而科研”的忠告言犹在耳，此次春季沙龙他又一次录制视频寄语，希望学员们依靠“人类积累的科学知识”让自己“变得强大”，并将基础科学的研究“推向更远”。
1998年沃尔夫物理学奖得主、布里斯托大学物理学冠名名誉教授迈克尔・贝里 （Michael BERRY）则带来了一场有关星辰大海的特别讲座。
“不要接受别人的建议”，这是贝里教授给学员们的第一个建议。他以一贯的英式幽默叮嘱学员们“认真倾听别人的言辞，但坚持走自己的路”。
月亮正在远离地球，每年可达4厘米。终将有一天当它再也挡不住太阳，就再也不会出现日食了。所以贝里教授的第二个建议是“别错过最后一次日食”，时间大约在5亿年后。
科学家导师倾囊相授：万物皆可研究，但需要千手观音的思维
“万物皆可研究”，本次春季沙龙的主题深得科学家导师们的赞赏。他们为这个开放性主题带来了自己的思考和拓展。
“‘万物皆可研究’的这个‘物’，当然和我们物理有关！”同济大学物理科学与工程学院教授、副院长张建卫“当仁不让”地表示。
宇宙那么大，从微观世界里的分子原子，到宏大尺度下的星系银河，“可以研究的东西实在太多了”。即便前人反复耕耘的领域里，依然可以有所作为。张建卫教授以X射线领域为例，梳理了一份始于威廉・伦琴、持续百年并诞生了近十位诺奖得主的科学探索谱系。
但“研究万物”并不容易，学员们需要有爱因斯坦那样“质疑时间的非凡勇气”，要有诺贝尔奖和搞笑诺贝尔奖双料得主安德烈・盖姆“把青蛙放进强磁场观察的那种强烈的好奇心”，还得有从“脚踩香蕉皮”、“杯中晃荡的咖啡”等司空见惯的日常现象中披沙拣金、深入探究的敏锐度。
“万物的‘物’是物质，而众所周知研究物质的科学是化学。”华东师范大学教授、2018年IUPAC元素周期表青年科学家硫元素代言人姜雪峰如同一位最佳辩手一锤定音，“万物无穷，元素有序。”
姜雪峰教授精心准备了一场令人印象深刻的演讲——吃生鱼片为何要挤柠檬汁？无糖可乐为何不增加糖代谢系统的负担？同样都苦，为什么我们怕喝中药而喜欢咖啡？吃辣为什么下饭？姜为什么还是老的辣？什么是做红烧肉的美拉德反应？为什么我们应该去追求内啡肽而不是多巴胺……
人间百般滋味、千般情绪，本质都是化学。姜雪峰教授带领学员们穿过了“酸甜苦辣鲜”、“喜怒哀乐愁”的感官迷宫，完成了对日常经验的一次祛魅。
姜雪峰教授还希望对科学家本身进行一番祛魅：“相信科学的思维和逻辑，但别相信科学家的结论”。
对“未来科学家”培养计划来说，这也是必不可少的一种科学思维训练。
在上海交通大学生物医学工程学院分子与纳米医学平台主任、个性化医学研究院常务副院长丁显廷教授当下的科研语境中，“万物”变得有些具体：上万个病人，如何做到同病异治？上万种细胞蛋白，如何捕获足够多的种类并找到那些异常表达的蛋白？
丁显廷教授的研究领域并不好懂，但他有一种把深奥的专业知识讲得生动形象的能力。比如他们的课题组成员参观寺庙时从“千手观音”那里获得了灵感，开发出有许多触手的纳米机器人，抓取的蛋白数量一举甩开了国外同行。
不仅是“千手观音”，丁显廷教授的科研灵感无处不在。在拥挤的地铁排队过闸机口时顿悟了单细胞检测的新方法，给儿子辅导高中化学时想到了用元素标记蛋白，一勺勺挖着吃蛋糕让他产生了用激光获取单个细胞的念头……在前沿的科研过程中，“我经常用到初中、高中的物理、化学知识”。
在大模型炙手可热的这两年中，人们言必称AI，几乎到了“万物皆可人工智能”的程度。华东师范大学计算机科学与技术学院、数学科学学院教授王祥丰则认为，人工智能目前依然不够优秀，ChatGPT的GPU使用效率大约40%，META只有30%，他正在开展的研究是“用运筹学帮助大模型提升效率”。
未来他还计划用大模型将代码“映射到高维空间”，选择最优秀的代码自我学习、不断迭代，最终实现“大模型指导大模型”的深度学习循环。王祥丰教授带来的一个好消息是，“和国外大模型相比，中国的并不差”。
万物皆可研究，有问题才会出发
万物皆可研究，问题是研究的引擎。春季沙龙的每位科学家导师都给学员们留下了一个问题，一个让他们飞往科学星空深处的第一推动力。
张建卫教授希望学员们能证明地球是个球体，并测出它的半径，“这一点古埃及人在四千多年就已经做到了，他们那时候可没有手机GPS”。如果有学员想要挑战更高阶的难题，张教授建议他们尝试如何探测暗物质和暗能量，“如果解决这个问题，你肯定能拿诺奖”。
近年来姜雪峰教授在塑料降解等科研领域取得了很多成果，他给学员们的课题关键词是“循环”：创造只是世界的一半，如何让科学创造出来的一切——塑料、锂电池、硫元素——循环起来，让世界形成一个完整的闭环？
丁显廷教授向学员们介绍了一种生命和医学科学领域里存在的“界观过程”。很多分子的聚集形成一个细胞器；很多细胞器的聚集形成一个细胞；很多细胞的聚集形成一个器官；很多器官的聚集形成一个人体；很多人体的聚集形成一个社会。丁教授请学员们去思考，哪一些生命过程是“量变累计后实现质变的”，哪一些是“非量变累计直接造成突变的”？其中是否隐含着可以调控和操控生命演进过程的规律？
作为一个学习数学出身的人工智能研究者，王祥丰教授的视域总是集中在数学和人工智能科学的结合部。他留给学员们的问题同样十分专业，“找到一个运筹学问题，找到合适的求解优化方法（启发式方法），改进它”。
在科学家导师们的精彩演讲之后，学员们自主选择、自由组合，分为“万物之理”“合而共生”“生命探索”和“数智未来”四个专题小组开展了讨论。
令张建卫教授大吃一惊的是，短短十分钟时间“万物之理”小组已经有学员想到了测量地球半径的计算方法，还有学员开始探讨利用宇宙微波背景探测暗物质的可能性。
姜雪峰教授忙着帮“合而共生”小组学员们弄清科研方向的严肃性，“选择的方向就要坚持，自己挖了坑自己得填”。
丁显廷教授跟“生命探索”小组学员们分享了一段悲哀的科研感悟：肿瘤病人的细胞中越来越频繁地发现细菌。因为人类滥用抗生素而不知敬畏，原本相安无事的细菌不得不将细胞当成了避难所。
“数智未来”学员们比较关注人工智能的科技伦理问题，王祥丰教授认为脑机接口一定会实现，而且会很快，但“人工智能的价值观应该要向人类看齐”。
这样一个春日的下午，充满硬核知识和思维乐趣的春季沙龙落下了帷幕，2024年“未来科学家”培养计划的后续内容将纷至沓来。未来的几个月中，学员们将经历非同一般的培养方式、他们准备迎接许多认知的颠覆、可能和很多崭新的知识或思维方式撞个满怀、还会跟很多位充满魅力的导师在科学世界中相遇。
“未来科学家”的道路，注定不会平坦，但一定非常精彩。
编 辑 | 秣 马
责 编 | 小 文
顶科协奖