(来源:上观新闻)
一项科研成果,究竟从什么时候开始算?过去,人们更容易在机器造出来、产品进入市场时看见它。如今,这条时间线正不断拉长:一个值得追问二三十年的科学问题,一颗藏在整机背后的芯片,一套供后来者使用的工具,甚至一次还不完美的工程验证,都可能是创新真正开始的地方。
在2026浦江创新论坛成果发布会上,把这些不同阶段同时摆到了眼前。首届“浦江科学之问”把目光投向未来10至30年;同日亮相的脑机接口芯片、量子计算系统、天基算力和聚变装置,则处在通往应用的不同路段。它们共同指向一种变化:上海对前沿创新的关注,正在向更源头处延伸——问题尚无答案时先找方向,产品还没出现时先补工具,技术尚未成熟时就进入工程验证。
把问题问到30年后
今年8月,赵东元获得2026未来科学大奖物质科学奖。过去近30年,这位中国科学院院士、复旦大学智能材料与未来能源创新学院院长一直在介孔材料领域工作。所谓介孔,是直径只有2至50纳米的微小孔道。围绕这些肉眼看不见的结构,他和团队一做就是几十年。
长期和这种“慢问题”打交道,赵东元对“找对问题”的分量有切身体会。“从问题出发,找对问题,这个是非常重要。”
科学史上,一些真正重要的问题,本来就不是为一两年准备的。爱因斯坦曾说,提出一个问题往往比解决一个问题更重要。1900年,希尔伯特向数学界提出23个问题,一个多世纪过去,有的已经推动数学向前迈出一大步,也有问题至今仍没有完整答案。一个足够重要的问题,本身就可能拥有穿越几代科研人员的生命力。
首届“浦江科学之问”也把时间尺度拉长。近200个问题经过两轮遴选,最终留下10个,涉及人工智能、核聚变、量子计算、化学、材料、蛋白质、衰老等领域。这些问题大多很难在一个科研项目周期内“交卷”。某种意义上,它更像是在今天埋下一批种子:不知道哪一颗最先破土,却要先判断,哪些方向值得用十年、二十年甚至更久去追。
同一张问题清单,到了不同领域的人手里,又有不同的紧迫感。
上海人工智能实验室青年科学家、奇算光启创始人钟翰森注意到一个有意思的“1+9”结构:后面9个问题都可能借助AI寻找答案,而排在第一的问题却反过来追问AI自己。“后面9个科学问题都可以用人工智能赋能研究,而第一个问题指向了人工智能技术的基础。”
中国聚变能源有限公司总工程师钟武律关注的,则是怎样让上亿摄氏度的聚变等离子体进入能够长期自维持、稳定可控的“燃烧”状态。只有跨过这道门槛,聚变才可能由实验中的瞬态高功率,走向持续产生可利用能源。
问题问得更早,资源也随之前移。上海未来产业基金投资部执行总经理蔡金旭观察到,一些前沿项目拿到投资时,创始人还没有走出实验室,商业计划书甚至只是一篇预印本论文。“风险投资提供的是‘允许失败的钱’”,而基础研究提供的,则是其中最稀缺的东西——“好问题”。若干“浦江科学之问”未来还将与上海基础研究重点支持方向衔接,“问什么”开始进入科研布局本身。
把工具造在产品之前
找到一个值得追的问题,并不意味着马上就能出发。越往前沿走,现成工具越可能不够用。
脑机接口便是如此。临港实验室联合多个合作单位,正式发布脑机接口一体化飞轮引擎“游刃”1.0,打通从数据治理、信号解码到临床应用的正向循环闭环,驱动脑机接口数据创新生态。而在具体的脑机接口硬件方面,上海时识科技有限公司发布的RigiTM系列类脑感算一体神经信号采集芯片,可拓展至千通道级,并把部分信号处理直接放到芯片内部,将功耗压到毫瓦级。对需要植入人体的设备来说,少传一些数据、少消耗一点电,都关系到供电、发热和长期使用。
它做的并不是消费者最终看到的脑机产品,而是更靠前的一环。时识科技创始人兼CEO乔宁说:“我们实际上是脑机的上游企业。”他们先解决神经信号怎样采集、处理,再由下游企业开发脑控、运动解码等完整系统。临港实验室此次发布的“游刃1.0”,则把数据集、脑机专用数据共享平台“临枢”、算法竞赛和芯片部署系统等一起摆上台前。
有些“工具”甚至看不见。AI进入生命健康领域以后,真正决定模型能走多深的,往往是此前多年沉淀下来的数据。生物芯片上海国家工程研究中心、上海芯超生物科技有限公司此次发布Hp-CARE“安卫盾”,把幽门螺杆菌无创筛查、精准诊疗和AI随访串联起来。中心芯超副总裁叶扬谈到AI时说:“AI三个要素,算力、算法和数据”,而真正稀缺的仍然是数据。
类似的思路也出现在基础计算领域。张江实验室“张江光擎”先给复杂的光计算设备做一个数字孪生体,让研究人员在虚拟环境里改参数、跑算法,再上真实硬件;原集微发布二维半导体PDK,相当于给设计端和制造端准备一套共同的“施工规则”。
上海不筹量子科技有限公司首秀的“量筹一号”,则把工具做到单原子尺度。高度聚焦的激光形成“光镊”,把中性原子捕获并排列成量子比特,目前系统量子比特规模已超过1500个,团队还在气象预测、金融时序等真实数据任务上推进量子计算实验。
把工程跑在市场之前
工具准备得再充分,前沿技术最终还是要走出实验室。到了这一步,想象力开始让位于具体参数:一次真实调用要等多久,一台装置能跑到什么温度,技术路线能不能稳定运行。
上海东方天算科技有限公司联合创始人、总裁周求实讲过一次测试:团队调用卫星上的算力进行推理,再控制地面机器人。目前,一次推理大约需要10秒级别。这个速度放在地面计算里并不快,但对仍处早期验证阶段的天基计算而言,它至少完成了一件事——算力真正到了太空,又从太空作用回地面的设备。
“机器人的这一小步,可能是太空算力的一大步。”周求实说。此次东方天算发布“明珠星座计划”,长期瞄准吉瓦级天基算力基础设施建设,推动在轨计算、智能分析等能力从单点验证逐步走向规模化应用。
相比10秒,1亿摄氏度是一个更加极端的技术尺度。
星环聚能创始人、CEO陈锐把“星环一号”的阶段目标概括为几个核心参数:3至5特斯拉左右的磁场强度、约1亿摄氏度的等离子体温度,以及等效Q达到1。按照公司规划,如果这些指标能够在相应的运行时长和重复运行条件下得到验证,就意味着相对连续、稳定、可控的聚变运行条件获得初步验证,为下一步示范堆建设打下基础。
聚变并不只有一条技术路线。星环聚能选择重复重联球形托卡马克,一方面来自团队长期积累,另一方面也基于一个现实判断:真正走向能源利用,装置需要尽量紧凑,成本也必须降下来。
“我们做的装置一定要足够小、足够便宜。”陈锐说。
而当聚变由物理问题走向工程验证,拼的也不只是一台装置。上海及长三角在高温超导相关材料、磁体、真空、精密制造和工程集成等方面具备较好的产业基础,让这样一项复杂工程可以在反复设计、制造和调试中继续往前走。
把“好问题”问到30年后
并不是把答案留给未来
而是把今天的起点
再往前挪一步
有些种子不会很快发芽
但总要有人先把它埋下
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