极限创新:35岁之前改变世界的全球科技精英 - PDF Flipbook

[V版]极限创新:35岁之前改变世界的全球科技精英_麻省理工科技评论_人民邮电

248 Views
6 Downloads
PDF 17,683,436 Bytes

Download as PDF

REPORT DMCA


更多精彩尽在www.sxpdf.com

本书由“书行天下PDF电子书”整理

书行天下PDF电子书(www.sxpdf.com):免费提供各类精品
电子书的网站!书行天下提供的书籍绝对可以当得起你书架上
的 一席之地!总有些书是你一生之中不想错过的!

书行天下PDF电子书是一个免费PDF在线阅读与下载的网络书店!

www.sxpdf.com
书行天下所有PDF电子书籍全部免费分享,只为以书
会友,欢迎大家支持!

更多精彩尽在www.sxpdf.com

更多精彩尽在www.sxpdf.com

著 麻省理工科技评论

责任编辑 恭竟平

责任印制 周昇亮

 人民邮电出版社出版发行 北京市丰台区成寿寺路 11 号

邮编 100164 电子邮件 [email protected]
网址 http://www.ptpress.com.cn

北京市雅迪彩色印刷有限公司印刷

 开本:720960 1/16 2018 年 1 月第 1 版
2018 年 1 月北京第 1 次印刷
印张:16.5
字数:281 千字

定价:69.80 元

读者服务热线:(010)81055296 印装质量热线:(010)81055316
反盗版热线:(010)81055315

广告经营许可证:京东工商广登字 20170147 号

更多精彩尽在www.sxpdf.com




青年科技创新与未来

《麻省理工科技评论》于 1999 年创立科技创新青年榜,每年从全球遴选 35
位 35 岁以下的科技创新青年。历年上榜的青年中有相当一批人已经成为改
变世界的科学家或企业家。本书挑选了其中 43 位榜上有名者进行介绍。我
不打算对这 43 位过去和现在的科技创新青年过多评论,读者可以从书中找
到自己想要的答案。我仅从另外一个角度,谈谈青年科技创新与未来。

人类区别于其他动物的最大特点,不是会劳动、有思想和会使用工具,而是
不断地进行科技创新与改变。自从人类从猿进化成人开始,科技创新就一直
伴随着人类发展的所有进程。人类首先创造了语言、文字,制造交通工具,
解决了信息 w 的表达、人和物质的传输问题。人类也创造了建筑和医疗,
从而极大地改善了人类生存的环境条件,延长了人类的寿命。人类还发明了
电力,极大地改善了生产条件,大幅度提高了生产效率。这些改变,使人类
不必像其他动物一样,一天到晚为生存而奔命,有了享受生活的条件、机会
和时间。因此,人类也创造了哲学、艺术、文学等,使人类在享受物质生活
的同时也能享受精神生活。人类还通过教育,把发展过程中形成的精神成果

001

更多精彩尽在www.sxpdf.com

一代一代地传承下去。

从这一角度看,人类是不乏科技创新基因的。然而,自工业化革命以来,科
技创新几乎成为西方的专利。美国、英国、德国 3 个国家诺贝尔奖获得者的
数量分居世界前三位,其科技创新能力也是世界的前三位。美国诺贝尔奖获
得者的数量遥遥领先,其科技创新能力使其他国家难望其项背。虽然我们无
法用诺贝尔奖获得者的数量来衡量一个国家的科技创新能力,但是诺贝尔奖
获得者的数量的多寡,的确与这个国家的科技创新能力成正比。日本为了迎
头赶上,就曾在 21 世纪初宣布,要在诺贝尔奖获得者的数量上缩短与欧美
国家的差距,在 2050 年以前培养 30 位诺贝尔奖获得者。

位居科技创新竞争力前列的几个国家,它们成功的重要因素之一是有激发青
年科技创新的环境:活跃的思想氛围,对大胆探索、实践的鼓励以及开放、
公平竞争的机会。青年是人生最重要的一个阶段,也是人生思想最活跃的阶
段。绝大多数人在 35 岁之前的所作所为,基本上奠定了其人生发展最重要
的基础。一个国家应该给青年展现思想的机会、探索的机会和公平竞争的机
会。《麻省理工科技评论》科技创新青年榜其实就是在全球范围内,为青年
的“冒尖”提供了一个被认可的平台。而科技创新青年被认可的数量,也可
以被看作是一个国家科技创新竞争力的体现。

2017 年,有 6 位华人青年在《麻省理工科技评论》科技创新青年榜榜上有名,
说明中国科技创新的环境和氛围有了极大改善。2017 年,《麻省理工科技
评论》科技创新青年榜将走进中国,在中国选拔 35 位科技创新青年。我们
期待更多的青年参与,使这一平台成为衡量中国各地科技创新氛围的标志。

002

更多精彩尽在www.sxpdf.com

我们更加期待这些科技创新青年在未来的人生道路上持续创新,成为让人类
生活更美好的思想家、科学家、艺术家、企业家或政治家。

李俊峰
国家能源委员会专家咨询委员会委员
国家应对气候变化战略研究和国际合作中心前主任

003

更多精彩尽在www.sxpdf.com

重返世界巅峰

热 门 影 片《 天 才 捕 手》(Genius) 讲 述 了 文 学 编 辑 珀 金 斯(Maxwell Evarts
Perkins)“ 捕 捉 ” 菲 茨 杰 拉 德(F. Scott Fitzgerald)、 海 明 威(Ernest
Hemingway)、沃尔夫(Thomas Wolfe)等天才作家和天才作品的真实故事。
科技界也满是同样的故事。《麻省理工科技评论》的全球“35 位 35 岁以下
科技创新青年”(TR35)评选,就是在全球范围内寻觅和捕捉杰出的科技人
物和科技项目。榜单中的陌生名字,后来都成长为行业领袖,如谷歌(Google)
创始人拉里·佩奇(Lary Page)、谢尔盖·布林(Sergey Brin),Facebook
创始人马克·扎克伯格(Mark Zuckerberg),苹果(Apple)首席设计师乔
纳森·艾维(Jonathan Ive),在线支付 PayPal 创始人马克斯·列夫琴(Max
Levchin),CRISPR 基因编辑技术发明者张锋,百度前首席科学家吴恩达等。
马克·扎克伯格的故事见诸电影《社交网络》,一声“这是个创意决定一切
的时代”启发了万千学子涌入创新创业之门 。
科技故事比文学故事更宏大、更动人。人类就是依靠科技,一步步进化到今

004

更多精彩尽在www.sxpdf.com




日的文明。科技就是实力,不仅关系民生福祉,也关系民族的盛衰安危。

不妨把目光移到遥远的两千年前。那还是迷信蒙昧的时代,关山阻隔,海
阔浪高,东方和西方各自独立发展。公元前 54 年,罗马统帅恺撒 ( Gaius
Julius Caesar,公元前 102—公元前 44) 率领罗马军团渡过英吉利海峡,远征
不列颠。恺撒看到的不列颠人,几乎还是原始状态:

全不列颠中,最开化的居民住在滨海地区的肯几姆地区,多数人不种田,只
靠乳和肉生活,用毛皮做衣服。所有不列颠人都用菘蓝染身,使人看起来是
蓝色的,在战斗中显得恐怖。蓄长发,全身除了头部和上唇外,到处剃光。
妻子们由十个或十二个男人共有,兄弟父子之间共有最普遍。如果这些妻子
中有孩子出生,则被认为是当她在处女时第一个接近她的男人的孩子。[1]

此时,东方的华夏文明已历经夏、商、周、春秋战国,历经诸子百家争鸣,
历经秦皇汉武,修建了都江堰水利工程,建起了长城,较之不列颠遥遥领先。

公元 476 年,罗马帝国被“蛮族”(尚未开化的日耳曼人)灭亡,典籍被焚
毁,知识和技术失传,欧洲坠入黑暗而漫长的“中世纪”(476—1453)。
中国则进入诗书礼乐的唐宋昌盛期。在近千年的时间里,中国源源不断地向
欧亚大陆输送技术和发明,如印刷术、造纸术、火药、罗盘、舵、铸铁、瓷器、
链、轮式磨谷机、水力研磨机、鼓风箱、风选机、拉式纺纱机、手摇纺丝机、
独轮车、航海运输技术、胸戴挽具、轭、石弓、风筝、螺旋桨 、深钻孔法、

005

更多精彩尽在www.sxpdf.com

悬架、拱桥、铁索桥、运河船闸、航海制图法等。[2]

英国哲学家弗朗西斯·培根(Francis Bacon,1561—1626)写道:“我们应
该注意到这些发明的力量、功效和结果。印刷术、火药、指南针这三大发明
在文学、战争、航海方面改变了整个世界的许多事物的面貌和状态,并由此
引起了无数变化,以至似乎没有任何帝国、任何派别、任何星球,能比这些
技术发明对人类事务产生更大的动力和影响。”[3]

这些技术给中世纪的欧洲注入了活力,促成了一系列创新和学术传播。随着
文艺复兴运动的兴起,欧洲走出了黑暗,发展出一种生机勃勃的高度侵略性
文明。

欧洲农业革命的技术创新之一是用马代替牛作为挽畜。马拉得更快,更有耐
力。欧洲传统用牛,其颈上挽具只适合牛的短颈,不适合马。中国人的胸戴
挽具传入欧洲,这种像项圈一样的挽具将着力点移到马的肩部,不会压迫气
管,使马的牵引力增加四五倍。欧洲从此改用马作为畜力,重犁获得普遍推
广,由二田轮作改进为三田轮作。马替代牛,提高了效率,扩大了人的活动
范围,使社会变得丰富多彩。

中国的马镫让欧洲的骑士变得强大。骑士是欧洲封建制度的代表形象,他们
全身披挂甲胄,威风凛凛地跨骑在用盔甲防护的战马上。但欧洲一直没有马
镫。骑士双脚悬空骑在高头大马上,无法坐稳,一旦临敌,往往要滚身下马,
步行迎战。马镫由中国传入,它没有运动部件,简单,却可以让骑手稳坐于
马背,作战时不会摔下来。一位骑手配备了马镫,就构成了一个稳固的整体,

006

更多精彩尽在www.sxpdf.com

可以快速驰骋,产生强大的冲力,形成所谓的“骑兵冲刺”。欧洲的骑兵就
是中世纪的“坦克”。

中国人于 9 世纪发明了火药,13 世纪传到欧洲,14 世纪初欧洲人造出火炮。
到 1500 年,制造枪炮成为欧洲十分普遍的技术。16 世纪滑膛枪出现。在火炮、
滑膛枪面前,弓箭、大刀、骑兵、长枪退出战场。“火药革命”削弱了骑士
和封建领主的军事作用,取而代之的是用火药装备的陆军、海军。风力驱动
的多桅帆船装上火炮,就成为炮舰,为重商主义和殖民主义开辟了道路。欧
洲各王国纷纷借助炮舰和罗盘,通过建立海上贸易航线和殖民地来扩充财富。

当时,西方的航海无论是规模还是技术都落后于中国。1405—1433 年间,
郑和(1371—1433)七次下西洋,最远到达非洲东海岸和红海沿岸。规模最
大的一次,舰船近 300 艘,成员逾 3 万人。他们曾抵达印度尼西亚、斯里兰卡、
印度、波斯湾、红海和东非。中国船队曾停靠在沙特阿拉伯港口吉达(Jedda),
也曾停靠在肯尼亚沿海的马林迪(Malindi)。相比之下,哥伦布在 1462 年
的舰队只有 3 条小船、129 个水手,简直就像小蚊子对大飞机。[4]

郑和下西洋足以证明,当时欧洲并未占有科技上的优势。欧洲人胜出的,只
是“无与伦比”的贪得无厌和野心。

郑和下西洋,目的是宣扬“大明威德”“怀柔远人”,对拥护明朝的各国君
主提供帮助,丝毫无意攻占或殖民他国。在 15 世纪 30 年代明宣宗派郑和最
后一次下西洋之后,中国人便停止出海,叱咤一时的伟大舰队解散。

007

更多精彩尽在www.sxpdf.com

欧洲人则完全不同,踏上人家的海岸,即宣告“此疆已归吾王所有”,把当
地人和文化一一灭绝。葡萄牙人亨利(Henry the Navigator,1394—1460)
和达·伽马(Vasco da Gama,1469—1524)来到非洲,一面绑架、贩卖黑
奴,一面占领岛屿和港口。哥伦布(Cristoforo Colombo,1450—1506)“发
现”美洲之后,立刻宣称这片土地归西班牙国王所有。麦哲伦(Fernando de
Magallanes,1480—1521) 占 领 了 菲 律 宾。 西 班 牙 的 科 尔 特 斯(Hernando
Cortes,1485—1547)听说墨西哥中部有个强大的帝国 ( 阿兹特克,Aztec),
就去烧杀掳掠,把帝国的首都变成焦土后占领整个帝国;几年后又侵占并毁
灭了南美古老的印加帝国。英国的库克船长(James Cook,1728—1779)
三下太平洋,把澳大利亚、塔斯马尼亚和新西兰变成英国领地,让数百万欧
洲人在此殖民,原住民几近灭种。[4]

经过近三百年的探险、烧杀、掠夺,欧洲建立起横跨半个地球的殖民帝国。
无论是美洲、大洋洲、大西洋、太平洋,都由欧洲人完全宰割。英国击败西
班牙、荷兰、法国,夺取了海上霸权,成为欧洲第一强国。

即便如此,中国经济仍领先世界。到 1776 年(清乾隆四十一年),中国 GDP(国
内生产总值)居世界第一;1800 年中国 GDP 占世界的 32.9%;1840 年中国
GDP 占世界的 29%。[5-6]

可惜这是封建帝国的落日余晖。风云变幻,异军突起,科技与工业文明已席
卷欧洲,世界格局、民族命运将大变。

16 世纪,哥白尼(Nikolaj Kopernik,1473—1543)提出日心说,开启科学革命。

008

更多精彩尽在www.sxpdf.com

18 世纪后期,瓦特(James Watt,1736—1819)改良蒸汽机,世界进入“蒸
汽时代”,机器、工厂、火车、汽车、轮船出现,第一次工业革命兴起。19
世纪,法拉第(Michael Faraday,1791—1867)发现电磁感应定律,发电机、
电动机、电力系统、电灯、电车、电话、电报、电影,以及以煤气和燃油为
能源的内燃机、柴油机、内燃汽车、远洋轮船、飞机等递次出现,第二次工
业革命兴起,欧美步入电气时代。

此时,中国依然沉迷于科举八股、吟风弄月。这个有着五千年历史的古国,
政治、经济、文化长期比邻国发达,满怀“天朝上国”的优越感,“日出而
作,日落而息,帝力于我何有哉”,满足于自然经济的丰裕。人们的喜好不
是探索自然、改造自然,而是顺从自然、赞赏自然;向往的不是巍峨宫殿,
而是芳草鲜美、落英缤纷的“桃花源”。他们比哥白尼、伽利略早千年观察、
叩问宇宙和月亮的神秘,得出的却是美丽的诗篇。在决定强弱胜败的科学技
术变革中,他们置身局外,浑然不知危机将临。

英国占据印度多年后,鹰视狼步地转向中国。1793 年,英王派遣一个 135
人的庞大使团,配备步兵、炮兵 650 人,大炮 64 门,来到中国,提出自由
通商、减免关税、自由传教等 7 项要求。80 多岁的乾隆皇帝(爱新觉罗·弘
历,1711—1799)斥之为“妄行干渎”,“天朝无所不有,无需尔国制办。
念尔国僻居荒远,间离重瀛,不谙天朝体制,特命大臣向使臣详加开导,遣
令回国”。使团观察了中国的政治、军事、经济、社会,看到这个千年前就
发明了火药的王朝居然如童话世界,士兵还扛着长矛、带着弓箭。

中国当时并非没有看到世界潮流的人,也不缺乏制造机器的能力(购买、仿

009

更多精彩尽在www.sxpdf.com

制都可以),缺乏的是西方的价值观。林则徐、魏源等很多官员,都认为“东
土之民只要奋起讲习,定能与西土之民并驾齐驱”,但他们“师夷长技以制
夷”的主张受到排斥。魏源等人的著作传到同样受西方侵略的日本,引起震
撼,成为日本明治维新的动力。日本急速变轨追赶,参与工业革命潮流,之
后加入西方列强掠夺宰割中国的行列。日本人盐谷世弘读到魏源的《海国图
志》后长叹:“呜呼,忠智之士忧国著书,不为其君用,反为他邦兴。”

中国的科技自立从“两弹一星”开始。20 世纪五六十年代,中国一穷二白,
天灾人祸,西方封锁。一批优秀的科技英才,包括在国外卓有成就的科学家,
从海内外汇集。一切从零开始,实验仪器设备自己制,计算用手摇计算机。
在蓬断草枯的戈壁沙漠苦战 10 年,硬是完成了原子弹、氢弹和人造卫星的
研制,结束了敌国威胁中国生存的历史。

鸦片战争后的中国,如同罗马帝国灭亡后的欧洲。欧洲在中世纪经历近 900
年的沉沦,出现文艺复兴;又 400 年,发生了工业革命。中国在苦难中重生
和回升,用了一个半世纪。1950 年,中国经济规模在全球的占比仅为 5%;
2014 年,中国经济总量突破 10 万亿美元,跻身世界第二。中国 GDP 从 1
万亿美元升至 10 万亿美元花了 14 年,而美国花了 31 年。到 2016 年,中
国经济规模在全球的占比已达 14.84%,居世界第二,超过分别居第三位、
第四位、第五位的日本、德国、英国的总和。

但是,在科学技术方面,中国仍是追随者,而不是开创者,自主创新能力不足。

长 期 研 究 中 国 科 技 史、 撰 有 多 卷 本《 中 国 科 学 技 术 史》(Science and

010

更多精彩尽在www.sxpdf.com

Civilisation in China)的英国学者李约瑟(Joseph Needham,1900—1995)曾
提出“李约瑟之问”:中国古代科技比西方发达,为什么现代科学没在中国
发展起来?后来又有“钱学森之问”:为什么我们的大学总是培养不出杰出
人才?两“问”有助于思考和消除阻碍中国科技发展的内在因素和不良机制。

较之西方,中国有其独特优势,可以更快地决策和行动。

人才决定成败。过去,中国人才流散海外,“不为本国用,反为他邦兴”。现在,
中国凭借经济实力,改善人才发展环境,吸引国外学成人士回国,延揽国外
科研人员合作,通过留学和派遣等方式在海外构建人才成长渠道,大批技术
精英回归中国。2008 年开始的“千人计划”,已吸引了全球数千名科技精英(包
括外国顶尖科学家)来华工作;2014 年,中国回国留学生人数首超出国人数;
2015 年,回国人员占出国总人数的 77%。中国高等教育也逐步趋近世界先
进水平。

优 秀 的 人 才, 充 裕 的 资 金, 令 中 国 在 一 个 又 一 个 领 域 从 追 赶 变 成
领跑。

中国在基础科学上投入的资金从 2005 年的 19 亿美元增长到 2015 年的 101
亿美元(美国同期为 324 亿美元),2009 年超过日本,2013 年超过欧洲,
2020 年可望超过美国。中国为月球计划、登陆火星、隐形传输(Teleportation)
提供了数十亿美元的资金, 吸引了世界顶尖科学家参与,如同美国的太空
计划一样,将产生众多意想不到的创新成果。中国还投入了 60 亿美元建设
全球最大的加速器,在最前端的粒子物理学领域,可望成为世界的中心。

011

更多精彩尽在www.sxpdf.com

中国的科研能力在计算机科学与数学、化学、材料科学、工学四个领域,超
越美国。世界最快的 2 台超级计算机都在中国,速度是美国超级计算机的 5 倍。
量子通信、云计算、移动支付、生物识别、高速列车、人工智能、无人机、
无人驾驶汽车等领域,中国已跻身世界前列。2016 年 8 月中国发射了世界
上第一颗量子通信卫星“墨子号”,2017 年 6 月成功实现了上千千米的量
子传输,迈出了全球量子安全通信的第一步。 在新一轮以人工智能为主的
全球技术竞赛中,中国发布的人工智能发展规划更像是决胜的号角。

中国的创新创业场景,同样是生机勃勃。每年新添 10 万名工程技术毕业生
投身创新创业的洪流。在移动网络、手机支付、共享经济、网购等民生领域,
中国带动了全球潮流。中国人的生活从来没有像今天这样举手投足都是“科
技范儿”,生活、工作中的大半事务,几乎都可以在手机上完成。中国的技
术理念、商业模式正影响着全世界。

《经济学人》评论说:“西方用户正在经历着一个被中国成功商业模式所塑
造的移动互联网世界。如果一家公司想要对移动商务的未来有所了解,不能
只盯着硅谷,而应该将目光放到太平洋彼岸的中国。”《大趋势》作者奈斯
比特(John Naisbitt)相信,人类这波新浪潮,将由美国和中国并肩引领,“中
国在人类即将到来的新浪潮中取得了领先地位,我毫不怀疑 2050 年中国将
成为世界的中心”。

《麻省理工科技评论》100 多年来都是科技创新的倡导者和见证者。它一年
一度的“TR35”(35 位 35 岁以下科技创新青年)评选和“EmTech”( 世界
新兴技术峰会 ) 都是科技界的盛事和标杆,其中崭露头角的中国人、中国机构、

012

更多精彩尽在www.sxpdf.com

中国项目逐年增多。自 2018 年起,这两大榜单都将落地中国,显示了国际
科技界对中国新生力量和新兴技术的重视和期待。

近代以来,中国一再落伍,现在终于返回世界巅峰。中国已成为世界科技创
新的强劲参与者、竞争者,共同激发创造力,让全球经济走上更高的增长道
路。世界需要成功的中国。新一轮科技大潮已经涌起,中国将顺应潮流,力
争在某些领域后来居上,引领潮流。

最后让我们回到眼前的新书。这是《麻省理工科技评论》授权的第一本“TR35”
主题图书。多年前斯坦福大学出版过一套《科学的动人与迷人》,由著名科
学家讲述自己的职业生涯和科学故事,原本是给专业同行和理工科学生阅读
的,却被中学生用作职业选择的参考,吸引了大批青少年进入科学之门。本
书堪称是《科学的动人与迷人》的青春版,“TR35”获选者一个个以耀眼的
成就诠释了科技、学识、青春、才华的魅力。显然,这正是返回世界巅峰的
时代所需要的读物。

参考文献

[1] 恺撒 . 高卢战记 [M]. 任炳湘译 . 北京:商务印书馆,1982.
[2] 斯塔夫里阿诺斯 . 全球通史 [M]. 吴象婴,梁赤民,译 . 上海:上海社会科学院出版社,1992.
[3] NEEDHAM J. Science and Civilisation in China[M]. Cambridge University Press, 1954.
[4] 尤瓦尔 • 赫拉利 . 人类简史 [M]. 林俊宏译 . 北京:中信出版社,2014.
[5] MADDISON A. Contours of the World Economy, 1–2030 AD: Essays in Macro-Economic History[M]. Oxford
University Press, 2007.
[6] 麦迪森 . 中国经济的长期表现 [M]. 伍晓鹰,马德斌,译 . 上海:上海人民出版社,2008.

013

更多精彩尽在www.sxpdf.com

目 C o n t e n t s


Inventors

发明家

用最简单的高科技解决最棘手的停电难题 用胶水修复孩子的心脏
塔努加·加努(Tanuja Ganu)  002 玛丽亚·佩雷拉(Maria Nunes Pereira)  012

大数据时代的“先知” 用“电子皮肤”感受人生
吉拉·拉丁斯基(Kira Radinsky)  008 鲍哲南 (Zhenan Bao)  018

001

更多精彩尽在www.sxpdf.com

敲开人工智能大门的“早慧少年” 每个人都是自己的制药工厂
陈云霁(Yunji Chen)  022 卢冠达(Timothy K. Lu)  038

为计算机安上“眼睛” 汗水与梦想
杰米·肖顿(Jamie Shotton)  026 高伟(Wei Gao)  044

下一场计算机交互革命 在苹果和谷歌之间寻找设计的价值
李镇河(Jinha Lee)  032 马特·罗杰斯(Matt Rogers)  050

让人工智能走进国人的生活 语音安防的守夜人 光影记录的新方式
吴恩达(Andrew Ng)  056 维杰·巴拉苏巴拉曼尼晏 吴义仁(Ren Ng)  066
(Vijay Balasubramaniyan)  062

002

更多精彩尽在www.sxpdf.com

Entrepreneurs

创业家

新机器人时代的缔造者 一个颠覆性科技先锋的自我修养
梅隆尼·怀斯(Melonee Wise)  072 巴拉吉·斯里尼瓦桑(Balaji S. Srinivasan)  096

车库里的亿万富翁 打造基于搜索的商业生态
帕尔默·拉奇(Palmer Luckey)  078 拉里·佩奇(Larry Page)  102

增强现实增强你 她的医疗生意
梅龙·格里贝茨 (Meron Gribetz)  082 希瑟·鲍尔曼(Heather Bowerman)  106

野百合的春天 让人更放心的在线支付
凯文·斯特罗姆(Kevin Systrom)  086 马克斯·列夫琴(Max Levchin)  110

看不见的太阳能电池
迈尔斯·巴尔(Miles Barr)  090
003

更多精彩尽在www.sxpdf.com

Pioneers 小贴片的大效果
顾臻(Zhen Gu)  132
科技先锋
将阳光变为燃料
基因“刀客”的科研传奇 杨培东(Peidong Yang)  136
张锋(Feng Zhang)  116
让机器人学会学习
新型核反应堆的艰难创业之路 塞吉·莱文 (Sergey Levine)  142
莱斯利·迪万(Leslie Dewan)  122

纳米医学的伪装大师
张良方(Liangfang Zhang)  128

004

更多精彩尽在www.sxpdf.com

打破阿尔茨海默病的魔咒 “逃学”的基因天才
伊丽莎白·莫尔米诺(ElizabethMormino)  148 赵柏闻(Bowen Zhao)  156

“爱玩”的科技创新者 新材料解决世界难题
伍晖(Hui Wu)  152 朱嘉(Jia Zhu)  160

Visionaries 他是如何发明智能手表的
埃里克 • 米基卡夫斯基(Eric Migicovsky)  196
远见者
像激光一样专注的远见者
优化世界最庞大的能源系统 西加尔·卡多赫(Cigall Kadoch)  200
陈启鑫(Qixin Chen)  168

更好的机器学习,更好的人工智能
伊利亚·苏特斯科夫(Ilya Sutskever)  172

为无人机打造最强大脑
乔纳森·唐尼(Jonathan Downey)  176

玩出来的新型社交网络
埃文·施皮格尔(Evan Spiegel)  180

站在城市大数据之巅
郑宇(Yu Zheng)  186

“神童”的能源梦想
丹妮尔·方(Danielle Fong)  192

005

更多精彩尽在www.sxpdf.com

Humanitarians

人文关怀者

献给创造力的廉价电脑
埃本·厄普顿(Eben Upton)  206
通信时代的“普罗米修斯”
柯蒂斯·海莫拉(Kurtis Heimerl)  210
皮肤上的“黑科技”
南姝(Nanshu Lu) 214

2017 年 TR35 入选人物

006

更多精彩尽在www.sxpdf.com

发 Inventor



吉拉·拉丁斯基 玛丽亚·佩雷拉
(Kira Radinsky) (Maria Nunes Pereira)
人类对未来的向往和恐惧都来自 用胶水粘住患病婴儿心脏上
其未知的属性,预测未来从来都 的漏洞。
是一件十分神奇的事情,吉拉·拉
丁斯基就掌握了预测的法则,她 李镇河
通过数据发现有些事情就像冥冥 (Jinha Lee)
中注定会发生一样。 让用户与虚拟世界中的数
字信息真正实现“零距离”
杰米·肖顿 接触。
(Jamie Shotton)
开发了从视频中识别人体姿势的
算法,为计算机提供了像人类一
样的视觉感知。

马特·罗杰斯 吴恩达
(Matt Rogers) (Andrew Ng)
开发出智能恒温器等一系列产
品,成为智能家居行业的开拓者 吴恩达在人工智能方面所
和引领者。 取得的成果,正在改变人
们的生活,并在可预见的
他们专注于新科技的研发。小到智能防汗带,大到先进存储技 未来促进了人工智能产业
术,他们正在创造属于未来的产品。 的发展。

更多精彩尽在www.sxpdf.com

ors 塔努加·加努
(Tanuja Ganu)
鲍哲南 发明简单的装置让普通
(Zhenan Bao) 用 户 可 以 廉 价、 简 便 地
她为制造灵敏度极高的人造电 监测印度不稳定的电网。
子皮肤提供柔软并有自愈能力
的半导体材料。未来,即使是 陈云霁
假肢也会像真正的人体皮肤那 (Yunji Chen)
样敏感。 在深度神经网络处理器的
研究上取得了开创性进展。
卢冠达
(Timothy K. Lu) 高伟
以“毒”攻“毒”,用自制噬 (Wei Gao)
菌体破坏生物膜,降低生物膜 这位年轻工程师发明的
对抗生素的防御能力,真正让 智能吸汗带可以实时监
药效直达病灶。 控身体机能。

维杰·巴拉苏巴拉曼尼晏 吴义仁
(Vijay Balasubramaniyan) (Ren Ng)
语音交互系统以及变声科技的蓬勃 将计算机图形学和光场理
发展都给电话及语音诈骗带来了新 论相结合,吴义仁博士发
的“机遇”,能否正确及时地识别 明了便携式的光场相机,
伪造的声音也成了信息安全的主题 能够实现先拍摄后对焦的
之一。 神奇操作,这样的技术甚
至能颠覆整个摄影行业。

更多精彩尽在www.sxpdf.com

用最简单的高科技解 到。在基础设施建设十分落后的印度,频
决最棘手的停电难题 繁的停电几乎是无解的难题。年轻的印度
科学家塔努加·加努把“高大上”的物联
作者:杨立中 网技术封装进了 nPlug——一个成本只有
15 美元,却可以预测何时会停电、自动规
塔努加·加努(Tanuja Ganu) 划家用电器用电时间的小盒子里,让“高
获奖年份:2014 大上”的科技接上了地气,为解决背景复
获奖时年龄:31 杂又事关亿万人生计的印度停电问题提供
获奖时职位:IBM 印度研究院技术部门成员 了绝佳思路。
获奖理由:发明简单的装置让普通用户可以廉价、简
便地监测印度不稳定的电网。 第二次工业革命之后,我们已经很难想象
没有电力的生活。21 世纪的今天,人类
不论是战胜人类冠军的阿尔法狗,还是自 已经在讨论第四次工业革命,即更加清
动调节室内温湿度的智能恒温器,人工智 洁、环保的电力生产。然而,与此同时,
能、大数据、物联网等高科技给人的第一 一些发展中国家却还没有实现最起码的稳
印象总是“高大上”的。它们用超高的运 定电力供应,这其中就包括典型的发展中
算和分析能力,解决着人类之前不曾幻 国家——印度。外界很难想象经济增长强
想 可 以 解 决 的 问 题。 然 而, 当 地 球 上 的 劲的印度电力短缺的问题严重到了什么程
二三十亿人憧憬着未来时,还有另外的数 度。作为世界上排名前五的发电大国,印
十亿人连最基本的生活服务都没法享受 度的人均用电量却不及世界人均用电量的
002 三分之一、中国的五分之一,远远落后于
绝大多数国家。印度的 13 亿人口中,有 3
亿人从来就没有用过电,而即便是有电网
覆盖的地区,也随时面临着停电的威胁。
印度最为现代化的首都新德里,每天停电

更多精彩尽在www.sxpdf.com

好几次已是家常便饭。2012 年 7 月末,印 侃过:“停电被偶尔的供电打断了 [1]。”
度更是出现了两次波及超过 6 亿人口的停
电事故,严重程度为人类史上之最。世界 更令人无奈的是,如此严重的问题,解决
起来却又十分麻烦。停电的背后,有着错
银行的报告显示,因频繁停电造成的经济 综复杂的多方面因素。与想象中不同的是,
损失相当于印度国内生产总值(GDP)的 印度的电力供应事实上是基本充足的。
7%,印度信息技术革命设计师之一的南 印度中央电力管理局(Central Electricity
丹·尼勒卡尼(Nandan Nilekani)曾如此调

《麻省理工科技评论》曾以封面
报道印度的能源困局。一方面是
激增的人口,另一方面却是资金、
技术、政策等层层阻碍

003

更多精彩尽在www.sxpdf.com

Authority)[2] 的 数 据 显 示,2016 至 2017 洗衣机和热水器了,但不稳定的电网让这
财 年, 印 度 的 电 力 供 应 不 仅 充 足, 还 有 些机器在来电时成为电网的新累赘,停电
着 1%~3% 的盈余。那为什么还会有电力 时彻底沦为摆设。一百多年前已经开始出
短缺的现象发生呢?问题出在以下几个方 现的电气化生活方式,至今都无法在印度
面。①落后的电力设施:硬件设施落后使 的家庭普及。
得供电部门难以提供稳定的供电电压和频
率,用户实际接收到的电压很少是额定的 塔 努 加·加 努 便 是 在 这 样 的 环 境 中 长 大
230 伏,而是在 215 ~ 250 伏剧烈波动。 的。2010 年,作为久负盛名的印度理工
②严重的输电损耗:不稳定的电压和频率 学院(Indian Institute of Technology,
以及其他一些技术或非技术的原因,导 I I T ) 的 研 究 生 , 塔 努 加·加 努 进 入 位 于
致印度发出的电量中有 30% 损耗在了输 班加罗尔的 IBM(国际商业机器公司)
电线路上,而世界的平均输变电损耗只有 印度研究院,在刚成立不久的智慧能源
9%。③无比猖獗的盗电行为:由于停电 组(Smarter Energy Group)当一名实
频繁,更由于难以监管,印度的某些人喜 习生。那时的 IBM 印度研究院正在开
欢从电线杆上为自己家偷偷拉一根线。曾 发一种插入式的用电数据收集仪,试图
有印度电视台统计,40% 的用电户都不曾 找出印度家庭在不同时段使用家用电器
交费,这让电力公司连年亏损,无法通过 的习惯和规律。熟知数据挖掘与机器学
增加投资改善电力设施。盗电行为造成的 习 知 识 的 塔 努 加·加 努 很 快 就 在 项 目 中
经济损失已高达印度 GDP 的 1.5%,可每 崭露头角,负责分析收集到的数据,并
到选举时,地方政府却又总会为了选票而 开发出一种可以控制家用电器在整体用
纵容盗电行为,从而让印度电力陷入资金、 电需求较低——也就是不容易停电的情
政策、规划、技术等多重因素交织的恶性 况 下 工 作 的 算 法。 如 此 一 来, 用 户 只
循环。 需设定“在下午 2 点前洗完衣服”,设
备就可以自动让洗衣机避开早上 8 点到
面对如此复杂、严重的难题,从政府到供 10 点的用电高峰,提前或推后完成工
电企业一直都没有拿出很好的解决方案。 作,从而避免洗到一半突然停电的麻烦,
于是,有钱人自备发电机,穷人只能逆来 提高了居民的生活质量。而对于电网来
顺受。富起来的印度中产阶级已经买得起 说,如果大量用户都使用这套设备,就

004

更多精彩尽在www.sxpdf.com

可以把相当一部分高峰时的用电负荷分 上互联网,就更不用说物联网设备常用的
配到低谷时段,在很大程度上降低输电设 Wi-Fi 了。而且,对于普通的印度用户来说,
备负荷,缓解供电压力,在无须面对基础 高性能处理器和双向通信设备也实在太
设施建设、盗电监管、用电政策等一系列 昂贵。塔努加·加努意识到,常规的物联
问题的前提下有效解决印度的停电难题。 网、需求侧管理、大数据等技术,根本无
法应用于缺乏计算和通信基础设施的印
然而,IBM 的研究人员很快就发现,他们 度。这是一个与硅谷、柏林、中关村完全
的想法只是一厢情愿。这种常规的物联网、 不同的地区,如果要应用这些技术,印度
大数据技术思路需要庞大的数据中心提供 的科技创新者必须走全新的路径。
计算和数据存储,因此,安装在家里的设
备需要连接互联网,才能将收集到的数据 2011 年,硕士毕业之后的塔努加·加努正
上传服务器,再下载控制家用电器工作的 式加入 IBM 印度研究院,终于和同事一起
指令。然而,印度只有 11% 的家庭可以连 成功研发出了一种科技含量丝毫不低又十

夏季炎热的天气给供电带来了严重的挑战,但只有使基础设施、物联网、大数据等科技手段印度化,才能改善印度的电力状况

005

更多精彩尽在www.sxpdf.com

分接地气的智能设备,堪称物联网、大数 子。无须联网、更无须对印度糟糕的电力
据的印度化解决方案——nPlug。 基础设施进行任何改变,也无须忧虑任何
政策风险 [3],nPlug 可以直接插在墙上的插
nPlug 是一个尺寸只有几厘米见方的小盒 座里,使用最廉价的硬件进行本地监测并

分析线路中的电压与频率。与常规的物联 元,却可以突破资金、技术、政策等层层
网设备不同,塔 努 加·加努开发出了一套 障碍,在不依赖任何其他通信、运算等基
简单但有效的数据挖掘算法,让 nPlug 不 础设施的条件下,完成调节用电高峰的作
必上传服务器,单靠自己的简单的运算能 用,缓解印度的停电困局。
力(仅有 128KB 程序存储量的 16 位处理
器和只有 4MB 的用户习惯存储器),就能 “如果你的解决方案需要运算和通信,那
准确预测用电需求和停电时间,管理家用 对于发展中国家来说就不现实 [4]。”塔努
电器。整个硬件的量产成本价不超过 15 美 加·加努说。通过自己的努力,她将物联

006

更多精彩尽在www.sxpdf.com

网、大数据、人工智能等国际上最新的技 可以接地气地解决生存和生活的难题;当
术成果,与印度的实际发展情况结合起来, 一部分人已经朝着未来迈进的时候,帮助
向世人诠释了科技的另一种魅力:不仅可 另一部分人尽可能地跟上时代越来越快的
以“高大上”地拓展人类能力的边界,还 脚步。

参考文献

[1] NILEKANI N. Imagining India: The Idea of a Renewed Nation[M]. Penguin Books, 2010.
[2] Load generation balance load generation balance[J]. Central Electricity Authority, 2014, 73: 125.
[3] GANU T, SEETHARAM D P, ARYA V,et al. NPlug: An autonomous peak load controller[J]. IEEE
Journal on Selected Areas in Communications, 2013, 31(7): 1205–1218.
[4] LAMONICA M. Tanuja Ganu, 31[EB/OL]. MIT Technology Review, 2014 (2014). https://www.
technologyreview.com/lists/innovators-under-35/2014/inventor/tanuja-ganu/.

007

更多精彩尽在www.sxpdf.com

大数据时代的“先知”

作者:杨一鸣

吉拉·拉丁斯基(Kira Radinsky) 她也有着超前的预测能力,在初次与男主
角尼奥(Neo)见面时就不显山不露水地
获奖年份:2013 预测了事物的走向。但是这样完美的预测
获奖时年龄:27 能力似乎又和母体超强的引导能力混在一
获奖时职位:SalesPredict 公司创始人及首席执行官 起,并不纯粹。而本篇的主角吉拉·拉丁
获奖理由:人类对未来的向往和恐惧都来自其未知 斯基,也有着接近“神”一般的预测能力。
的属性,预测未来从来都是一件十分神奇的事情,吉 她靠的不是超能力,也不是程序设定下完
拉·拉丁斯基就掌握了预测的法则,她通过数据发现 美的引导能力,她靠的是大数据和人工智
有些事情就像冥冥中注定会发生一样。 能。吉拉·拉丁斯基在 27 岁时就开创了大
数据公司——SalesPredict,这是一家位于
电 影《 黑 客 帝 国》 里 有 个 十 分 重 要 的 角 以色列、面向客户购买和销售的转换分析
色——先知,从人类的角度看几乎全能全 公司,拥有超强的数据分析能力。在吉拉·拉
知,引导着人类走向和平。影片中的先知 丁斯基的领导下,SalesPredict 于 2013 年提
只是一个经过特殊设计的电脑程序,她引 前几个月成功预测了在古巴百年难遇的霍
导着“母体”(Matrix)的更新,引导着 乱疫情 [1]。这可以算得上是 SalesPredict 的
救世主能力的觉醒。当然,被称作先知的 处 女 作, 也 令 SalesPredict 惊 艳 全 球。 这
次预测疫情的准确程度非常高,靠的是吉
拉·拉丁斯基领头开发的算法以及该公司
对挖掘数据的坚持——SalesPredict 团队挖
掘了 150 年的文献资料,并发现了诸多历
史事件之间的联系,最终成功预测了数月
之后的古巴霍乱疫情。就是这样一种神奇
的数据玄学,使吉拉·拉丁斯基得以冠名
“先知”的称号,而大数据分析和人工智
能都是顺应时代发展的重要科学技术,也

008

更多精彩尽在www.sxpdf.com

不得不说是时势造英雄。 拉·拉丁斯基选择服了两年的兵役。在那

里,吉拉·拉丁斯基没有参加任何一场战

翻看吉拉·拉丁斯基的简历,不得不赞叹 斗,却在另一片没有硝烟的战场奋斗着。

这是天才少年一步一步成长为“先知”的 曾是 Firefox 开发者的她继续着自己与网

历程。吉拉·拉丁斯基 8 岁就开始学习编 络之间的情缘——她被分配到高科技军用

程,15 岁就进入有着“以色列麻省理工学 技术研究小组,利用 Firefox 这一平台,

院”之称的以色列理工学院(Israel Institute 为以色列军方设计翻译和语义推荐系统。

of Technology),与已经服完兵役的学生 值得一提的是,此时才十几岁的她可以说

一同就读本科,同时也成为该学院历史上 是天才少年,与她共处一室的战友也都是

最年轻的学生。在此期间,吉拉·拉丁斯 同样优秀的少年。他们经常协同作战,攻

基除了完成本科学业,还投身军旅,完成 克一些极难的科研项目,常常通宵达旦,

了两年的兵役,成为某绝密组织的一员。 但最开心的瞬间是攻克项目之后的庆祝活

退伍之后的吉拉·拉丁斯基顺利毕业,并 动以及莫大的荣誉感。两年的军旅生涯对

一口气完成了硕士学业。2007 年,21 岁 于吉拉·拉丁斯基来说可以说是正确的选

的吉拉·拉丁斯基以优异的成绩进入美国 择,她完成了公民应尽的义务,还在军方

麻省理工学院,成为一名博士研究生,就 提供的条件中做起了科研工作,而更重要

读数据挖掘方向。在攻读博士期间,她还 的是她还结识了一群志同道合的战友。其

收到了微软的邀请,成为微软的一名研究 实,几乎每年都会有她的战友在美国纳斯

员,开发应用大数据预测重大事件的算法, 达克敲钟,宣布自己的产业上市。而吉

例如政局变动和重大流行病;而用来预测 拉·拉丁斯基也不例外,她在退伍之后进

古巴霍乱疫情的算法也是在此期间初具雏 入麻省理工学院就读博士,同时还创立了

形的。除古巴之外,吉拉·拉丁斯基开发 SalesPredict 公司,在发布世界上重大事件

的算法还在阿拉伯地区得到了验证——吉 的预测之后名声大噪。

拉·拉丁斯基和她的团队在 2010 年成功预 SalesPredict 的 公 司 名 称 取 自“Sales” 和
测了发生在那里的政局变动。[2]

“Predict”,顾名思义,就是与“商业活动”

也许是受到同学的感染,也许也是为了完 和“预测”有关。这其实是 SalesPredict 创

成作为一名以色列公民应尽的义务,吉 立之初的宗旨——应用大数据来做一些商

009

更多精彩尽在www.sxpdf.com

业应用层次的预测;而“拯救世界”的行为, 古人曾经说过“Seeing is believing”——眼
见为实,这是我们辨别真伪的重要标准;
诸如预测重大疫情等只是顺势为之。如今, 而从数据中看出事物的发展规律却是吉
SalesPredict 已经被全球最大的国际贸易电 拉·拉丁斯基坚持的信条。也许我们看不
子商务平台之一的 eBay 公司收购,收购资 出一些没有直接联系的事件之间的关系,
金约为 4000 万美元。作为 SalesPredict 原首 但是数据是不会说谎的,任何一个契合度
席技术官(CTO)的吉拉·拉丁斯基的身 都是事件之间的联系。吉拉·拉丁斯基和
价也因此暴涨,高达 600 万美元;她也将 她的同事就曾经开发过一种专门追踪和分
移步 eBay,任职首席科学家。这在原本风 析埃博拉病毒的软件。他们发现,在非洲
起云涌的以色列初创公司收购潮中,也掀 的一些地区,人们为了寻找黄金或钻石就
起了不小的波澜。SalesPredict 作为 eBay 公 会大面积地毁坏森林。这会使一些动物的
司在大数据分析和人工智能方向的强化, 栖息地受到破坏,它们因此流离失所,其
中就包括一些能携带埃博拉病毒的蝙蝠,
将致力于分析客户需求及市场方向以帮助 而这将显著加大埃博拉病毒爆发的概率。[3]

企业增加收入,也将在与对手(如亚马逊

公司)的竞争中起到关键作用。

从开发团队的领头人、初创公司的创始人、 吉拉·拉丁斯基最终的梦想还是希望能够
某部队的老兵到今天的首席科学家,吉 利用大数据分析改变人们的生活,让人们
拉·拉丁斯基的这些身份都反射出她身上 在生活中可以随时随地查看自己各方面的
的一种新时代女性的独立精神。这需要感 数据及其分析,像“2017 年 6 月 30 日,
谢吉拉·拉丁斯基的母亲,她从未告诉吉 星期五。今日的健康状况尚可,但是根据
拉·拉丁斯基什么是女生或者女人不能做 近期的工作压力评估,血压偏高的概率为
的,她所做的就是鼓励和支持吉拉·拉丁 9%”。不仅仅是健康状况,大数据分析还
斯基。更重要的是,母亲让年幼的吉拉·拉 能让人们自由查看生活的方方面面,例如
丁斯基在稳定的环境中接受了良好的教育。 财务状况、工作状况等。那么数据的好处
那是 1990 年,吉拉·拉丁斯基的母亲带着 就显现出来了,它们是一种十分直观的表
当时已经 4 岁的吉拉·拉丁斯基从乌克兰迁 现,一方面能够以概率的方式给人们一种
到以色列。这样的决定无疑给了吉拉·拉丁 趋势提示,另一方面也能从量化的角度给
斯基当时最好、最稳定的学习环境。 人们一种数值评估。

010

更多精彩尽在www.sxpdf.com

除了创立 SalesPresdict 公司专门进行商业 测。此举无疑将从另一方面延长人类的寿
数据分析,吉拉·拉丁斯基还一直致力于 命,让我们对于自己的健康状况有十分直
将大数据分析软件和应用投入医疗领域, 观的认识,真不愧心怀天下。对于吉拉·拉
为世界卫生组织服务,为人类的健康做出 丁斯基和 SalesPredict 的未来,我们也许说
贡献。她领导自己的团队积极与医院合 不准,但是吉拉·拉丁斯基一定成竹在胸,
作,对以色列所有的医疗记录进行大数据 毕竟她是当今互联网界最能预知未来的
分析,开发算法评估每一位公民的健康状 “先知”。
况,并最终得出每一位公民健康走向的预

参考文献

[1] KALMAN M. How good can computers get at predicting events? [EB/OL].https://www.
technologyreview.com/lists/innovators-under-35/2013/inventor/kira-radinsky/.
[2] Radinsky K. Learning to predict the future using web knowledge and dynamics[J]. AcmSigir
Forum, 2012, 46(2):114-115.
[3] Radinsky K, Davidovich S, Markovitch S. Learning causality for news events prediction[C].
International Conference on World Wide Web. ACM, 2012:909-918.

011

更多精彩尽在www.sxpdf.com

用胶水修复孩子的心脏

作者:杨立中

玛丽亚·佩雷拉(Maria Nunes Pereira) 一个棘手的难题。几乎每 100 位新生儿中,
就有 1 人患有致命的先天性心脏病 [2]。当为
患儿做开胸手术时,佩德罗·德尼多发现
自己很难缝合儿童心脏上的漏洞。新生儿
的心脏只有自己的拳头那么一点点大,心
肌组织极其脆弱,任何缝合线或吻合器都
可能导致漏洞和创口旁边的组织撕裂。而
缝合线也无法随着年龄的增加和心脏的生
长而伸长,为了修补而进行的进一步手术
则会带来更多的损伤。

获奖年份:2014 佩德罗·德尼多之所以找到杰弗里·卡普,
获奖时年龄:28 是因为杰弗里·卡普曾经发明过一种可以
获奖时职位:Gecko Biomedical 黏合剂部门负责人 取代缝合线的手术胶带,因此佩德罗·德
获奖理由:用胶水粘住患病婴儿心脏上的漏洞。 尼多认为杰弗里·卡普很有可能解决自己
的难题。杰弗里·卡普和他的同事是从壁
2009 年 8 月的一个晚上,波士顿儿童医院 虎的脚掌上获得灵感的,在胶带的表面
(Boston Children’s Hospital)的心脏外科手 上制造无数纳米结构的聚合物小柱体。
术专家佩德罗·德尼多(Pedro del Nido) 这些柱体模仿壁虎脚掌上直径不到一纳
医生给哈佛 - 麻省理工卫生科学与技术部 米的刚毛的功能,可以牢牢粘住光滑、
(Harvard-MIT Division of Health Sciences 湿润的人体组织,还可以在创口愈合之
and Technology, HST) 教 授 杰 弗 里·卡 普 后自行降解,不留下任何痕迹。这个颠
(Je rey Karp)发了一封邮件 [1]。在邮件中, 覆性的学术发明使杰弗里·卡普被授予了
佩德罗·德尼多希望杰弗里·卡普帮忙解决 “2008 年《麻省理工科技评论》35 位 35
岁以下科技创新青年”称号 [3]。

012

更多精彩尽在www.sxpdf.com

然而,杰弗里·卡普的胶带却无法满足佩 度和弹性,否则会在心脏剧烈的伸缩中,
德罗·德尼多的超高要求。与人体其他器 被像飓风一样的高压、高速血流轻松冲走。
官不同,心脏以不到 1 秒就跳动 1 次的
极高频率剧烈地收缩和舒张,让血液能 杰 弗 里·卡 普 把这项艰巨的任务交给了
够以极快的速度流遍全身。杰弗里·卡普 一位通过麻省理工 - 葡萄牙 [4] 项目 (MIT
的胶带可以粘住静止的组织,却堵不住 Portugal Program) 进入自己实验室的年轻
心脏上的漏洞。因此,如果要完成这个 博士——玛丽亚·佩雷拉。做出这个决定
任务,用来堵住心脏漏洞的材料除了要 的时候,可能杰弗里·卡普自己也没有想
有超强的黏性之外,还必须具有极高的强 到玛丽亚·佩雷拉不仅很快就发明了一种

013

更多精彩尽在www.sxpdf.com

手术胶水,成功地解决了这一难题,还把 和布莱恩·劳力希(Bryan Laulicht,2012
年),堪称传奇。
这项技术变成了商业化的产品,进而带入
临床试验,更在 2014 年成为杰弗里·卡普 玛 丽 亚·佩 雷 拉 是 在 葡 萄 牙 的 莱 里 亚
实验室的第 4 个被授予“《麻省理工科技 (Leiria)[2] 长大的。2008 年,玛丽亚·佩
评论》35 位 35 岁以下科技创新青年”称 雷拉在拥有数百年历史、久负盛名的科
号的人。在玛丽亚·佩雷拉之前,杰弗里·卡 英布拉大学(Universidade de Coimbra)
普的实验室已经有 3 个人获此殊荣,分别 获得药学硕士学位之后,通过麻省理工 -
为杰弗里·卡普本人(2008 年)、他的博 葡萄牙项目进入哈佛 - 麻省理工卫生科
士后学生赵伟安(Wei’an Zhao,2012 年)

为搏动的心脏堵上漏洞。图中所示的漏洞位于左右心室之间,当心脏跳动的时候会有血液通过漏洞流向另一侧的心室,导致人体供血不足。
为了堵住这个漏洞,传统的方法是使用缝合线或者吻合器,但对于极其脆弱的儿童心脏来说,这些方法很容易造成周围组织的撕裂。玛丽亚·
佩雷拉发明的 HLAA(疏水性光活化黏合剂)可以有效解决这一问题。首先,液态、疏水的黏合剂被涂抹在漏洞上,之后使用紫外线照射
进行固化,就可以形成一层高弹性、不会被高压血液冲走、可降解、无毒性的黏合剂薄膜(图片来源于 MIT EmTech)

014

更多精彩尽在www.sxpdf.com

学与技术部杰弗里·卡普的实验室攻读博 基于这项初步的研究成果,2013 年,杰弗
士。这个决定不仅改变了她的人生,更 里·卡普在巴黎创办了一家科技公司 Gecko
有可能改变人类进行手术的方式。 Biomedical,继续开发手术用黏合剂。这家
公司的 4 位创始人的光芒极其耀眼:除了
面对导师交给自己的这个棘手的问题,玛 年纪轻轻就成就颇高的杰弗里·卡普,另
丽亚·佩雷拉首先列出了材料需要满足的 外三位主要创始人分别是麻省理工学院生
条件。为了满足黏合心脏漏洞的特殊需求, 物医学工程教授、摇滚明星一般的生物学
这种黏合剂必须在湿润和动态的条件下维 家罗伯特·兰格(Robert Langer),众多生
持足够的弹性与黏性,以随着心脏的跳动 物科技公司的创始人伯纳德·吉利(Bernard
来收缩和舒张而不至于脱落;材料必须是 Gilly)和克里斯托弗·班策尔(Christophe
疏水的,以防止血液附着在黏合剂的表面, Bancel)。至于公司的名字 Gecko,正是源
影响黏合的效果甚至把黏合剂带走;其使 于最早给他们提供了灵感的壁虎。
用过程必须简单、方便、快捷,还得尽可
能减少其他的附加损伤;此外,材料还必 而此时的玛丽亚·佩雷拉已经在一家葡萄牙
须是可生物降解且无毒的。 制药企业工作了近一年。Gecko Biomedical
成立后,她搬到巴黎,担任黏合剂技术的
条件如此苛刻,使用手术胶带显然是不行 负责人,继续负责手术胶水的开发。从麻
的,需要全新的思路。如同之前发明胶带 省理工学院到 Gecko Biomedical,玛丽亚·佩
是受到了壁虎脚掌的启发一样,玛丽亚·佩 雷拉经过成千上万次试验,终于把一个天
雷拉和杰弗里·卡普再一次在大自然中寻 才的想法变成了商业化的产品。玛丽亚·佩
找灵感。这回,给他们提供灵感的是蜗牛 [1]。 雷拉通过将聚合物与光引发剂混合在一
蜗牛在雨天也可以把自己黏附在树叶的表 起,得到了一款修补心脏漏洞的完美解决
面,还在身后留下一串雨水冲刷不掉的尾 方案:可降解、无毒性的疏水光活化黏合
迹。于是他们放弃了胶带,转向了一种全 剂(Hydrophobic Light-Activated Adhesive,
新的思路:液态且疏水的手术胶水。没有 HLAA)[5]。
经过太久的等待,玛丽亚·佩雷拉便发明
出一种胶水,满足了全部需求。 黏合剂里的聚合物分子可以与人体组织
表面的分子形成一种类似钥匙 - 锁 [6] 的

015

更多精彩尽在www.sxpdf.com

连接,通过分子间的范德瓦耳斯力与氢 在佩德罗·德尼多医生的帮助下,玛丽亚·
键等附着力的作用,实现不同性质表面 佩雷拉和杰弗里·卡普在波士顿儿童医院
之间的强力黏合。而所谓的“光活化”, 进行了千百次动物实验 [7]。2016 年,创立
是指黏合剂的起效需要用光照来激活, 仅 3 年的 Gecko Biomedical 就以比许多创
这为黏合剂的操作提供了极大的便利。 业公司快得多的速度,让产品在欧洲进入
了人体临床试验阶段,并希望在 2017 年拿
使用时,手术人员无须对需要黏结的组 到欧洲安全合格 CE 认证 [8]。有如此颠覆
织表面进行任何特殊的处理,直接将液 性的技术,Gecko Biomedical 融资自然不成
态、黏度超高且不溶于水的黏合剂通过 问题。Gecko Biomedical 在 2016 年完成 A2
微创手术涂到需要黏合的漏洞或创口表 轮 2500 万美元的融资之后 [9],总融资金额
面即可。这时的黏合剂里只有互相不连 已经接近 4000 万美元。此外,它还得到了
接的前聚合物 [5],还不具有太强的机械 140 万美元的无息贷款 [8],专门用来支持
强度,可以随意延展与涂抹,让主刀医 临床试验。一旦 HLAA 最终被成功推向市
生能以适宜的厚度从容地涂满所有需要 场,其前途将不可限量。
黏合的表面。涂抹完毕后,只需用紫外
线照射一段很短的时间(5 秒),就可以 至此,玛丽亚·佩雷拉和杰弗里·卡普已经
让液态黏合剂里的前聚合物互相连接, 超额完成了佩德罗·德尼多交给的任务。
形成具有极强机械性能的微结构网络, 这种黏合剂性能出众,除了可用于心脏手
把之前蜂蜜一般的黏合剂变成一块弹性、 术外,还可以广泛应用于各种其他微创手
黏性俱佳的类似于固态的胶体薄膜。而 术。但他们并不满足,其最终目标是用效
如果照射 30 秒,则可以实现超强黏合。 果更好的黏合剂全面取代缝合线和吻合
为了让这个过程变得更加方便,他们甚 器,让这种自古埃及和古希腊时代就普遍
至设计出了一种类似于一支笔的手术设 使用的古老手术方法彻底告别手术台。
备,带有紫外线光源,可以方便地用于
微创手术 [1]。

016

更多精彩尽在www.sxpdf.com

参考文献

[1] PARKER L. Inspired by nature: the thrilling new science that could transform medicine[EB/OL].
https://www.theguardian.com/science/2016/oct/25/bioinspiration-thrilling-new-science-could-
transform-medicine.
[2] BAJEKAL N. She may solve one of the oldest problems in surgery[EB/OL]. http://time.com/
collection-post/4037531/maria-pereira/.
[3] BOURZAC K. Jeffrey Karp, 32[EB/OL]. MIT Technology Review, 2008 (2008). http://www2.
technologyreview.com/TR35/Profile.aspx?TRID=722&_ga=2.106854147.1434714037.1497287780-
385837746.1489290409.
[4] MORRIS A. Maria Nunes Pereira, 28 Patching holes in the hearts of sick infants[EB/OL]. MIT
Technology Review, 2014 (2014). https://www.technologyreview.com/lists/innovators-under-35/2014/
inventor/maria-nunes-pereira/.
[5] LANG N, PEREIRA M J, LEE Y, et al. A blood-resistant surgical glue for minimally invasive repair of
vessels and heart defects[J]. Science Translational Medicine, 2014, 6(218): 218ra6-218ra6.
[6] BLUESTEIN D, PH D, SLEPIAN M J. Sticking with synthetic tissue sealants[J]. 2014: 14–17.
[7] BOURZAC K. Surgical glue to mend broken hearts[EB/OL]. MIT Technology Review, 2014. (2014).
[8] BIOMEDICAL G, BPIFRANCE. Gecko Biomedical receives 1.4 million euros in interest- free loan
from Bpifrance to advance its bio-inspired surgical adhesive solutions[R]. 2017.
[9] BIOMEDICAL G, PARTNERS S, BPIFRANCE. Gecko Biomedical raises € 22.5 million led by
Sofinnova Partners[R]. 2016.

017

更多精彩尽在www.sxpdf.com

用“电子皮肤”感受人生

作者:许屹然

“ 我 叫 鲍 哲 南, 哲 学 的 哲, 因 为 我 的 父
母 希 望 我 有 智 慧。 而 南 是 南 京 的 南, 因
为我出生在南京 [1]。”人如其名,这位出
生在南京,曾在南京度过少年时光的女孩
在做自我介绍的时候总是不忘来路。如今
她用自己的智慧和努力,成为斯坦福大学
(Stanford University)化学工程学院教授,
并成功当选美国国家工程院院士。

鲍哲南 (Zhenan Bao) 47 年前,鲍哲南出生在美丽的六朝古都南
京,父亲鲍希茂、母亲陈慧兰分别是南京
获奖年份:2003 大学物理系和化学系的教授。也许是受家
获奖时年龄:32 庭环境的熏陶,鲍哲南很小的时候就表现
获奖时职位:贝尔实验室杰出研究员 出对自然界的好奇,儿时的两件小事至今
获奖理由:她为制造灵敏度极高的人造电子皮肤提 让她记忆犹新,也奠定了她对自然科学的
供 柔 软 并 有自愈 能 力 的 半 导 体 材 料。未 来,即 使 是 浓厚兴趣。其中一件发生在上幼儿园时,
假肢也会像真正的人体皮肤那样敏感。 当时邻居家的煤气罐着火,大家都去救火。
只见妈妈拿起被子,往上面浇了很多水后
当一只蝴蝶停留在你手上,不经意间你也 捂了上去,煤气罐的火就灭了。这件事给
许都不会察觉。如今,你甚至都不敢想象, 鲍哲南留下了深刻的印象。她问爸爸:我
完全由人工打造的电子皮肤,就可以敏感 们的家仙人掌里面也有水,能用仙人掌灭
到将停留在其上的蝴蝶感知出来。2017 年, 火吗? [2] 父亲总是这样引导她:先自己
刚刚荣获 2017 年度“世界杰出女科学家 去寻找答案,然后通过实践去证实。还有
奖”的华裔女科学家鲍哲南,正在带领她 一件事发生在夏天父亲带着年幼的鲍哲南
的研究团队完成这一世界领先水平的科研 去玄武湖玩儿时,当时她在吃冰棍,父亲
项目。

018

更多精彩尽在www.sxpdf.com

问她,冰棍落到水里是会浮起来还是沉下 的东西,这让最初对化学懵懂的我开始对
去?鲍哲南不假思索地回答:肯定会沉下 它有了一个具体的认识,我可以想象它运
去。父亲为了鼓励她自己验证一下,就让 用到橡胶或者生物工程上的前景。”
她将冰棍扔到水里,令她没有想到的是,
扔到水里的冰棍竟然浮在了水面上!为什 正如南京大学化学楼的牌匾上所镌刻的那
么呢?这让鲍哲南大惑不解。当她希望父 样,“全面的化学教育要求既传授科学知
亲能告诉她答案时,父亲却让她自己去研 识和技术,更训练科学思维和方法,还培
究。直到后来鲍哲南才明白,原来冰的密 养科学精神和品德”。这是我国配位化学
度比水小 [3]。就这样,在父母的科学引导下, 的开拓者和奠基人戴安邦教授倡导的育人
鲍哲南从小就养成了正确的科学思维:大 方法。也正是在这片肥沃的土壤中,鲍哲
胆假设,踏实求证。而这也让她终身受益。 南如饥似渴地努力汲取着养分,为她以后
的科研征程积蓄力量。
带着这份对自然科学的浓厚热情和踏实的
求真精神,1987 年,刚刚年满 17 周岁的鲍 1990 年,还在读大三的鲍哲南跟随姐姐一
哲南进入南京大学化学专业,在那里开启 起移民到美国。当时还不到 20 岁的她一
了她将要为之奋斗一生的事业。在南京大 边在伊利诺伊大学芝加哥分校学习,一边
学的学习,也为鲍哲南日后的科研打下了 还要打两份工维持生计。她用 20 天的时
扎实的基础,用她自己的话说,南京大学 间复习了美国研究生入学考试(Graduate
是她“梦开始的地方”。 Record Examination,GRE),并考出了令
人惊异的分数。加上本科三年在南京大学
在南京大学的求学时光里,鲍哲南凭借着 取得的优异成绩,学校研究生录取委员会
在实验课上的出色表现,大二暑假就进入 决定不需要她本科毕业,破格录取她为研
了薛奇教授的实验室。薛教授的配位化学 究生。为了能够了解化学交叉学科领域最
实验室是国家重点实验室,重点研究高分 前沿的学术动态,鲍哲南选择了师从华裔
子复合材料。在那里,鲍哲南第一次接触 高分子化学家于鲁平,在国际最前沿的实
到正式的科研项目。据她自己回忆:“第 验室开始了自己的科研之路。
一次接触到高分子的化学材料是在薛奇老
师的实验室中,实验结果产生了一种黏稠 1995 年,芝加哥大学博士毕业的鲍哲南希

019

更多精彩尽在www.sxpdf.com

望申请贝尔实验室的博士后。贝尔实验室 这只木手的每根手指上都安装了灵敏度极高的传感器,可以像人
在物理化学等基础学科领域闻名世界,至 体皮肤那样拥有触觉,并将数据传输到中央控制系统 [5]。
今已孕育出 6 个诺贝尔奖获得者。答辩的
时候,鲍哲南充分表现了自己深厚的科研 须在保证优异的机械强度的基础上具备足
功底和在前沿科学领域的不懈探索,并将 够的柔韧性,以保证其性能满足人类的各
自己发表在国际顶级期刊《科学》(Science) 种运动需求。科学界在该领域的创新大多
上的文章做了精彩的分析。第二天她就 从自然界寻找灵感。在自然界,构成生物
收到了来自答辩委员会教授的答复。贝尔 体的软体物质赋予了生物体优异的伸展能
实验室同意接受她并免掉其读博士后的过 力和自愈能力。鲍哲南正是从这一发现中
程,直接聘请她做研究人员,这是贝尔实 获取了灵感,在聚合物制造过程中通过刚
验室历史上罕见的事情。在贝尔实验室的 8 性共轭主链(保证体系的导电性和机械强
年,鲍哲南踏上了独立科研的道路,在这 度)和柔性侧链(保证体系的柔性和自愈
个高分子化学领域的最高殿堂,鲍哲南先 合性)相结合的研究思路,设计并合成了
后从普通研究人员成为首席研究员、杰出 具有可拉伸、自愈合性质的半导体。伊利
研究员,并在该领域创造了许多世界第一。 诺伊大学材料科学家约翰·罗杰斯(John
Rogers)这样评价这种半导体:“该半导
如今,在柔性电子器件领域,也就是本文 体系完美地实现了高弹性的高效电荷传输
开头提到的人造电子皮肤方面,鲍哲南和
她的研究团队一直处于世界领先地位。就
在 2016 年,鲍哲南团队在这一领域又取得
了新进展,并在《自然》上发表了这一基于
非共价键合机制的可拉伸可自愈的高性能有
机半导体。这种材料可用于制造可拉伸的有
机薄膜场效应晶体管(OTFT);有了这种
基本电子器件,科学家们就可以设计新一代
的柔性电子器件,如可穿戴电子设备 。[3-4]

作为可穿戴柔性电子器件,其组成部分必

020

更多精彩尽在www.sxpdf.com

的有效结合 [5]。”《自然》杂志在发表鲍 母亲。父亲曾对鲍哲南说过,人生中完整
哲南文章的同期刊登评论文章,对这一成 的幸福包括两个方面:事业成功和家庭美
果做出高度评价,称其为“人工电子皮肤 满。这二者的平衡法则就是不能牺牲一个
向真正的人体皮肤发展中的里程碑”。 去换取另一个,两者都不可偏废。

“鲍哲南教授领导的团队开发出一种能够 在斯坦福大学,鲍哲南是小有名气的“走
感知压力并与大脑沟通的柔性人造皮肤, 路英雄”。每天步行一小时上下班的她仍
也许有一天会帮助用假肢生活的人获得真 坚持早晨 5 点起床为家人做早餐,在她看
实的触感。”这是鲍哲南不久前获得 2017 来,有一个幸福美满的家庭是她事业成功
年度“世界杰出女科学家奖”时联合国教 的基础。而每天的 30 分钟走路不仅仅是她
科文组织对她的评价。 的体育锻炼,还能利用这段时间做平时没
有时间做的事情,比如同朋友、父母交谈。
如今,已在斯坦福大学任教 13 年的鲍哲南 每逢假期,即使工作再忙,她和丈夫都会
在事业上可以说是蒸蒸日上。同样,在家 放下手中的一切工作,带着孩子们去度假,
庭生活方面,她也绝对称得上是位优秀的 带着他们去探索这个充满未知的世界。

参考文献

[1] X-MOL. 鲍 哲 南 团 队 柔 性 电 子 器 件 领 域 的 年 度 力 作 [EB/OL]. Nature.http://www.x-mol.com/
news/4596.
[2] Science, 2000, 290:2221-2225. DOI: 10.1126/science.290.5500.2221.
[3] 沈峥嵘 . 女科学家鲍哲南:大美南京,是我起飞的地方 [EB/OL]. http://www.js.xinhuanet.com/2017-
04/27/c_1120880177.htm.
[4] Nature, 2016, 539:365-367.DOI: 10.1038/539365a.
[5] Katherine B. How to give fake hands real feeling[EB/OL]. https://www.technologyreview.com/
s/602092/how-to-give-fake-hands-real-feeling/.

021

更多精彩尽在www.sxpdf.com

敲 开人 工智能 大门的 娇求保护,也有不少人过着“少年不识愁
“早慧少年” 滋味,为赋新词强说愁”的中学生活。可是,
这位 14 岁就上大学的“早慧少年”,已开
作者:张玲莉 始学会去敲开真正属于自己的人生大门。
从此以后,一切看起来都较为顺利,他不
陈云霁(Yunji Chen) 断在所属领域崭露头角,硕果连连。他的
获奖年份:2015 名字与他的人生完美地贴合在了一起,“云
获奖时年龄:32 销雨霁,彩彻区明”——雨过天晴,云雾
获奖时职位:中国科学院计算机技术研究所研究员 消散,阳光朗煦。他的父母当年为其取名
获奖理由:在深度神经网络处理器研究上取得了开 “云霁”,是否正是有意借王勃《滕王阁
创性进展。 序》中这一句子的美好寓意呢?但不管怎
样,中国科学界多了一名干将——陈云霁,
2000 年,一个有些懵懂却面带坚毅的少年, 尤其是在国产处理器的研发工作上,他一
挨个敲着中国科学技术大学计算机系所有 直走在前列;龙芯 3 号、寒武纪、人工智
实验室的门,进去又出来,再进入下一个, 能(Arti cial Intelligence, AI)、 深 度 学 习
又出来……如此数次,终于,当时讲授“计 等一系列关键词,都与陈云霁这个名字紧
算机体系结构”课程的周学海教授同意接 密相关。
受这个刚近 18 岁的大三学生在其实验室参
与研发工作。18 岁,依照中国现行社会发 “自古英雄出少年”,对于年纪轻轻即跻
展状态来看,多数人还在父母的庇护下撒 身杰出青年科学家行列的陈云霁来说,
这个说法毫不为过,而这样的人,其人生
经历里总是带着些让人钦佩的光环。陈云
霁,从他的个人经历来说:14 岁上大学,
24 岁取得计算机博士学位,29 岁即成为中
国科学院计算技术研究所的研究员;从研

022

更多精彩尽在www.sxpdf.com

究成果来说:在国内外学术会议及期刊上 直在践行,他要打造一个人工智能机器人,
发表论文逾 60 篇,申请专利 30 项左右, 使其成为未来手机的一部分。这个机器人
对于 2016 年才 34 岁的他而言,这些成果 的核心是一个芯片,而一旦将这个小小的
还只是个开端;从荣获的奖项来说:首届 芯片放入手机中,机器人就可以本地、实
国家自然科学基金“优秀青年基金”、首 时地完成各种图像、语音、文本的理解和
届中组部“青年拔尖人才计划”入选者、 识别等,且这个机器人在获得实时训练的
2014 年度中国计算机学会(China Computer 能力之后,可以通过观察人、社会和自然
Federation, CCF)青年科学家奖、中科院青 界的行为来提升自身能力。如果实现,那
年科学家奖、“2015 年《麻省理工科技评论》 么每一部手机中都将有一个类似于阿尔法
35 位 35 岁以下科技创新青年”入选者…… 狗一样强大的机器人。
这一系列的经历和成就,足以引来广泛的
称赞。如果你毫不关注这个人物也没有关 阿尔法狗之所以厉害,源于它在人工智能
系,因为这并不妨碍他的研究成果影响你 方面采用了更先进的深度学习,即人工神
的生活,因为他曾说过:“5 年或更久以后, 经网络技术。这是一种借鉴了生物的多层
我认为每一部手机都可以像谷歌大脑一样 神经网络处理模式而发展起来的智能处理
先进。” 技术,它将生物神经元和突触抽象成一个
个数字,而由这种数字组成的网络在一定
那么,究竟是什么样的研究及成果让陈云 程度上保留了人脑进行信息处理的能力。
霁获得如此众多的殊荣,且使他说出“让 因此,深度学习被公认为目前最重要的智
每一部手机都像谷歌大脑一样先进”这样 能处理技术。但是,我们要知道,阿尔法
让人振奋的话?谷歌阿尔法狗(AlphaGo) 狗需要大量的机房设备、专家团队及高昂
这款围棋人工智能程序,先后战胜了世界 的成本,2016 年那场赢了李世石的比赛就
顶级围棋选手李世石和柯洁,夺人眼球, 耗资几百万美元。是否可以设计一款专门
让我们在感慨人类在某些领域不敌机器人 芯片,使它可以在计算机中模拟神经元和
之余,也钦佩科学界在人工智能方面的进 突触计算,对信息进行智能处理,同时还
步速度。当然,如何发挥人工智能的作用, 可以专门存储结构和指令集,从而降低其
使之成为人们生活中的智能助理,应该成 功耗?答案是肯定的,陈云霁及其团队的
为重点课题之一。陈云霁及其团队就是一 宝贝——寒武纪恰恰解决了这一问题,这

023

更多精彩尽在www.sxpdf.com

台世界上第一款模拟人类神经元和突触进 算技术研究所并成为龙芯 3 号的总体设计
行深度学习的处理器,每秒可以处理 160 师。对体系架构专业知识的掌握和处理器
亿个神经元和超过 2 万亿个突触,功耗却 研发的实际操作经验,让陈云霁以较快
只有原来的 1/10,未来甚至有希望把整个 的速度成长起来。同时成长着的还有陈天
阿尔法狗的系统都装进手机。到现在,已 石——寒武纪的另一位灵魂人物。陈天石
有寒武纪 1 号和寒武纪 2 号。正如地质年 是陈云霁的弟弟,也是一位“早慧少年”,
代中寒武纪大爆炸后高等动物等大量生物 他 16 岁上大学,25 岁取得博士学位后来到
出现的划时代意义一样,陈云霁也希望寒 中国科学院计算技术研究所工作,其研究
武纪芯片及其相关成果将在人工智能领域 方向为人工智能,即用计算机模拟人脑,
开辟一个新纪元。 并生产出能与人类智能方式相似的智能机
器。兄弟俩同在一个地方工作,讨论频繁,
对于“寒武纪”这个新纪元我们用简单几 认识到人工神经网络受到传统通用处理器
句话几乎就可以概括完毕,然而其背后所 低效能、高功耗的限制,最终确定了研发
凝聚的知识、付出与辛劳,却未必是普通 专门的神经网络处理器这个目标。会议投
人所能具备和贡献的。首先,正如它的名 稿被拒、没有立项、没有经费、可能失败
字汲取了生物学、地质学的智慧一样,这 的心理压力等,实践过程中的甘苦唯有自
款处理器本身也是跨界智慧的结晶——体 知。他们最终通过团队协作,取得成功。
系结构与人工智能交叉的成果。体系结构, 软硬结合,刚柔并济。如今,陈天石已成
通俗地讲,是研究如何运用晶体管的“砖 为寒武纪公司创始人和首席执行官,陈云
石”搭出计算机的“大楼”。当年接收陈 霁为寒武纪公司首席科学家。兄弟俩的身
云霁的周学海教授的实验室,当时正从事 份、角色有所变化,但依然不影响他们的
着与计算机体系结构有关的研发工作,在 跨界合作。他们于 2016 年 7 月提出了国际
这里的短暂研发经历,让陈云霁体会到对 上首个稀疏深度学习处理器 Cambricon-X,
实际意义工程和国产化事业的喜爱。19 岁 这款处理器能高效处理各种类型的稀疏深
时,陈云霁来到中国科学院计算技术研究 度神经网络,速度比主流高端图形处理器
所,跟随胡伟武研究员硕博连读,加入国 (Graphics Processing Unit,GPU)提升了 10
产处理器龙芯的研发团队,继续为国产化 倍,能耗仅为其 3.4%。
贡献力量。毕业后,他留在中国科学院计

024

更多精彩尽在www.sxpdf.com

陈氏兄弟今日所取得的成就除了上天赋予 种芯片最终能真正用起来,发挥出智能”,
的聪慧以外,还有很多原因。从他们的内 即做有实际意义的工程,为国产化做贡献。
在来说,还有几点较为关键。一是他们所 三是由内而发的谦逊品质,否认自己是“神
强调的兴趣。学术和科学研究辛苦且较为 童”,顶多只能称为“早慧少年”。在龙
枯燥、乏味,如果没有对研究领域的真切 芯研发中的成就被人称赞时,他永远会说
喜爱与关注,坚持下来和取得成就是有一 胡伟武老师才是总师、灵魂,而自己带领
定难度的,所谓“兴趣是最好的老师”。 的寒武纪团队在很大程度上继承着龙芯的
二是对成果实用性的坚守。陈云霁提出神 精神。谦虚使人进步,我们看到陈云霁及
经网络芯片的关键是效果,和其他机构研 其团队带着一股正能量不断朝前行进,他
发工作的关系也“不是你追我赶,而是齐 们以吃苦耐劳的精神,带着对社会贡献力
头并进,最终检验哪条路更好,需要看哪 量的美好愿望,在人工智能领域披荆斩棘。

参考文献

[1] 陈 云霁 : 寻 找 人 工智能 新 爆点 [EB/OL].(2017). http://www.cas.cn/cm/201705/t20170525_4602784.
shtml.
[2] 记陈云霁团队:让人工智能机器人住进手机里 [EB/OL].(2016).http://news. sciencenet.cn/htmlnews/
2016/8/353624.shtm.

025

更多精彩尽在www.sxpdf.com

为计算机安上“眼睛”

作者:周涵宁

像人类一样的视觉感知,是数十年来计算
机科学家的梦想。但是直到几年前,从视
频中自动识别人体运动,都停留在科幻电
影的特效和观众的想象中。

杰米·肖顿(Jamie Shotton) 微软剑桥研究院的杰米·肖顿博士和他的
同事在人体动作识别领域的研究,让数
获奖年份:2015 百万 Xbox 用户真正体验到了这项神奇的
获奖时年龄:34 黑科技 [1]。本文讲述的是杰米·肖顿团队
获奖时职位:微软研究院计算机视觉专家 把科幻变成现实过程中经历的艰辛求索,
获奖理由:开发了从视频中识别人体姿势的算法,为 看似偶然而又蕴含着必然的曲折历程。其
计算机提供了像人类一样的视觉感知。 中关于计算机视觉的技术细节,笔者尽量
采用直观的图示来说明。
我们或许没有意识到,人类与生俱来的视
觉感知能力是如此的强大:婴儿能够在出 这段历程要从杰米·肖顿 2003 年在剑桥攻
生后几个小时内认识母亲的脸;游客能够 读博士时说起。他师从计算机视觉领域的
一眼认出明信片上的图片和自己眼前的地 著名专家奇波拉(Cipolla)教授,研究如
标是同一个物体;公司职员能从几十米远 何利用机器学习的方法将二维图像中的每
处人影的步态,辨别出是老板走过来了; 个像素按照其所属的物体分类并着色。下
足球守门员能够从对方前锋的微小动作和 图是杰米·肖顿研究的算法的输入和输出
眼神,判断出射门的方向。让计算机具有 图像 [2]。

这个问题在计算机视觉领域称为“物体分
割”,是计算机视觉从 20 世纪 60 年代创
立之初就试图解决的基本问题之一。

026

更多精彩尽在www.sxpdf.com


Data Loading...