陈凯先：中医药价值历久弥新

上海科技界一年一度规模最大的多学科、综合性、开放性学术交流平台——上海市科协学术年会于9月19日在科学会堂开幕，同期举行第十一届上海工程师论坛。

市科协学术年会斯坦福大学终身教授、清华大学教授、中国科学院外籍院士、美国艺术与科学院院士、美国科学院院士张首晟和上海市科协主席、中国科学院院士陈凯先分别在学术年会开幕式上做题为“电子高速公路”和“中医药在当代的地位、作用和创新发展”的特邀报告，向400余名参会科技工作者介绍了目前世界电子物理学科发展的最新前沿以及我国中医药的现状和未来发展。市科协党组书记、副主席杨建荣致开幕词，市政协副主席、市科协副主席高小玫主持开幕式，市科协副主席、中国工程院院士孙晋良主持特邀报告。活动中，有关领导为2016年上海市科协星级学会授证，并为第十四届中国青年科技奖（上海地区）和第七届“全国优秀科技工作者”（上海地区）获得者颁奖。

张首晟：电子高速公路与信息时代的材料革命

◆  ◆  ◆

我们今天生活在信息高速发展的时代，信息处理的能力呈指数级增长。摩尔定律描述说，我们的计算能力每过18个月就翻一次倍，过去一直是这样。但是，摩尔定律如果按照常规的物理学规律走下去，会遇到一个瓶颈，可能会推进不下去。今年的科技大会上，任正非先生也提到他现在感到的最大危机就是摩尔定律危机。

信息高速发展时代的摩尔定律危机

为什么会产生这个危机呢？大家知道，信息社会建筑在两种基本粒子的基础上，一个是光子，一个是电子。因为光子之间没有很强的相互作用，在传播过程中不易受干扰，所以光子是用来进行信息传播的；电子和电子、电子和原子核之间有很强的相互作用，所以电子是用来进行信息处理的。电子在芯片层次的运动基本像是一辆非常高级的跑车，到处在碰撞，碰撞过程中会耗损非常多的能量，散发出很多热量。大家如果把手机、计算机放在自己的腿上，会感到非常烫，因为芯片在集成过程中，电子与电子、电子与杂质之间相互作用产生的巨大热量无法及时散发出去，可以导致整个芯片被烧掉。由此可见，集成不能无穷无尽地进行下去。

既然电子的运动方式杂乱无章，我们为何不为其建立各分其道、互不干扰的高速公路？有了“车道”的概念后，电子之间就不容易产生相互碰撞，这样电子在运动过程中，几乎就没有损耗。如果我们能够为电子建立起高速公路，我们将会对整个信息产业产生革命性的影响，创造很多新的机会，并使摩尔定律能够继续推进下去。危机是“危”也是“机”，五六十年前硅技术的发明和运用导致了硅谷的成长，并至今仍为全球创新中心，电子高速公路对于今天的我们，是一个新的机会。

我所在的领域是凝聚态物理，这个领域里的量子霍尔效应曾得过两次诺贝尔奖。它虽然给出了一种非常奇特的、几乎没有任何耗散的电子运动方式，但它需要一个非常强烈的外加磁场，所以至今还没有实用价值。我们的想法是把外加的磁场去掉。爱因斯坦在相对论中曾经预言了电子自旋—轨道耦合，我们如果能利用电子自旋和轨道的耦合，这样，自旋向上的电子绕着芯片顺时针走，自旋向下的电子绕着芯片逆时针走，就可以不需要外加磁场而实现量子霍尔效应。

拓扑绝缘体研究与材料学突破

我发现的拓扑绝缘体材料里就有量子自旋霍尔效应。有一天一大早，一个电话告诉我，这种材料已经同时被4000万人知道，因为有一季《生活大爆炸》里，谢耳朵就用拓扑绝缘体材料做了开讲。最早我们是在2006年的《科学》杂志上发表理论文章预言了量子自旋霍尔效应，并预言在碲化汞材料中能找到这个效应。2007年，德国科学家在实验室里论证了我们的理论预言。这真是一件令人振奋且幸运的事。要知道，爱因斯坦对于引力波的预言在整整一百年后才被实验论证。3年前，我们又预言了一种新的材料——常温意义下的拓扑绝缘体Stanene。Stanene是由单层锡原子构成的厚度小于0.4纳米的二维晶体，和石墨烯一样只有一个原子层，并且是一个蜂窝状的结构，所以这个新材料使电子能够真正在芯片层次上各行其道，互不干扰，可以避免芯片发热问题。对于这一材料的研究，上海交通大学的贾金锋教授团队最领先，去年已经在实验室里实现了我们的预言。

由于这些科学研究的工作，我得到了国际上的许多奖项，其中有一个对我的影响比较深刻，那就是法兰林克奖。法兰林克是我人生的一个楷模。大家都知道，他在闪电中追风筝，把天上的闪电引到地下，但他不仅是个科学家，还是个成功的政治家、外交家、企业家。我认为在今天的时代，要有伟大的发现，像法兰克林那样的跨界思维很重要。此外，我认为科学最大的驱动力是好奇心，而不是具有明确目标的攻关。

陈凯先：中医药价值历久弥新

◆  ◆  ◆

现代科学的发展日新月异，当代社会上存在着两种不同的医学体系：一种是发源于西方、最近两百年来发展非常快的医学体系；另一种是发源于东方、具有几千年历史的传统医学体系，这两种医学体系从理论框架和医疗模式来说都非常不一样，各有自己的长处也有自己的不足。

中医药里包含了丰富的科学思想

从中医药发展历史来看，秦汉时期是中医药奠定基础的时期；唐宋时期中医药逐渐发展成熟，具有了一定的规模；明清时期，中医药已经发展到相当的高度，是比较成熟完备的时期。

中医药历史上创造了许多世界第一。古代没有诺贝尔奖，如果有的话，中医药的一些成就是够得上的。比如东汉末年的华佗用发现一些植物煎熬以后有麻醉作用，可用来进行剖腹手术，这是世界医学史上应用全身麻醉进行手术治疗的最早记录。

又如晋代的葛洪著有《肘后备急方》，里面提到用海藻来治瘿，是世界上最早提出用含碘食物治疗甲状腺类的疾病。他还提出用狂犬的脑组织外敷伤口治疗狂犬咬伤，开创了用免疫法治疗狂犬病的先河。法国巴斯德是在1885年将狂犬疫苗首次用于人体。

    唐代的王焘在《外台秘要》中提出用金针治疗白内障，这一白内障眼病的手术疗法为眼科史上首创。

再比如金元时期危亦林的《世医得效方》，对伤科发展有重大贡献，他提出对脊柱骨折采用悬吊复位法，比英国医学家达维斯在1927年提出同样的方法早了600多年。

早在16世纪，中国明朝人就发明了人痘接种术，并于17世纪普遍推广，是对人工特异性免疫法的一项重大贡献，18世纪中叶传遍欧亚各国。

可以说，中医药里包含了非常丰富的科学思想。如果把中西方医学做一个比较，中医药学产生于经验医学的时代，注重整体，但是分析方法不足；现代医学产生于实验医学的时代，分析方法为其优点，从整体到一个局部，再到一个器官、到组织、到细胞甚至到分子，还原思想比较好，缺点是相当长一段时间里，整体的观念和系统的思想显得不足，比较注重直接的因果关系。

东西方医学融汇可应对新的医学挑战

在不同的历史阶段，人类社会面临的医学挑战是不一样的。人类历史上长期的健康挑战是大规模的烈性传染病。上世纪中叶，人类在战胜烈性传染病方面获得了巨大的成就，鼠疫、天花、白喉等疾病都逐渐得到了控制，抗生素的发现，则将人类的平均寿命延长了十年。

新的传染病还可能不断地发生，但造成的威胁已大大降低，已经不是今天医学所面临的最主要目标。

当前，人类所面临的全球性健康挑战主要是非传染性的慢性病，包括心脑血管疾病、神经退行性疾病、代谢障碍性疾病、肿瘤、免疫性疾病等，以及病原体不明确、多因素导致的复杂性疾病。目前，中国慢性病死亡率在不同地区主要死亡疾病中占70——80%，陈竺曾说，如果不进行有效控制，今后30年，我国将经历慢性病“井喷”的严峻局面。这些疾病涉及多基因、多靶点通路和网络调控，与饮食、行为、运动、生活方式等很多因素相关，以“治病”为目标的医学模式不足以遏制慢性病蔓延的趋势；以“还原论”为指导，针对单一靶点的治疗思路，也不足以攻克多因素导致的复杂疾病。

第二个挑战是医疗费用恶性膨胀引发的全球性医疗危机迫使人们对医学的目的、医学的核心价值进行深刻的反思。要解决全球性的医疗危机，必须对医学的目的做根本性的调整，把医学发展的战略优先从以治愈疾病为目的的技术追求，转向预防疾病和促进健康。在这样大的医学发展的挑战下，东西方医学的汇聚有必然的趋势。中医学的很多思想、理论和实践，走在了当代科学的前面，历久而弥新；当代年生命科学前沿的探索和发展，可以从中医药中得到非常深刻的启示。

当代医学发展的趋势是整体和局部并重，综合和分析并重，经验和实验并重，以预防、预测、个体化和公平参与为目标。中医的整体观和西医倡导的系统、环境、生态医学，中医的辩证施治和西医的个体化诊疗，中医的治未病和西方的疾病预防，中医的“五志七情”和西医的身心医学，中医的“五运六气”和时间气象医学等东西方医学的融汇、传统医学和现代科技的结合，可以携手为增进人类健康作出贡献。

现在有人提出，“中医要亡于中药”，这种危机感在一定程度上是存在的，所以我们更加要加强中医的标准化和质控技术研究、中药复方新药研究、中药新药的疗效评价和临床研究、中药产业技术的现代化研究。