格致論道·灣區(qū)講壇南沙開講，開啟暑期科學(xué)大放送第一彈　　近日，由廣州市科技局主辦、廣州物聯(lián)網(wǎng)研究院承辦、廣州市南沙區(qū)文化館協(xié)辦的格致論道·灣區(qū)第23期在廣州市南沙區(qū)舉辦。本期講壇作為格致論道·灣區(qū)講壇暑期科學(xué)大放送第一彈，特別邀請(qǐng)來(lái)自登革熱防控、信息安全、量子密鑰分發(fā)、羊八井宇宙線觀測(cè)、仿壁虎機(jī)器人領(lǐng)域的5位科學(xué)家，為公眾講述他們突破想象力束縛，讓中國(guó)實(shí)力領(lǐng)跑世界的動(dòng)人故事?！　∮钪婢€是一種來(lái)自外太空的高能帶電粒子，這些粒子以接近光速的速度在宇宙中傳播。宇宙線從何而來(lái)，始終是個(gè)世紀(jì)之謎。因?yàn)橛钪婢€中大部分是帶電粒子，在傳播中受星系磁場(chǎng)的影響會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，到達(dá)地球時(shí)早已無(wú)從尋找源頭。幸運(yùn)的是，有一種宇宙線——伽馬射線，是不帶電的中性粒子，不受磁場(chǎng)影響，沿直線傳播，成為科學(xué)家們研究宇宙線來(lái)源的重要突破口。如何挑出伽馬射線，成為了尋找PeV宇宙線源的關(guān)鍵。中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所研究員黃晶和她的團(tuán)隊(duì)利用宇宙線與伽馬射線繆子數(shù)量的區(qū)別特性，從零開始自主研發(fā)創(chuàng)新型地下繆子探測(cè)器，分為“表面陣列+2.5米深土層+1.5米深水池”三層，這種觀測(cè)手段能剔除99.92%的宇宙線背景噪聲，實(shí)現(xiàn)100TeV以上能區(qū)伽馬射線國(guó)際最高的靈敏度觀測(cè)。黃晶介紹，2019年西藏ASgamma實(shí)驗(yàn)首次發(fā)現(xiàn)超過(guò)100TeV的迄今最高能量宇宙伽瑪射線，這也是首次發(fā)現(xiàn)“蟹狀星云”是“PeV電子加速器”，2021年觀測(cè)到更高能量、接近PeV的彌散伽馬發(fā)射，是國(guó)際上首次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了PeV質(zhì)子加速器廣泛存在于銀河系的證據(jù)，被美國(guó)物理學(xué)會(huì)評(píng)論為“宇宙線起源研究的一個(gè)里程碑”。盡管西藏ASgamma實(shí)驗(yàn)成果頗豐，但“PeV質(zhì)子加速器具體存在于哪里”還沒(méi)有答案，黃晶表示，“未來(lái)我們將發(fā)動(dòng)南北半球聯(lián)合觀測(cè)，開發(fā)立體多維觀測(cè)新技術(shù)，繼續(xù)向宇宙線起源之謎發(fā)起挑戰(zhàn)。”　　國(guó)際形勢(shì)變化莫測(cè)，如何保障信息安全已上升為國(guó)家戰(zhàn)略層面的問(wèn)題。傳統(tǒng)密碼技術(shù)主要計(jì)算復(fù)雜性問(wèn)題，在原理上存在被強(qiáng)大計(jì)算機(jī)破解的可能性；隨著量子計(jì)算機(jī)的發(fā)展，經(jīng)典密碼被破譯的可能性逐步增加。量子密碼分發(fā)采用量子態(tài)作為信息載體，經(jīng)由量子通道在用戶之間傳送密鑰，結(jié)合一次一密的加密方式，再先進(jìn)的竊聽措施和測(cè)量手段也很難破解；而且它能檢測(cè)試圖竊聽的行為，讓所有“隔墻有耳”都暴露無(wú)遺。中國(guó)科學(xué)院量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院廖勝凱教授介紹，量子密碼學(xué)的核心原理在于量子密鑰分發(fā)，2003年起我國(guó)開始了衛(wèi)星量子密鑰分發(fā)地面實(shí)驗(yàn)。他分享了跟隨導(dǎo)師踏上量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星10年研發(fā)之路的工作經(jīng)歷，他們攻克了長(zhǎng)距離衛(wèi)星跟蹤瞄準(zhǔn)的相關(guān)技術(shù)，在青海湖外場(chǎng)使用車載、熱氣球模擬不同空間狀態(tài)的旋轉(zhuǎn)姿態(tài)，以驗(yàn)證星地對(duì)接實(shí)驗(yàn)的可行性。做了很多衛(wèi)星儀器研制工作，在2022年，廖勝凱和團(tuán)隊(duì)成功研制并發(fā)射了首顆微納量子衛(wèi)星“濟(jì)南一號(hào)”，它的重量、研發(fā)和發(fā)射成本都遠(yuǎn)低于“墨子號(hào)”，送密鑰的時(shí)效性卻提升了2-3個(gè)數(shù)量級(jí)。廖勝凱表示，“除了低軌衛(wèi)星，我們還在研制中高軌衛(wèi)星，預(yù)計(jì)將在2026年前后發(fā)射，有望實(shí)現(xiàn)萬(wàn)公里、全天時(shí)量子通信的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，為廣域的量子通信做更大的貢獻(xiàn)。”　　網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題頻發(fā)，從手機(jī)預(yù)裝惡意軟件到盛行的盜版APP，從平臺(tái)竊取用戶隱私到“殺豬盤”等電信網(wǎng)絡(luò)詐騙，從數(shù)據(jù)濫用到數(shù)字貨幣洗錢……網(wǎng)絡(luò)安全仿佛是一場(chǎng)需要不斷打怪升級(jí)的游戲，浙江大學(xué)研究員周亞金的“闖關(guān)”模式已進(jìn)行10余年。周亞金介紹，2010年移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)剛剛興起，移動(dòng)生態(tài)并不完善，伴隨而來(lái)的是移動(dòng)應(yīng)用的惡意授權(quán)，面對(duì)許多應(yīng)用早期“一次授權(quán)，終生可用”的強(qiáng)買強(qiáng)賣行為，用戶往往要給予應(yīng)用過(guò)多的授權(quán)，導(dǎo)致安全和隱私問(wèn)題頻發(fā)。為了解決這一問(wèn)題，周亞金及其團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種基于動(dòng)態(tài)授權(quán)模式的系統(tǒng)，用戶可以更精細(xì)地控制授權(quán)的數(shù)量和時(shí)間。手機(jī)被“竊聽”真的存在嗎？周亞金解釋，竊聽成本很高，不具有商業(yè)性價(jià)比，最大可能是移動(dòng)廣告商通過(guò)數(shù)據(jù)聚合的方式，對(duì)用戶進(jìn)行了精準(zhǔn)畫像。如果不同的APP采用了同一家第三方廣告庫(kù)，用戶在不同APP上的瀏覽信息、使用習(xí)慣就會(huì)被共享。如何解決數(shù)據(jù)共享？周亞金團(tuán)隊(duì)在業(yè)界提出最小特權(quán)原則，這是整個(gè)信息安全領(lǐng)域比較公認(rèn)的一條準(zhǔn)則，即通過(guò)嚴(yán)格管控每一個(gè)APP的運(yùn)行權(quán)限，第三方廣告庫(kù)就難以對(duì)用戶進(jìn)行精準(zhǔn)畫像。除此之外，周亞金還分享了有關(guān)欺詐短信、灰黑產(chǎn)等各式各樣的安全問(wèn)題以及他們提出的“闖關(guān)”對(duì)策。他表示，“在不同的時(shí)間段，我們發(fā)現(xiàn)有很多不同的安全威脅，怎么解決這些安全威脅，是我們做安全研究的初心。網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)任重而道遠(yuǎn)，唯有不斷夯實(shí)底層技術(shù)，才能為用戶構(gòu)筑網(wǎng)絡(luò)安全的第一道防護(hù)墻，從容地應(yīng)對(duì)各種安全問(wèn)題?！薄　?023年5月30日，神舟十六號(hào)飛船載著3名宇航員再次飛向中國(guó)空間站。然而，航天員進(jìn)入太空工作不僅需要耗資巨大的安全保障系統(tǒng)，生命還時(shí)刻受到特殊空間環(huán)境的負(fù)面影響。因此，各國(guó)都在開發(fā)太空機(jī)器人，希望能助人類一臂之力，代替人類完成預(yù)定工作。這也是南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院教授戴振東研發(fā)的爬壁機(jī)器人未來(lái)的應(yīng)用方向之一。戴振東介紹，“飛檐走壁”是許多動(dòng)物與生俱來(lái)的能力，也是身處無(wú)重力空間的太空機(jī)器人急需的能力。壁虎是爬壁能力極為突出的動(dòng)物之一，使其能夠黏附的范德華力機(jī)制具有普遍適應(yīng)性，能否將壁虎的黏附能力應(yīng)用到空間機(jī)器人身上呢？他和團(tuán)隊(duì)將壁虎作為仿生對(duì)象展開研究了23年，以此自主研發(fā)了全球首臺(tái)多維力傳感器測(cè)定壁虎前后腳的運(yùn)動(dòng)力，建立力學(xué)模型，結(jié)合實(shí)驗(yàn)測(cè)量實(shí)現(xiàn)了對(duì)壁虎運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)；并在南京市溧水區(qū)支持下，指導(dǎo)學(xué)生建立公司、做出了一個(gè)指甲蓋大?。?平方厘米）上有6萬(wàn)到20萬(wàn)個(gè)孔的金屬模具，進(jìn)而研發(fā)制造設(shè)備，生產(chǎn)出仿生黏附材料。通過(guò)將仿生材料和仿生運(yùn)動(dòng)結(jié)合起來(lái)，爬壁機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了在微重力環(huán)境中的粘附功能，未來(lái)可應(yīng)用于航天領(lǐng)域的空間碎片清除等任務(wù)?？茖W(xué)的發(fā)明可能得益于科研工作者的經(jīng)驗(yàn)積累，也可能來(lái)自大自然的靈感。戴振東及其團(tuán)隊(duì)從國(guó)家需求出發(fā)，變知識(shí)為技術(shù)，變技術(shù)為產(chǎn)品，真正解決了實(shí)際問(wèn)題?！　∶磕甑?到10月，是登革熱的高發(fā)期。南方醫(yī)科大學(xué)熱帶醫(yī)學(xué)研究所所長(zhǎng)、教授陳曉光介紹，據(jù)世界衛(wèi)生組織報(bào)道，登革病毒在128個(gè)國(guó)家和地區(qū)流行，每年約有3.9億人感染，是目前全球最嚴(yán)重的蚊媒傳播疾病。登革熱是由登革病毒感染引起的急性蟲媒傳染病，發(fā)病者起病急，具有高熱、頭痛、皮疹等癥狀。登革熱傳播受溫度影響比較大，在我國(guó)主要流行于廣東、廣西、海南、福建及浙江等南方地區(qū)。但由于全球變暖、城市化進(jìn)程加快以及登革熱病毒的變異，北方地區(qū)也出現(xiàn)了登革熱病例。目前國(guó)內(nèi)沒(méi)有疫苗或特效藥，所以控制登革熱最重要的方式就變成了“防”。陳曉光提到，在我國(guó)登革熱主要通過(guò)白紋伊蚊叮咬傳播，他和他的團(tuán)隊(duì)近些年來(lái)針對(duì)登革熱采用了一系列媒介監(jiān)測(cè)和控制措施，如清除白紋伊蚊孳生地、研制產(chǎn)卵誘餌，從而有效地控制蚊蟲的數(shù)量。但這并不是長(zhǎng)久之計(jì)，考慮到只有雌蚊才會(huì)吸血傳病，陳曉光團(tuán)隊(duì)將研究目標(biāo)轉(zhuǎn)向減少雌蚊數(shù)量。他們經(jīng)過(guò)大量研究及基因測(cè)序、運(yùn)用基因組比對(duì)的方法，于2020年成功鑒定出白紋伊蚊的雄性決定基因，在2022年首次將白紋伊蚊“雌”轉(zhuǎn)“雄”，并構(gòu)建了“雌”轉(zhuǎn)“雄”白紋伊蚊品系，讓白紋伊蚊后代數(shù)量逐漸減少，達(dá)到降低傳染病感染率的目的。除此之外，陳曉光團(tuán)隊(duì)還研發(fā)了“天羅地網(wǎng)”“以毒攻蚊”“全民皆兵”等一系列精準(zhǔn)防控蚊蟲的技術(shù)手段，起到了不錯(cuò)的防治效果。陳曉光表示，“登革熱防控不僅靠科學(xué)家的努力，更需要全民參與，這樣才能更好地起到防蚊控蚊、滅疫抗病的效果”?！　榱俗尮娚钊肓私饪茖W(xué)魅力，本期活動(dòng)還特別策劃了圓桌對(duì)話。本期活動(dòng)主持人是廣東省文物考古研究院古建筑保護(hù)研究所所長(zhǎng)蔡凌，她與嘉賓們圍繞著“想象力和知識(shí)哪個(gè)更重要”等展開了熱烈的討論。同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)開放互動(dòng)問(wèn)答，觀眾紛紛舉手發(fā)問(wèn)：宇宙線是否會(huì)傳遞外星文明？要想當(dāng)科學(xué)家需要做什么準(zhǔn)備？青少年可以從什么渠道獲取科研前沿知識(shí)……各位嘉賓也做了詳細(xì)的解答，現(xiàn)場(chǎng)熱度飆升?！　?jù)格致論道講壇創(chuàng)始人肖云介紹，格致論道?灣區(qū)8月份將會(huì)舉辦暑期第二場(chǎng)科學(xué)講壇，在炎炎夏日持續(xù)送上科學(xué)甘霖。第二場(chǎng)的科學(xué)演講方向目前正通過(guò)“萬(wàn)象曰”微信公眾號(hào)收集大眾的意見(jiàn)當(dāng)中，歡迎各位市民積極參與發(fā)表想法。