一文读懂腾讯科学WE大会:从癌症的免疫疗法到多重宇宙

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1 通过探索新的生产模式,癌症的免疫治疗有望大大降低成本; 2 多重宇宙有存在的可能,或许能在微波背景辐射中找到痕迹; 3 未来人类有可能制造出能够自主学习,拥有自我意识的机器; 4 地球内部有两个巨大的“肿块”,分别位于非洲和太平洋之下; 5 人类要发展人工通用智能,通用人工智能可以赋能各行各业; 6 从达尔文到DNA双螺旋结构,遗传和进化比我们想象得要复杂;

文/腾讯科技 孙实 乔辉

11月3日,第七届腾讯科学WE大会于北京北展剧场举行。今年,大会以“小宇宙”为主题,重在探索微观物质中的宏观世界,邀请权威癌症免疫疗法专家Carl June、知名理论物理学家Brian Greene、权威机器人研究专家Hod Lipson、高能物理学家王贻芳、清华大学类脑计算研究中心主任施路平、地质物理学专家Jennifer Jackson和《自然》总编辑Magdalena Skipper等全球顶尖的科学家,向观众分享弦理论、微观粒子、脑科学、地质科学等领域的突破进展。

腾讯CXO网大为:中国有望成新型交通技术的先行者

腾讯CXO(首席探索官)网大为分享“科技向善”的最新实践,提出利用新型交通技术应对地球级挑战。他表示,“新型交通技术可以使发展中国家的生活更便利,不需要建设那么多基础设施,就能实现用车模式的跨越式发展。”

网大为分享的新型交通技术名为“eVTOLs(Electric Vertical Takeoff and Landing Vehicles)”,以具备垂直起降能力的混合动力飞行器取代汽车等交通工具,有效减少公路设施用地需求,解决日趋严重的人口问题,对于降低资源消耗、减轻环境污染也将产生重要影响。

“中国有很好的机会,成为新型交通技术的尝鲜者,在基础设施方面,成为世界的先行者。”网大为希望,以此能探索出一个生活、出行的新范式。“不只今天,未来30年,地球满足人类的交通需求,面临着巨大的挑战。”

关注解决地球级挑战,背后的初衷是腾讯新使命愿景“科技向善”。在去年WE大会上,网大为介绍了腾讯打造“救命的AI”,探索利用人工智能推进医疗发展。今年,他将关注点放在了利用人工智能解决地球级挑战上,即AI for FEW,Food Water and Energy(食物、水和能源)。

“我们怎样迎接2050年前容纳100亿人在世界上可持续的生活?食物、能源、水至关重要。这些领域又相互勾连,我们在一方面取得进展,就有助于解决其他方面的需求。科技向善,腾讯过去一年应对这些地球级挑战做出了很多努力。”网大为说。

目前,腾讯已经在这方面有了一些实质性的进展,比如与荷兰瓦赫宁恩大学一起,尝试利用人工智能决策种植黄瓜,提高种植水平,未来还会拓展到更多品类,提升农作物产量,并帮助农业从业者合理规划生产种植。此外,腾讯还探索优化生产和家庭用水、预测水资源供应以及监控水质,预测能源需求、帮助调度能源供应、协调清洁能源生产等。

“我们去拥抱、学习、开发、思考新型交通技术,就不会说开飞机是不可能的,而会说是可能的未来。”网大为谈到自己探索利用前沿科技应对地球级挑战的想法,“我们在生活当中有可能性的时候,就要努力让它变为可能和现实,每天要为此奋斗。”

Carl June:未来癌症免疫治疗费用有望大大降低

Carl June是宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院终身教授,也是 CAR T细胞疗法创始人之一。作为一种治疗肿瘤的新型精准靶向疗法,这一技术目前对血液恶性肿瘤 已取得突破性的疗效。 June 也因该成就被《时代周刊》评为 2018 年全球最具影响力的 100 人之一。

他在开场介绍了什么是CAR-T细胞,CAR-T细胞实际上是一个缩写,即嵌合、抗原、受体、T细胞。T细胞是人们体内的一种细胞,可以针对病毒产生一些反应。B细胞和T细胞可以结合,人体内是有B细胞的,它会产生抗体,从而保护你不受细菌的感染,T细胞会保护人体免受病毒的感染,而CAR-T细胞是B细胞和T细胞的嵌合。

Carl June开始并没有想到会进行癌症研究。1971年,他去了斯坦福大学,当时正值越南战争,后来参加了海军学院,在1975年的时候又去了医学院,在海军的这20年我一直在做艾滋病方面的工作,在海军这20年的工作对他非常有帮助。1999年去了宾夕法尼亚大学,现在依然在这里教学,在那里开始了CAR-T细胞的研究。

因为20年来,June一直从事治疗艾滋病和疟疾的研究,结果发现这对他来讲是很幸运的起点,因为他知道了怎么样利用艾滋病的病毒,这是CAR-T细胞的一个重要部分。其实,当今对T细胞进行改造的方法之一,就是使用艾滋病病毒进行改造。

CAR-T的流程首先就是取血,在实验室取血通过HIV的病毒进行改造,就产生了一个经过改造的细胞,然后再进行冷冻,之后再放回病人的身体。

整个过程,称之为静脉对静脉,大概是几周的流程,第一步也就是从细胞的制造,到最后植入到病人的体内是两周的时间。

CAR-T细胞在体内可以存活很多年。他举了个例子,埃米莉在6岁的时候接受了治疗,现在她已经14岁了,现在是一个非常健康的孩子,她的体内还是有CAR-T细胞的,她现在能够过上正常的生活了,所以她是一个活生生的样本,只要注入一次CAR-T细胞,就可以在人的身体存活终生,它在人体内的半衰期是70年。

June表示,CAR-T细胞治疗有一个副作用叫做细胞因子释放综合征(CRS),埃米莉当时有非常严重的发烧,也是因为这个原因,当时她身体的体温非常高,在对她进行治疗之后,她3天有40多度的体温。其实她没有感染,是因为癌症细胞被T细胞杀死而导致的副作用。

CAR-T细胞现在已经是一个全球使用的疗法了。目前,已经有400多个遍布全世界的CAR-T临床实验,其中大多数是在中国和美国进行的。

目前,CAR-T细胞非常贵,因为是一对一针对病人专门定制的(量身定制的疗法),现在在中国也有很多应用,机器人或者是自动化的生产,而不是使用人的劳动力来降低成本。

还有一个就是被称为第三方的CAR-T细胞,也就是说不再从病人自己血液当中提取,也许可以找到一个捐赠者就像红细胞一样。这样的话如果我们能够进行集中的生产,然后供多个病人使用就会降低成本。

Brian Greene:多重宇宙真的存在?

Greene是美国哥伦比亚大学数学及物理学教授,是超弦理论研究的领军人物。他也是“世界科学节”的联合创始人之一,著有《宇宙的琴弦》、《宇宙的结构》等全球销量百万的科普读物,曾入围普利策奖最终评选,被媒体称为 世界上最擅长解释深奥思想的人。

Greene一上台就从多重宇宙讲起,迅速勾起了大家的好奇。他向大家透露,在过去10年中,科学家们觉得好像我们的宇宙其实只是一个更大、更宏伟、更宽广的宇宙全景当中的一个,这就是所谓的多重宇宙。

为了讲解多重宇宙,他首先给大家讲了三个故事,每一个都与“引力”有关。

首先,牛顿在17世纪发现了万有引力定律,这个简单的小方程竟然能够预测日月星辰的运行规律。但牛顿的引力定律只是描述性的,并没有告诉人们引力是从哪里来的,是如何在物体之间传播的。他说:“牛顿没有告诉我们引力这个“力”到底是怎么运行的?它怎么会从一个地方到另外一个地方?到底太阳为什么在那儿?地球为什么在这儿?到底引力是如何发挥作用的呢?“

爱因斯坦出场,给了人类全新思考引力的方式。Greene举例说,假如有一个很有韧性的塑料薄膜,上面滚过一个棒球的话,它会直直的前进,但如果薄膜上有一个更大质量的物体,这个塑料薄膜会弯下去,棒球就不能再直线前进。

Greene告诉大家,这其实和引力的作用特点类似,只不过引力对应的是三维时空的弯曲。

太阳导致其周围的时空发生弯曲,地球就沿着弯曲的方向运动,同样地球也会造成其周围时空的弯曲,月球就沿着地球弯曲的时空运动,这就表现为,地球围绕太阳转,月球围绕地球转。

爱因斯坦的引力理论虽然看起来疯狂,但早在1919年通过天文观测,验证了这一理论。当时,恰巧发生日全食,两支天文团队测量了星光在太阳周围的偏折情况,与爱因斯坦的广义相对论符合得很好。

后来,有一位神父,他的名字叫“勒梅特“。虽然他是一个神职人员,但却拥有麻省理工的博士学位。他把爱因斯坦的引力场方程应用到整个宇宙,然后发现宇宙不可能是静止和一成不变的,宇宙要么在膨胀,要么在缩小,这打破了爱因斯坦认为的宇宙应该是无穷无尽,永远不变的设想。随后,天文学家哈勃发现宇宙的确在膨胀。

现在,科学家认为宇宙起源于大爆炸,从一个高度致密的奇点开始,然后越来越大,温度越来越低,最终成为我们今天看到的宇宙。

虽然从牛顿到爱因斯坦,我们逐渐认识了引力,并解释了宇宙的运行规律。但是仍然没有告诉我们,是什么推动了最初的膨胀?

到70年代末的时候,科学家开始研究爱因斯坦的数学,发现引力有两种形态:第一,吸引,就像我们司空见惯的那样,就像我们在地球上有引力,我们不离开地面一样。第二,整个外太空当中有均匀分布的能量,它使得有另外一种引力,也就是所谓的反斥引力,它会把我们推出去,能够推动宇宙不断膨胀。

Greene给大家展示了宇宙微波背景辐射的图像,并指出颜色的不同代表温度的差异,宇宙背景辐射的理论值与观测值符合得非常好,美得就像艺术品。科学家们通过对微波背景辐射图像分析,指出一次宇宙大爆炸可能用不完所有的能量,剩余的能量还可以引发下一次大爆炸,如果还有剩余,又会引起下下一次大爆炸,以此类推。如果是这样的话,就会形成多重宇宙。

如果想把统治微观世界的量子力学和统治宏观世界的引力结合起来,就需要对一种叫“弦”的微观结构进行认识。这其实是格林要讲的第二个故事。

进入到微观世界,我们就能够看到物质的最基本形态,大家都知道有电子、夸克这些基本粒子,但这些粒子可能都是由更加微小的“弦”振动产生的。

著名数学家丘成桐是Greene的老师,也影响了他后来的研究内容。Greene发现,微观世界弦的振动方式由额外维度的几何形状决定,如果能够知道额外维度的具体形状,就能够回答电子和夸克的质量为什么取现在的值。

暗能量是他讲的第三个故事。在90年代末有两个天文学家团队发现,空间的扩张并没有越来越慢,而是越来越快,四散奔逃,而且逃的越来越快。这看起来非常奇怪,但目前来看是正确的,并且获得了诺贝尔物理学奖。

暗能量的本质是什么呢?当时的想法是即使现在还有这么一个能量场,就是所谓的暗能量。弥漫于整个宇宙当中,房间和外面哪儿都有,也就是它们不断往外推,把我们推到这个宏大的宇宙当中,让本来就遥远的星系越来越远。这个解释有个问题,我们讲到多重宇宙,把这几个故事都能联系起来的一个方式在于我们要知道到底需要多少暗能量,才能够解释空间的扩张越来越快,这个数字很诡异,小数点之后竟然有120个零。

在我们的方程当中,数字一般都是1、2的平方等等乱七八糟的形式展现。我们想像普通的数字是那样,可我们算出来得出这么一个数字。我们最后一页的数字是这样的,那我们能怎么样呢?你可以放弃,说这个数字可能不知道从哪儿掉下来的,就是没法解释的,就是这样的理论让我们大失所望。

当然,还可以通过多重宇宙进行解释。因为如果每一个宇宙额外维度,根据弦理论形状不一样,这样的形状会使得物理不一样。比如说暗能量的值就不一样,所以我们的想法就是,我们这一个具体的数字就是存在那里,因为我们有10的500次方个宇宙,所以很容易得出这么一个数字,最后那个值就会非常小。

多重宇宙的设想能被验证吗?Greene说有可能。比如说我们可以看一下大爆炸下的余热,如果说有多重宇宙存在的话,这些宇宙会不会相互碰撞,如果说它们会相互碰撞,比如说像我们这个宇宙被碰撞后会有涟漪、波动。微波背景辐射的温度分布里面就会有差异,会给我们显示另外一个宇宙的存在。

纵观人类历史,500年前认为地球是宇宙的中心,后来又认为太阳是宇宙的中心,再后来发现太阳只是银河系众多星辰中的一颗时,也曾经认为过银河系就是宇宙的中心,直到后来发现,银河系竟然也是可观测宇宙中数千亿个星系中的一个,也许这样的状况还会继续出现,可能还会发现,我们的宇宙是众多宇宙中的一个。

最后,Greene表示,如果幸运的话,在我们有生之年,或许能够找到多重宇宙的证据。

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