一文读懂腾讯科学WE大会治好癌症多重世界的隐秘都在这儿了

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办。本年，大会以“小国际”为主题，重在探究微观物质中的宏观国际，约请威望癌症免疫疗法专家Carl June、闻名理论物理学家Brian Greene、威望机器人研讨专家Hod Lipson、高能物理学家王贻芳、清华大学类脑核算研讨中心主任施路平、地质物理学专家Jennifer Jackson和《天然》总编辑Magdalena Skipper等全球顶尖的科学家，向观众共享弦理论、微观粒子、脑科学、地质科学等范畴的打破开展。

Carl June：癌症医治未来都不是事儿

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。作为一种医治肿瘤的新式精准靶向疗法，这一技能现在对血液恶性肿瘤 已取得打破性的效果。 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，可以针对病毒发作一些反响。B细胞和T细胞可以结合，人体内是有B细胞的，它会发作抗体，然后维护你不受细菌的感染，T细胞会维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开端并没有想到会进行癌症研讨。1971年，他去了斯坦福大学，其时正值越南战争，后来参加了水兵学院，在1975年的时分又去了医学院，在水兵的这20年我一向在做艾滋病方面的作业，在水兵这20年的作业对他十分有协助。1999年去了宾夕法尼亚大学，现在依然在这儿教育，在那里开端了CAR-T细胞的研讨。

由于20年来，June一向从事医治艾滋病和疟疾的研讨，效果发现这对他来讲是很走运的起点，由于他知道了怎样样运用艾滋病的病毒，这是CAR-T细胞的一个重要部分。其实，当今对T细胞进行改造的办法之一，便是运用艾滋病病毒进行改造。

CAR-T的流程首要便是取血，在试验室取血经过HIV的病毒进行改造，就发作了一个经过改造的细胞，然后再进行冷冻，之后再放回患者的身体。

整个进程，称之为静脉对静脉，大约是几周的流程，榜首步也便是从细胞的制作，到终究植入到患者的体内是两周的时刻。

CAR-T细胞在体内可以存活许多年。他举了个比方，埃米莉在6岁的时分接受了医治，现在她现已14岁了，现在是一个十分健康的孩子，她的体内仍是有CAR-T细胞的，她现在可以过上正常的生活了，所以她是一个活生生的样本，只需注入一次CAR-T细胞，就可以在人的身体存活毕生，它在人体内的半衰期是70年。

June表明，CAR-T细胞医治有一个副效果叫做细胞因子开释综合征（CRS），埃米莉其时有十分严峻的发烧，也是由于这个原因，其时她身体的体温十分高，在对她进行医治之后，她3天有40多度的体温。其实她没有感染，是由于癌症细胞被T细胞杀死而导致的副效果。

CAR-T细胞现在现已是一个全球运用的疗法了。现在，现已有400多个遍及全国际的CAR-T临床试验，其间大多数是在我国和美国进行的。

现在，CAR-T细胞十分贵，由于是一对一针对患者专门定制的（量身定制的疗法），现在在我国也有许多运用，机器人或许是自动化的出产，而不是运用人的劳动力来降低成本。

还有一个便是被称为第三方的CAR-T细胞，也便是说不再从患者自己血液傍边提取，或许可以找到一个捐赠者就像红细胞相同。这样的话假如咱们可以进行会集的出产，然后供多个患者运用就会降低成本。

Brian Greene：多重国际真的存在？

Greene是美国哥伦比亚大学数学及物理学教授，是超弦理论研讨的领军人物。他也是“国际科学节”的联合创始人之一，著有《国际的琴弦》、《国际的结构》等全球销量百万的科普读物，曾入围普利策奖终究评选，被媒体称为 国际上最拿手解说艰深思维的人。

Greene一上台就从多重国际讲起，敏捷勾起了咱们的猎奇。他向咱们泄漏，在曩昔10年中，科学家们觉得如同咱们的国际其实仅仅一个更大、更雄伟、更广大的国际全景傍边的一个，这便是所谓的多重国际。

为了解说多重国际，他首要给咱们讲了三个故事，每一个都与“引力”有关。

首要，牛顿在17世纪发现了万有引力定律，这个简略的小方程居然可以猜测日月星斗的运转规则。但牛顿的引力定律仅仅描述性的，并没有告知人们引力是从哪里来的，是如安在物体之间传达的。他说：“牛顿没有告知咱们引力这个“力”究竟是怎样运转的？它怎样会从一个当地到别的一个当地？究竟太阳为什么在那儿？地球为什么在这儿？究竟引力是怎样发挥效果的呢？“

爱因斯坦进场，给了人类全新考虑引力的办法。Greene举例说，假如有一个很有耐性的塑料薄膜，上面滚过一个棒球的话，它会直直的行进，但假如薄膜上有一个更大质量的物体，这个塑料薄膜会弯下去，棒球就不能再直线行进。

Greene告知咱们，这其实和引力的效果特色相似，只不过引力对应的是三维时空的曲折。

太阳导致其周围的时空发作曲折，地球就沿着曲折的方向运动，相同地球也会构成其周围时空的曲折，月球就沿着地球曲折的时空运动，这就表现为，地球环绕太阳转，月球环绕地球转。

爱因斯坦的引力理论虽然看起来张狂，但早在1919年经过地理观测，验证了这一理论。其时，恰巧发作日全食，两支地理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契合得很好。

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，但却具有麻省理工的博士学位。他把爱因斯坦的引力场方程运用到整个国际，然后发现国际不或许是停止和原封不动的，国际要么在胀大，要么在缩小，这打破了爱因斯坦以为的国际应该是无穷无尽，永久不变的幻想。随后，地理学家哈勃发现国际确实在胀大。

现在，科学家以为国际起源于大爆炸，从一个高度细密的奇点开端，然后越来越大，温度越来越低，终究成为咱们今日看到的国际。

虽然从牛顿到爱因斯坦，咱们逐步知道了引力，并解说了国际的运转规则。可是依然没有告知咱们，是什么推进了开端的胀大？

到70年代末的时分，科学家开端研讨爱因斯坦的数学，发现引力有两种形状：榜首，招引，就像咱们习以为常的那样，就像咱们在地球上有引力，咱们不离开地上相同。第二，整个外太空傍边有均匀散布的能量，它使得有别的一种引力，也便是所谓的反斥引力，它会把咱们推出去，可以推进国际不断胀大。

Greene给咱们展现了国际微波布景辐射的图画，并指出色彩的不同代表温度的差异，国际布景辐射的理论值与观测值契合得十分好，美得就像艺术品。科学家们经过对微波布景辐射图画剖析，指出一次国际大爆炸或许用不完一切的能量，剩下的能量还可以引发下一次大爆炸，假如还有剩下，又会引起下下一次大爆炸，以此类推。假如是这样的话，就会构成多重国际。

假如想把控制微观国际的量子力学和控制宏观国际的引力结合起来，就需求对一种叫“弦”的微观结构进行知道。这其实是格林要讲的第二个故事。

进入到微观国际，咱们就可以看到物质的最基本形状，咱们都知道有电子、夸克这些基本粒子，但这些粒子或许都是由愈加细小的“弦”振荡发作的。

闻名数学家丘成桐是Greene的教师，也影响了他后来的研讨内容。Greene发现，微观国际弦的振荡办法由额定维度的几许形状决议，假如可以知道额定维度的详细形状，就可以答复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年代末有两个地理学家团队发现，空间的扩张并没有越来越慢，而是越来越快，四散奔逃，并且逃的越来越快。这看起来十分古怪，但现在来看是正确的，并且取得了诺贝尔物理学奖。

暗能量的实质是什么呢？其时的主意是即便现在还有这么一个能量场，便是所谓的暗能量。充满于整个国际傍边，房间和外面哪儿都有，也便是它们不断往外推，把咱们推到这个庞大的国际傍边，让本来就悠远的星系越来越远。这个解说有个问题，咱们讲到多重国际，把这几个故事都能联络起来的一个办法在于咱们要知道究竟需求多少暗能量，才可以解说空间的扩张越来越快，这个数字很怪异，小数点之后居然有120个零。

在咱们的方程傍边，数字一般都是1、2的平方等等杂乱无章的方式展现。咱们想像一般的数字是那样，可咱们算出来得出这么一个数字。咱们终究一页的数字是这样的，那咱们能怎样样呢？你可以抛弃，说这个数字或许不知道从哪儿掉下来的，便是无法解说的，便是这样的理论让咱们大失人望。

当然，还可以经过多重国际进行解说。由于假如每一个国际额定维度，依据弦理论形状不相同，这样的形状会使得物理不相同。比方说暗能量的值就不相同，所以咱们的主意便是，咱们这一个详细的数字便是存在那里，由于咱们有10的500次方个国际，所以很简略得出这么一个数字，终究那个值就会十分小。

多重国际的幻想能被验证吗？Greene说有或许。比方说咱们可以看一下大爆炸下的余热，假如说有多重国际存在的话，这些国际会不会彼此磕碰，假如说它们会彼此磕碰，比方说像咱们这个国际被磕碰后会有涟漪、动摇。微波布景辐射的温度散布里边就会有差异，会给咱们显现别的一个国际的存在。

纵观人类前史，500年前以为地球是国际的中心，后来又以为太阳是国际的中心，再后来发现太阳仅仅银河系许多星斗中的一颗时，也从前以为过银河系便是国际的中心，直到后来发现，银河系居然也是可观测国际中数千亿个星系中的一个，或许这样的情况还会继续呈现，或许还会发现，咱们的国际是许多国际中的一个。

终究，Greene表明，假如走运的话，在咱们有生之年，或许可以找到多重国际的依据。

Hod Lipson：具有自我认识的机器人正在觉悟

Hod Lipson现任哥伦比亚大学构思机器试验室主任，致力于研制具有自主认识的机器人。

1939年的国际博览会在纽约举办，其时展出了一个机器人，它可以走、说话，乃至可以点烟、吸烟。这是机器人要做的事，可是它没有智能。

现在AI发作了革命性改动，机器看到图片，可以在一纳秒的时刻内告知你这张图是猫仍是狗。这个使命看起来特别微乎其微，可是这件事现已让人工智能的专家纠结了10多年了，并且这样一个使命可以使无人驾驶轿车成为或许。

除此之外，机器可以后空翻，可以做一些难以幻想的作业，比方参加规划蛋白质、规划天线，可以在油画布上画画，可以发明出十分风趣并具有原创性的著作，乃至还可以感知心情、假装心情。与此一起，Hod Lipson也提出了一个疑问：咱们能不能有那种真的具有心情的机器人呢？机器人是否可以有感觉、认识，是否可以想到自己，有自我认识？这件事是否会发作？

依照Hod Lipson的幻想，自我认识，其实不过是可以把自己模仿到未来情形傍边的才能，也便是说在多大程度上你可以幻想，猜测自己在未来会怎样感觉，会怎样采纳举动，有什么样的阅历和体会。

机器可以在模仿中学习，可是人和机器仍是不相同的，一切的这些模仿都是由工程师发明出来的，咱们需求先知道需求模仿什么，这需求花许多的时刻，有一些时分咱们也不知道模仿哪些作业重要，模仿哪些作业不重要。Hod Lipson总结道：“问题就在于，机器人能否取得自我模仿的才能，这个好像便是拼图的终究一块了。”

Hod Lipson介绍了其研制的一个机器人，它在企图自我模仿、自我建模，这个机器人是瞎的，它不可以看到国际，只能感受到自己，其时它在学习怎样走路，这是十分简略的机器人。在一开端它不知道自己是一条蛇，仍是一个蜘蛛、树、臂膀，可是过了一段时刻，它可以感受到自己有四条腿，过了4天它开端这样一个进程，它构成了一种自我认知。

这个自我形象的构成，满足使它开端学习走路，它不需求在外面的物理国际中学习，这个很贵，并且危险很大。可是，它自己在它的大脑内学会了走路，这是自己在进行这样的模仿和走路。

Hod Lipson又介绍了一个机械臂。它有几个电机，可是咱们没有给它任何的信息，便是它究竟是什么、在做什么 ，可是一开端它四处甩，就如同一个婴儿躺在床上。大约过了一天的时刻，它的自我形象好像就发作了，这并不是完美的，可是满足好，使得它可以了解到怎样做一些简略的使命。

Hod Lipson终究总结道：“我期望有一天我可以看到智能的物种，或许在一切的国际中呈现，这一点或许会发作，或许在我有生之年不或许发作，可是我会在地球上看到智能的物种，这个智能的物种将来自于咱们傍边，咱们会制作出来。”

Jennifer Jackson：地球长了两个大肿块！

Jennifer Jackson是加州理工学院的矿藏物理学教授，首要研讨方向为地球结构。她与团队运用“地震层析成像法”对这两个奥秘“肿瘤”做了一次全面查看。这些研讨或有助于揭开地球前期状况的隐秘，引发了地质学界广泛重视。

Jackso给我国朋友带来的是有关地球内部的两个巨大“肿块”的故事。这是在地心和地幔鸿沟发现的大肿块，科学家以为在板块的运动以及火山的构成中起到了重要的效果。

首要，Jackson带领咱们温习了地球的内部结构，她指出，地心的温度挨近太阳的外表，压强大约是大气压的350万倍。科学家一向都想了解地球内部的结构以及内部与地表之间的相关。

Jackson告知咱们，其实最早牛顿就研讨发现，地球的密度是不均匀的，越挨近地心密度越高。经过三个世纪的开展，科学家才终究摸清了地球的三层结构：地核、地幔和地壳。

咱们知道，地震可以构成巨大的破坏力，但地震波却可以协助地球物理学家研讨地球的内部结构，就像给人体做超声和CT相同。

特别是70年代之后，由于核算才能的增强，再加上地震波技能的前进，科学家发现有了层析图画，层析图画可以对地球内部进行愈加大局的成像，并且可以看到地震波在哪些当地速度更快，在哪些当地会更慢。经过对地球内部的成像，发现了地球内部的复杂性，在地幔内部居然发现有两个巨大的肿块。

这两个肿块是彼此敌对的，一个是在太平洋之下，另一个在非洲大陆和大西洋之下，肿块的巨细和月球的直径适当。大肿块边际还有一些小的肿块，这些小的肿块其实也挨近珠穆朗玛峰的高度。巨细肿块并没有必定的相关性，在我国和北美之下的区域，便是比较孤立的小肿块。、

这些肿块究竟是什么呢？由于这些肿块深化到地幔之下，密度或许会比周围的物质高。或许由金属岩石组成并进行了紧缩，或许或许是玄武岩和其它一些成分的混合。

Jackson告知咱们，他们也会在试验室进行物质高压测验，来模仿地球内部的环境。

那么小的肿块究竟是什么呢？他们以为或许是方铁矿或铁矿石的组成，者或许是导致地震波降速的一个原因。

Jackson表明，她们现在还在研讨，究竟玄武岩，地球内部以及咱们的地表大约70%的组成是否也是关于肿块构成发作了重要的效果。

现在，大肿块的来历依然是一个有争议的问题，尤其是他们和板块运动、火山运动的相关是怎样样的。可是现在科学家的一致是，这样的肿块确实在刻画地表方面起到了重要的效果，这些都是十分大的肿块，哪怕是小肿块也会起到重要的效果。

终究，Jackson还提到了金星，由于金星和地球巨细、密度都差不多，但不像地球这样有板块运动，它没有什么磁场，假如可以关于内部进行愈加高清的成像，一起再加上其他的一些观测办法，包含地球物理学的观测办法，就可以对地球之外行星的内部结构进行了解。

施路平：人类必需求开展人工通用智能

本年夏天，一辆会自己骑行的自行车刷爆了朋友圈。它不需求真人操作就能完成自平衡，跳过路面的小凸起也不会跌倒，可以轻松辨认“向左转”、“直行”、“加快”等语音指令，乃至可以逃避妨碍，跟从主人的脚步。

这辆自行车之所以可以如此奇特，便是由于配上了“天机芯”大脑。根据此研讨效果的论文《面向通用人工智能的异构天机芯片架构》，登上了8月1日国际威望学术期刊《天然》（Nature）杂志的封面。这项颤动国际的科学效果背面，是清华大学类脑核算研讨中心施路平教授及其团队的7年潜心研讨。

虽然人工智能现已发作了天翻地覆的改动，但施路平以为依然有缺点。假如让一个智能机器人从这儿出去，假如不事前编程它是做不到的，在哪里、怎样出去、走门、走窗户，一切的这些都与通用智能有关，所以定论是，咱们要开展一个人工通用智能。

经过长时刻的研讨，施路平得出一个定论学习脑科学的基本原理，改造现在的核算机体系，开展类脑核算是开展人工通用智能的一个十分重要的部分，由于它是它的核算柱石。

在这个进程傍边，现在首要是有两条道路：榜首，核算机主导的；第二，脑科学主导的。核算机主导的像机器学习，它在图象辨认、语音了解、天然语言的处理方面，取得了光辉的成果，可是它的很难处理不确认性的问题等等。

脑科学神经形状核算，开展的也很快，可是由于人不了解脑的机制，极大地阻止了它的开展，可是两跳技能道路实际上互补，把两者结合起来，是现在最好的一种办法，开展类脑科学实际上还有两条：1、根据核算机，用脑科学的基本原理来改动核算架构；2、咱们用一个“类脑”这样简略又明晰的词涵盖了这两个部分。

这个研讨实际上你要研讨理论芯片、软件、体系，云脑到运用。可是，咱们总是问一个问题，不了解人脑，凭什么你能造出类脑核算体系来？咱们考虑了好久，后来咱们得到了答案。

咱们的答案是这样的：核算机是把多维空间的信息转化成为0、1这样一维的信息流，用核算来解决问题。CPU的主频越来越快，换句话说你用的是时刻复杂度，你的问题是什么？你的问题是当你缩维的时分，你的相关性丢掉了，这便是人很简略确认一个物体是在实在空间里仍是在镜子里，核算机则很难，这个是根本原因。

脑咱们不知道它的基本原理，可是咱们知道，一个神经元兼一千到一万个神经元，换句话说咱们在这儿把信息扩输了，把相关性增强了，咱们用的是空间复杂度。

别的，咱们的脑还用脉冲来编码，引进了时刻的要素，咱们还运用了时空复杂度，所以咱们是想坚持现在的核算机一切的长处，坚持时刻复杂度，添加一块类脑芯片，并提出了天机芯片架构，用了3%的价值，完成了既支撑人工神经网络，又支撑像脑相同作业的脉冲神经网络，并且还支撑两个的异构建模。咱们还运用类脑芯片，构建了一个人工通用智能的研讨渠道。

咱们开展类脑核算，支撑人工通用智能，由于它是通用智能，所以它可以赋能各行各业，可以有许多的运用。

Tom Baden：3D打印太厉害了

Tom Baden是一位神经科学家，在英国萨塞克斯大学任教授，一起也是榜首届天然科研全球影响力大奖得主。他首要的研讨范畴便是动物大脑中的神经细胞，以及它们之间的联络、怎样核算，终究怎样影响行为。

Tom Baden接连两年发表于《天然》杂志的研讨发现，视网膜神经回路在功能上的多样性远高于此前人们的认知，这或许改动眼科确诊和医治的研讨根底。此外，他还运用 3D 打印等新技能规划制作专业试验设备，并根据开源答应协议公开了自己的规划，这将极大推进神经学研讨的开展。

因此在今日的讲演中，Tom Baden也侧重展现了他怎样经过3D打印等前沿东西，来协助自己进行观测神经元的活动。

据Tom Baden介绍，有了3D打印机，就可以规划十分准确的机械部件，然后作为想造的这个机器或许设备的一部分，并对它进行测验。Tom Baden表明，机器机械部件的出产越来越简略了，在3D打印机上花的钱还不到1美元，并且相关的资料也十分廉价。

Tom Baden称，现在现已可以把3D打印的或许性与以顾客为导向的电子产品结合起来，比方发明一个微控制器，它使人可以与一个电脑联络起来，和一个电子产品联络起来。“你说我按电脑上一个键，灯就亮了，或许是你把它联络起来，传感器就可以把信号传递给某一个用具或许仪器，这样的一些小大脑，把它们和3D打印产品联络起来，这个实际上就真的是在谈大生意了。”

（继续更新中）