2025年5月30日晚，由国产福利
、北京现代物理研究中心主办的“国产福利
物理学科卓越人才培养计划讲堂：名师面对面”（第四十期）在国产福利
理科教学楼108教室举行。国产福利
讲席教授、定量生物学中心主任，国产福利
-清华大学生命科学联合中心主任，国家自然科学基金委员会交叉科学部主任汤超院士应邀讲授“科技革命与学科交叉”。本期讲堂由国产福利
院长、北京现代物理研究中心主任高原宁院士主持。
汤超以2024年诺贝尔奖的研究成果为切入点展开讲述。去年10月，瑞典皇家科学院将物理学奖授予约翰·霍普菲尔德（J. Hopfield）和杰弗里·辛顿（G. Hinton），以表彰他们“在使用人工神经网络实现机器学习方面的基础性发现和发明”。其中，霍普菲尔德运用统计物理的思想和方法创建了一种能够存储和重构数据模式的联想记忆方法；辛顿加以推广，发明了一种能够自动发现数据属性和识别图片特征的方法。化学奖授予戴维·贝克（D. Baker）、德米斯·哈萨比斯（D. Hassabis）和约翰·江珀（J. Jumper），以表彰他们“在蛋白质设计和蛋白质结构预测领域作出的贡献”。其中，贝克构建了全新的蛋白质种类；哈萨比斯和江珀通过人工智能模型预测了蛋白质的复杂结构。这些获奖成果不仅展示了人工智能对于解决传统科学难题的强大能力，更凸显出基础理论与前沿技术“碰撞”产生的巨大能量；多学科交叉融合的趋势正在深刻变换科学研究的范式，不断拓展人类认识和改造自然的边界。
汤超带领同学们重温人类科技史具有里程碑意义的重大变革
人类近现代史上历次生产力跨越式发展都伴随着科技革命的发生。
第一次科学革命肇始于16～17世纪，哥白尼的《天体运行论》、维萨里的人体解剖研究、第谷的天文观测、伽利略的力学发现、开普勒的行星运动定律、哈维的血液循环理论、笛卡尔的科学方法论、列文虎克的显微观察、牛顿的《自然哲学的数学原理》等共同搭建起近代自然科学体系的基础框架。这场以物理学领域一系列重大突破掀起的革命浪潮迅速波及数学、天文学、力学、光学、化学等多个领域，极大地提升了人类的认知能力。20世纪初爆发的第二次科学革命以量子力学和相对论为核心，脱氧核糖核酸（DNA）双螺旋结构的发现、宇宙大爆炸理论的提出、板块构造学说的建立、计算机科学的兴起等一系列重大突破，不仅重塑了人类的时空观和宇宙观，更推动了物理学及生物学、化学、天文学、信息科学等学科的蓬勃发展，为现代社会奠定了坚实的科学基础。
与两次科学革命交相辉映的是三次技术革命。第一次技术革命以蒸汽机的广泛应用为标志，实现了生产过程机械化；第二次技术革命以电力、内燃机的发明为特征，极大地解放了人类体力劳动；第三次技术革命则以电子计算机、互联网的诞生为转折点，开创了信息化时代的新纪元。每一次技术革命和产业变革都深刻改变了人类社会的经济结构和发展模式。
汤超以信息革命为例，详细阐述了科技革命离不开基础研究、技术进步与学科交叉三者的紧密结合和有机互动。电动力学是现代通信的理论基础，量子力学是半导体芯片的理论基础；而电子科学与技术、通信技术、计算机科学与技术、自动化技术、半导体技术等多个分支领域的协同发展，构建起支撑现代社会运转的信息基础设施，并成为影响国家竞争力的关键因素。
汤超指出，生命科学正在经历一场由于技术进步及与物质科学、工程、信息等学科交叉融合而产生的革命。
当前，新一轮科技革命和产业变革突飞猛进，科技创新成为国际战略博弈的最前沿和主战场，深刻重塑全球秩序和发展格局。随着人工智能驱动科学研究的范式变革和能力提升，能够为科学研究提供更广阔视角、更深入洞察的多学科交叉融合趋势愈发显著。
汤超将近代生命科学领域的演进划分为三次革命性突破：第一次革命发端于20世纪50年代，X射线、核磁共振等物理学、化学方法和工具的引入催生了分子生物学。沃森（J. Waston）和克里克（F. Crick）提出DNA是由两条核苷酸链组成的双螺旋结构（因此获得1962年诺贝尔生理学或医学奖）；德尔布吕克（M. Delbrück）、赫尔希（A. Hershey）、卢里亚（S. Luria）发现了病毒的复制机制和遗传结构（因此获得1969年诺贝尔生理学或医学奖）。第二次革命始于20世纪80～90年代，数学、计算机科学与生命科学的交叉孕育了基因组学。目前正在经历的第三次革命以多学科交叉融合促进生命科学的定量化为特征，推动生命科学进入全新发展阶段。
汤超通过例举飞行中的流体力学、植物中的斐波那契数列、细胞中的螺旋面结构、椋鸟群的集体行为等自然现象及其中蕴含的规律，生动阐释了生物学与数学、物理学等其他学科交叉融合的“天然”基础。他强调，将物理学领域从数据到规律再到原理的研究方法引入生命科学，不仅能够推动生物学向定量、可预测的科学转变，也将为其他学科发展带来新的机遇。
从“生命是什么？”到“什么是生命的物理？”，从格物致知到建物致知
课后，面对同学们关于生命科学的数学语言、合成生物学、生物信息学、镜像生物学、人文社会科学的定量研究等密集抛出的问题，汤超一一耐心作答。他指出，人工智能未来有望在整合多模态、多尺度生命系统数据，发现生命系统中的新规律和新原理等方面发挥关键作用。
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党委书记刘雨龙、副院长颜学庆教授，人工微结构和介观物理全国重点实验室全海涛教授、廖志敏教授，核物理与核技术全国重点实验室杨振伟教授、季伟助理教授，共青团国产福利
委员会“形势与政策”课程部分学生，国产福利
博士研究生培优计划2023级部分入选者等现场出席。
汤超（一排左七）、高原宁（一排右四）、刘雨龙（一排右二）鼓励同学们，以跨科学的眼光探索生命系统，把握新一轮科技革命的机遇
