中科院格致论道讲坛

蔚蓝的大海不仅给我们带心灵上的愉悦，它蕴含的海洋生物药物资源也能治愈我们的身体。海洋堪称一个巨大的“蓝色药库”，从海洋中获得的特殊化合物给治疗复杂疾病带来了新希望。海洋药物对复杂疾病有哪些贡献？海洋中存在抗肿瘤药物吗？

土壤是包含了有机质和矿物质，是一个巨大的生物库，一克土壤里有十几亿个微生物。土壤起到了清洁器和过滤器的功能，越黑的土壤代表其中的有机质越高，黑土地的粮食产量也更高，但是由于大量使用化肥，导致土壤退化，带来了环境问题。为什么东北黑土地被称为“国家粮仓”？如何改变不合理的耕作制度？怎么让土壤有机质恢复？

社区绿道使我们的出行更加便利，城市绿道串联绿了地斑块，区域绿道让人们从城市走到郊野。绿道通过一种慢行和绿色的复合激活了生态的价值，也优化了我们的生活环境。这个沿着自然和人工廊道建立的线性开敞空间，让城市回归自然。什么是绿道？为什么要进行绿道规划？河流水系有哪些价值？

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火星探测是一项高风险的任务，周期长、成本高、机会少、并且还有较高的失败率，需要我们另辟蹊径，寻找一些新的线索。飞机上不去，卫星下不来的临近空间，是地球上与火星环境最为类似的区域，给我们提供了一个天然的实验室。人类如何探索火星？什么是临近空间？临近空间的生命研究有哪些意义？

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作为一位黑水摄影师，在夜晚的深海，他看到了无数的海洋奇观。深海中的火体虫，它由千千万万个小生物通过神经元连接在一起，甚至可以延长到20多米。潜入黑水，如何才能找到最佳拍摄的潜点？海洋深处还有哪些不为人知的秘密？

全世界共有900多种海参，大部分分布在印度洋和太平洋的热带海域。由于海参的身体会散发出特殊的味道，并且带有毒素，所以在海洋中的天敌非常少。海参默默守护着海洋生态环境，但是由于海参捕捞业的扩张，严重损毁了野生海参资源。能不能人工繁育海参？海参的身体构造是什么？有哪些“生存绝技”？

记忆帮助我们学习和成长，是人类最必要的本能之一。但并不是所有的记忆都希望被永久保留，从战场归来的士兵，大脑内储存了很多创伤性的记忆，可能会影响他们的一生。科学家发现大脑内有很多可塑性变化，在不远的将来，我们可以延缓需要的记忆，消除不需要的记忆。什么是“水迷宫”？大脑的什么地方控制学习？海马中突触的可塑性是怎么产生的？多肽能治疗阿尔茨海默症吗？

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广东客家筝派传人饶蜀行走出国门，希望将中国传统乐器带向西方，他与六位朋友组建了国际性的乐团，又将学习到的音乐能量带回中国这块更肥沃的传统音乐土壤中。他为什么会成为一名音乐家？古筝有哪些表演技巧？他如何在其他国家传播中国传统文化？

只要有了这三把打开记忆的钥匙，就能够释放你的大脑潜能。首先，将要记住的事物和熟悉的事物联系起来。其次，把要记忆的东西深度加工，将它模块化、意义化、形象化、故事化，进行分组。最后，通过记忆宫殿法，把想记住的内容放进一系列场景中…如何成为记忆天才呢？有什么快捷的技巧？

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从爱好者到一名职业的天文摄影师，她记录下十几个城市的斗转星移，追逐罕见的天文现象。她在海拔4500米的西藏玛旁雍错，等待着日环食的发生。拍摄下位于麒麟座天际的玫瑰星云，收获来自宇宙最高级别的浪漫。她是如何开启这趟“暗夜之旅”？又记录下了哪些美好的奇异现象？

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水循环是一门很古老的学问，从分子层面上看，水就是两个氢加上一个氧，但是在原子层面上，可以组合成十几种不同的水。通过分析同位素，我们可以很快的区分两杯自来水。使用激光测试仪器测水中的氚，可以给地下水定年龄。什么是水循环？水循环有哪些原子密码？水循环解密技术该如何应用？

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过去以被动的医疗方式为主，再生医学代表着未来医疗的发展方向。脊髓损伤的病人肌肉无法受到控制，这种疾病不仅难以治愈，而且严重影响生活质量。而这类种子细胞，可能让病人重获神经和肌肉收缩的能力。什么是干细胞技术？细胞是如何发育的？胚胎发育又有哪些规律？再生医学距离我们还有多远？

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我们往往能了解到青铜器的历史地位，但是很少从审美的角度去欣赏它。青铜器对于中国美学的意义，不亚于古希腊雕塑对于西方美学的意义。商朝青铜器的纹饰呈现出狰狞的势态，借此强化商王的威慑力。春秋时期，青铜器逐渐从宗庙用器变为生活用品，上面的纹饰也更加具象化。青铜器有什么意义？青铜器的纹饰又是如何演变的？不同朝代的青铜器都有哪些特色？

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爱因斯坦提出了狭义相对论，像是一道短促而强烈的光辉，照亮了广阔的未知领域。广义相对论的引力理论，把时空和物质完整地结合起来，我们常用的GPS全球定位系统，里面就有相对论效应。然而，科学具有可证伪性，爱因斯坦真的对了吗？他做了哪些事情？广义相对论还存在着哪些问题？

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中国传统水墨画和西方街头艺术，听起来是两个非常矛盾，有对抗性的绘画文化。但这位国风涂鸦艺术家拿起喷漆，将水墨画的穿透力与街头涂鸦的反叛精神结合，进行文化的输出、传播和碰撞，通过他的画布，传达亚洲的文化。如何通过艺术拯救老虎？他是怎么将西方数学家发明的莫比乌斯环和中国的龙图腾概念结合？电钻和笔触无限的旋转，竟然能将广东的醒狮文化传播到国外？

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微生物和人之间，是一种共生的关系。肠道中的微生物可以帮助我们分解、消化食物，而菌群失衡可能会引起皮肤、肥胖甚至是情绪问题。是什么菌影响了我们的健康？微生物有哪些作用？人体的微生物来源于哪里？为什么你会“越忙越胖”？

卫星导航技术是现代化战争信息战、导航战的重要组成部分，不仅为精确制导武器制导，还广泛的应用于智能武器、靶场训练、战场救援等场景。但是由于它自身信号的特点，花大价钱建立起来的卫星导航系统既脆弱又容易被干扰。有哪些抗干扰手段？什么是阵列天线？抗干扰手段的作用效果如何？

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吃辣的文化，是城市移民文化饮食的一部分，更是中国人建立社会联系的关键点。工业化改造我们的味觉体验，但由于严重的人口老龄化，辣味可能开始走下坡路，清淡饮食将会更受欢迎。广州人吃不吃辣？辣椒还能走多远？吃辣的社会研究，到底意义何在？

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引力波是“时空的涟漪”，能够改变两个物体之间的距离。“天琴计划”的开启，不仅让我们可以倾听宇宙的声音，而且帮助我们收集到更多种类丰富的引力波信号。黑洞是如何成长的？引力波又是什么？是谁发出的引力波，该怎么探测？实现空间引力波探测，具体要怎么做？“天琴”除了看到双黑洞并合，还能发现什么？

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长在悬崖上稀少的地涌金莲，被种到了房前屋后，甚至用它来喂猪。长毛的火腿不仅对人体无害，还有利于我们的身体健康。当老人们去世，他们所掌握的传统知识和技术也随之消失，需要有更多人抢救、保护这些智慧。游学于山野村寨的生物学者，他在工作途中都有哪些与众不同的见闻？

从化学的角度来讲，世间万物都由原子堆积构成。大自然通过原子，把简单的分子变为复杂的碱基，再到一条条两米长的基因，最后塑造生物，和“俄罗斯方块”有着异曲同工之处。什么是手性？复杂的分子有哪些特点？如何从原子和分子的角度看待人类演化的过程？

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中国受到法律保护的野生植物的数量，只有受威胁物种的十分之一不到。生存环境的破坏，有可能导致生物整个种群的消亡。尽管沉香拥有精巧的繁衍后代的方式，但是由于它能够产生高价值的树脂，遭到很多人的砍伐，导致我们几乎已经看不到成年的沉香大树。保护濒危植物，实际上也是维持我们整个生态系统的健康。有哪些濒危植物？它们生活在怎样的环境里？我们又该如何保护濒危植物？

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钻木取火使得人类从野蛮走向了文明，滚动摩擦代替了滑动摩擦，催生了现代工业。摩擦学不仅应用在航空航天领域，同时与芯片制造、生物、军事领域密切相关。然而，80％的装备因为磨损而失效，研究摩擦力的所有科学家，最大的梦想就是去除或控制摩擦力。摩擦是怎么起源的？超滑能否实现？超滑的应用有什么价值？

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洞穴是一个非常严苛的环境，因此，洞穴鱼在几百万年的时间内演化出了不同的本领。它们的附肢趋向于延长，可以更好地在黑暗的环境中运动。头顶上的侧线系统，让它们感受到游泳前进的位置。同时，洞穴中还生长着马陆、幽帘虫等形形色色的“妖怪”。洞穴鱼的退化特征有什么用？洞穴里又生长着哪些“小妖精”？我们应该如何保护洞穴环境？

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几乎每个孩子天天都会画画，在解读画之前，首先要了解画的表层内容、关联内容、象征内容。最重要的则是分析画作本身，直线条显得固执倔强，圆弧线条象征柔和好相处。依据儿童绘画心理解读的规律，可以了解一个孩子的性格与心理状态。儿童绘画心理学有什么价值？如何读懂孩子们的画里话？

去年1月，新冠肺炎疫情在武汉爆发，这种病毒有着极强的杀伤力和传染力，给人类社会带来了重创，当务之急是尽快研制出药物和疫苗，因此需要大量的实验动物模型。对小鼠干细胞进行基因编辑，获得人源化的胚胎干细胞，大量生产人源化小鼠，能够有效研究新冠肺炎的致死机理，药物筛选以及疫苗评估。新冠病毒是怎么感染人的？什么是四倍体补偿技术？动物模型有什么用？

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粮食短缺不仅会导致社会动荡，甚至会引发战争。第一次绿色革命培育了高产矮秆的小麦，实现了产量的快速翻番，袁隆平先生也开始了杂交水稻的应用研究。不同亲本杂交产生的后代要比父母更加优异，但是杂交品种都面临着无法留种的问题，必须每年进行杂交制种，同时需要解决品种选育难、杂交制种难、种子成本高的困境。如何从有性生殖发展为无融合生殖？杂交品种有哪些优势和劣势？怎么实现杂种优势代代相传？

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狗和狗初次见面的时候会闻屁股，这是一种打招呼的方式。叶甲的幼虫藏在妈妈温暖的粪便里，以此躲避天敌寄生蜂。灌丛冢雉在垃圾堆里出生，运用垃圾堆的发酵原理，帮助它把后代孵化出来。小帝企鹅把嘴伸进企鹅妈妈的喉咙里，吃它吐出来的鱼。动物们都有哪些特殊的生活习性？

迁徙鸟每年秋季要从繁殖地往南飞到越冬地，在地球上受危险或者灭绝的风险是留鸟的3倍。勺嘴鹬的数量稀少，被称作“鸟类中的大熊猫”，黄胸鵐的数量在十年间下降了95%。建在迁徙道路上的风机，对鸟类造成了灾难性的影响。什么是迁徙鸟？候鸟为什么要迁徙？环境的改变对迁徙鸟造成哪些影响？

细胞是组成生命体最重要的一个单元，所有的细胞表面都有一层由各种聚糖所组成的糖被或者糖萼，蕴含着非常丰富的生命信息。流感病毒表面的糖基化，会阻碍抗体的进攻，对疫苗的保护产生非常重要的影响。糖是一种什么物质？为什么要关注细胞表面的聚糖？

行星科学是一门新兴的学科，十分依赖于航空航天的发展。随着我们对行星的探测逐渐深入，对太阳系的认知也产生了新的变化。火星是研究程度最深的行星体，不仅可以告诉我们太阳系形成和演化的进程，还可以在火星的表面寻找古老的记录，帮助我们理解地球的历史。冥王星为什么被降级？火星探测器如何安全着陆？火星上面到底有没有产生生命？

宇宙起源于138亿年前的一次大爆炸，宇宙黎明和宇宙再电离，是宇宙演化过程中非常重要的一个阶段，但由于它的亮度低、距离远，通过传统光学或红外望远镜很难直接观测到第一代星系。为了填补漫长的空白记忆，我们通过中性氢21厘米谱线重现宇宙。宇宙是怎么演化的？什么是21厘米谱线？观测宇宙还面临着哪些困境？

强开性猜想的研究对象被称为乘子理想层，它是复几何和复代数几何中重要的研究对象，在现代高维代数几何的研究中，起到中心作用。强开性猜想的解决，是近年来复分析与代数几何交叉领域最重大的成就之一。在学习数学的过程中，比较重要的方法就是对证明进行简化，改进它的理论。强开性猜想的内容是什么？它是如何被提出并且解决的？高等数学应该学经典内容，还是读相关文献？

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俗话说，世间有三苦。撑船、打铁、卖豆腐。锻造是一个拥有四千多年历史的古老技艺，以往锻造都依赖于人工，是个重体力活。但是如今我们利用万吨压机，锻造百吨级的钢锭就像揉面团一样轻松。金属构筑成形技术帮助我们解决了世界性的难题，做成了世界上最大的金属呼啦圈，助力我们国家核能重大装备的建设实施。什么是国之重器？金属锻造有哪些好处？偏析有什么危害？我们是如何造出世界上最大的金属呼啦圈？

在深海的热液系统被发现之前，大家认为深海是一片荒漠，几乎没有生命。但是，深海下还存在着热液系统、冷泉等极端环境。在探测海底生态系统的过程中，存在着测不准，采不到等问题，拉曼光谱探针帮我们解决了这些困难，并且不会破坏生物生存的环境，只需要打一束光，就可以获取到我们需要的信息。拉曼光谱探针可以做什么？什么叫沉积物孔隙水？海底下有气体吗？海底实验室又该怎么建？

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泥土开裂的现象，在自然界中随处可见。我们国家有60％的面积处于干旱或半干旱，保守估计，土地发生龟裂的面积可能超过100万平方公里，不仅会破坏农作物的根系，导致农作物减产，还会导致一系列的工程地质问题和环境地质问题，导致堤坝的溃决，边坡的滑坡。裂隙是怎么产生的？什么是CIAS？可以预测裂隙在哪个地方产生吗？它又会怎么发育呢？

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普通人的一生有1/3是在睡眠中度过的，睡不好不仅会影响我们日常生活的效率，还会让我们的免疫力下降，产生抑郁、焦虑甚至自杀的风险。疫情影响之下，人们睡的时间长，但是睡眠质量并不高，我们不知不觉掉进了失眠的深渊。很多人通过运动，调整作息等方式，期望获得一个好的睡眠，但效果却不如预期。一天之内睡多长时间合适？失眠了应该怎么办？什么是失眠认知行为疗法？治疗失眠的药物副作用大吗？

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2020年的春天，一场席卷全球的新冠疫情影响了我们的生活，它就像一个由每个人的记忆碎片拼凑而成的小时代。在灾难之下，人类的勇气，担当和守望相助被镜头记录下来。《人间世》抗疫特别节目之《脸庞》通过平实的叙事方式，采访了一百位上海援鄂医疗队的成员，把他们的话语汇聚成一个个戴着护目镜的脸庞。他们义无反顾的奔赴武汉的最前线，回忆这段历史，他们都有哪些难忘的故事？

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新冠疫情的来临，像一只拦路虎，已经传播到全球200多个国家。蝙蝠身上携带的病毒，几乎有一半以上会感染人类和动物。人类与传染病战斗的历史极其漫长，中世纪的瘟疫导致了一场恐怖的人类灾难，霍乱引起的疫情爆发引起了七次大的流行。百年前鼠疫在我国导致超过100万人的死亡，我们也意识到了人类必须与自然和谐相处。回顾历史，人类都是如何与传染病进行抗争？百年前的中国鼠疫事件为什么会发生？人类应该如何防控疾病？

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2020年袭来的新冠疫情，改变了我们每一个人的生活，直径只有几百纳米的病毒，却对我们的生活造成了非常巨大的影响。提起病毒，我们联想到的往往是可怕，但是病毒也可能对我们的身体有一定的好处，甚至帮助我们进化。虽然病毒的构造十分简单，但是它并不比我们低级。病毒的结构是什么？新发传染性疾病又有哪些特点？我们如何更好的了解病毒，并且改造它，利用它？