正值第七个“全国科技工作者日”之际，由南京艺术学院设计学院和中国科学技术大学教师共同指导，南艺设计学院艺术与科学创研中心策划，设计学院学生设计完成的“纠缠：国家自然科学奖一等奖项目视觉艺术展”正在中国科大博物馆展出，中国科学技术大学校长包信和院士为展览揭幕。展览作品以国家自然科学奖一等奖40项成果为设计对象，通过艺术家与科学家共同创作和研究，用艺术的方式，用视觉的形态，来展现这些成果的基本内容和核心精神。此前，该展于2022年12月受邀参加由中央宣传部、文旅部、商务部等部门主办的第十八届深圳文博会，获得广泛好评。每年的5月30日是全国科技工作者日，节日设立旨在鼓励广大科技工作者牢记使命责任，切实担负起支撑发展的第一资源作用，创新报国，引领发展。国家自然科学奖，由中华人民共和国国务院设立，于1956年首次颁布，这是新中国“向科学进军”的动员令，当年华罗庚、吴文俊和钱学森3位科学家获此殊荣。及至2022年，“国家自然科学奖”授予国家自然科学一等奖40项成果，它们在数学、物理学、化学、天文学、地球科学、生命科学等基础研究和信息等应用基础研究领域，在阐明自然现象、特征和规律等方面，均做出了重大的科学发现，为国家争光，为人民造福。从新中国建立初期的“向科学进军”到改革开放后的“科学的春天”，“国家自然科学奖”的颁授不仅在科学界产生了重要的影响，发挥了不同寻常的激励作用，同时在社会和公众中也宣传了科学家及其成果，并弘扬了科学精神。然而，在持续60余年的发展中，这些在金字塔尖上的自然科学重要成果与公众的认知还有很大的距离，尤其是从历史的角度来看其发展与时代的特点。因此，用艺术的方式，用视觉的形态，来展现这些成果的基本内容和核心精神，就成为科技普及的一个重要方面，同时也是展现科学之美的重要契机。为此，中国科学技术大学艺术与科学研究中心和南京艺术学院设计学院合作组建了“创研中心”(NUAD&USTC-ASRC)，并在此基础上率先开展了用视觉的方式呈现40项“国家自然科学奖”一等奖项目。这是一项极其复杂的系统工程，也是一件很难做的事情，需要科学家和艺术家的密切配合，也需要科学家和艺术家发挥各自的想象力，更需要艺术家对于获奖成果中具体科学内容的认知，还需要科学家对艺术创作的宽容。显然，这是一种尝试，也是一种努力，是希望用这样的方式来带动艺术与科学的创作和研究，从而让视觉在艺术与科学的纠缠中呈现出不同于一般的艺术和审美。从创作和研究的层面上来看，这只是起步，将来还会有更多的艺术形式和多样的方法来呈现这些项目。“纠缠：国家自然科学奖一等奖项目视觉艺术展”在参加2022年深圳文博会之后，继续巡展于中国科大博物馆，其意义显然不同于一般。希望这些用艺术的视角来解读40项国家自然科学奖一等奖成果的作品，能够彰显60余年来我国科研工作者在自然科学领域取得的一系列卓越成就，以期激发我校更多的师生投入到科学与创造之中，让更多的艺术家在发现科学之美后产生超越以往的创作灵感，也让公众在这些艺术与科学的视觉呈现中获得科学的知识和审美的享受。
设计：孙苏滢
指导老师：陈皓（南京艺术学院）、梁琰 （中国科学技术大学）
华罗庚的《多复变函数论中典型域上的调和分析》一书初稿完成于1954年，出版于1958年。苏联科学院Steklov数学研究所于同年来函要求将此书翻译成俄文出版。英文版于1963年由美国数学会出版的。英文版出版后，此书受到国际数学界的普遍关注和高度评价，成为该领域研究的必然要引用的书籍。丘成桐教授说，华罗庚这方面的研究成果领先世界十年。
指导老师：师悦（南京艺术学院）、梁琰（中国科学技术大学）拓扑学是现代数学的主要领域之一。在吴文俊工作的影响下，研究拓扑学的武器库得以形成，这极大地推进了拓扑学的发展。吴文俊的工作是50年代前后拓扑学的重大突破之一，产生了重大影响，成为影响深远的经典性成果，被写进多种教科书，至今还在前沿研究中使用。数学大师陈省身先生称赞吴“对纤维丛示性类的研究做出了划时代的贡献。”
指导老师：陶霏霏（南京艺术学院）、梁琰（中国科学技术大学）1954年，钱学森的《工程控制论》英文版出版。这本书把力学、电磁学和信息科学等紧密结合起来，用于探讨在复杂工程中，如何实现自动控制与自动调节。1958年，《工程控制论》中文版出版。随后的20多年中，随着我国导弹技术、现代控制理论的发展，工程控制论的研究一直方兴未艾。《工程控制论》被认为是系统科学发展的第一个里程碑。
指导老师：卢毅（南京艺术学院）、石千惠（中国科学技术大学） 胰岛素是一种蛋白质，由A、B两条链，共51个氨基酸组成。人工合成胰岛素，首先要把氨基酸按照一定的顺序连结起来，组成A链、B链，然后再把两条链连在一起，是一项复杂而艰巨的工作。1965年9月17日，中国科学家在世界上首次用人工方法合成了结晶牛胰岛素，为人类揭开生命奥秘、解决医学难题迈出了重要一步，也为我国生命科学研究奠定了基础。
指导老师：卢毅（南京艺术学院）、刘慧（中国科学技术大学） 建国初期，中国的地质学家们在“中国贫油论”的背景下开展了大量科研工作，查明了松辽盆地的构造轮廓、地质结构、油气资源的大体分布，并从中找到了大庆油田。大庆油田建成后，为国家提供了急需的石油资源，脱掉了中国贫油的帽子。60多年来，大庆油田累计生产原油超过25亿吨，为建立我国现代石油工业体系作出了重大贡献。指导老师：师悦（南京艺术学院）、高昕（中国科学技术大学） 唐敖庆带领研究集体创造性地发展和完善了配位场理论及其研究方法，成功地定义了三维旋转群到分子点群间的耦合系数，建立了一套完整的从连续群到分子点群的不可约张量方法，进一步统一了配位场理论中的各种方案，并提出了新的方案。这项成果“丰富和发展了配位场理论，为发展化学工业催化剂和受激光发射等科学技术提供了新的理论依据”。指导老师：卢毅（南京艺术学院）、梁琰（中国科学技术大学）自然科学的皇后是数学，数学的皇冠是数论，“哥德巴赫猜想”则是皇冠上的明珠。1973年，陈景润找到了一条简明的证明“哥德巴赫猜想”的道路，发表了“1+2”详细证明，在国际数学界引起轰动，被称为“陈氏定理”。世界数学大师、美国学者阿威尔称赞道：“陈景润的每一项工作，都好像是在喜马拉雅山山巅上行走。”
指导老师：陶霏霏（南京艺术学院）、马子颂（中国科学技术大学） 50年代末中国物理学家王淦昌直接领导的研究组，在100亿电子伏质子同步稳相加速器上做实验时发现了反西格玛负超子。当时，科学家认为“其科学上的意义仅次于正电子和反质子的发现”。在高能物理的历史上，反西格玛负超子和反克赛负超子被并列为公认的最早发现的两个负超子。这两项发现对证实反粒子的普遍存在提供了有力的证据。 指导老师：师悦（南京艺术学院）、刘慧（中国科学技术大学） 建国初期，我国地质编图基础薄弱，王晓青等地质学家历时几十年对中国区域地质进行了综合研究，并编制了多本地质图集。该获奖项目涵盖了《中国地质图》、《亚洲地质图》在内的7项编图成果，是对中国地质资料的全面系统总结，为国家各部门的国民经济建设规划和全面的地质工作部署提供了系统的基础地质资料和科学依据。 指导老师：师悦（南京艺术学院）、石千惠（中国科学技术大学） 著名英国科学史家李约瑟花费近50年心血，撰著了多卷本《中国科学技术史》，通过丰富的史料、深入的分析和大量的东西方比较研究，全面、系统地论述了中国古代科学技术的辉煌成就及其对世界文明的伟大贡献、内容涉及哲学、历史、科学思想、数、理、化、天、地、生、农、医及工程技术等诸多领域，对重新认识中国古代科学文化产生了深远的影响。 指导老师：童芳（南京艺术学院）、石千惠（中国科学技术大学） 梁思成等人考察了中华大地上数以千计的古建筑，发现、测绘、研究了众多中国建筑史上的经典杰作，完成了《中国建筑史》和英文版《图像中国建筑史》两部巨著和《营造法式》注释工作的大部分内容。梁思成的思想理念对后来的城市规划产生了深远影响，他所提出的“整旧如旧”的保护修缮理念，也成为此后文物保护界长期遵循的原则。 指导老师：陈皓（南京艺术学院）、马子颂（中国科学技术大学） 《中国高等植物图鉴》全书7册，经130位专家参与，共耗时15年编写完成，收载了我国高等植物15000种的分属分种检索、形态描述和地理分布等信息。这项工作的完成是对我国高等植物资源宝库的一次系统和深入的挖掘，解决了农、林、医药等领域的大部分植物鉴定问题，并在开发利用我国野生植物资源方面发挥了重要作用。 设计：徐奕晖
指导老师：陶霏霏（南京艺术学院）、高昕（中国科学技术大学）
项目完成人团队在钛镍钒急冷合金中发现具有五次对称的二十面体准晶，这是我国独立发现的一种新的准晶相，随后，研究团队找出了准晶与相同成分的晶体间的结构关系规律，在此基础上提出准晶生成的晶体学基础。五次对称性和准晶的发现对传统晶体学产生了强烈的冲击，它为物质微观结构的研究增添了新的内容，为新材料的发展开拓了新的领域。
1987年
中国层控矿床地球化学
第一完成人：涂光炽
指导老师：卢毅（南京艺术学院）、刘慧（中国科学技术大学） 涂光炽院士和40多位专家历时8年先后对我国重要的十七个矿种的层控矿床做了系统研究。该项目对层控矿床的概念、术语、成矿方法和成矿机理作了明晰的讨论和论证，提出了比较符合我国地质发展的实际情况的层控成矿理论，对中国层控矿床特别发育的特点作了理论性解释和概括。该研究最终成果为《中国层控矿床地球化学》。 指导老师：童芳（南京艺术学院）、梁琰（中国科学技术大学） 陆家羲的获奖身份是内蒙古包头市第九中学教师。在研究“斯坦纳系列”方面，陆家羲创造出独特的引入素数因子的递推构造方法，完成总题目为《不相交的斯坦纳三元系大集》等七篇论文，解决了国际上组合设计理论研究中多年未解决的难题。陆家羲于1983年同年10月31日凌晨不幸逝世，终48岁．1984年被追认为特级教师。 设计：熊安
指导老师：陈皓（南京艺术学院）、刘慧（中国科学技术大学）
中国科学院大气物理研究所的研究人员对东亚大气环流作了全面深入的研究，揭露了东亚天气和气候的主要特征，提出了亚洲大陆和西藏高原对全球大气环流的作用，其中包括了西藏高原的动力和热力学作用以及北半球大气环流的季节变化有跳跃性的突变现象。该项工作为天气预报、大气环流以及气候学的研究提供了事实和理论的基础。
1987年
微分动力系统稳定性研究
第一完成人：廖山涛
设计：吴辰轩
指导老师：童芳（南京艺术学院）、梁琰（中国科学技术大学）
廖山涛从上个世纪60年代开始研究微分动力系统。这是一门有关系统演化规律的数学学科，与物理、力学、天文等各学科关系密切，具有很强的理论和现实价值。廖山涛先生提出与国际上流行的研究思路有所不同的“典范方程组”和“阻碍集”理论，并以此为核心，形成自己独特的研究体系，取得了一系列国际一流的重要成果。
1987年
青藏高原隆起及其对自然环境与人类活动影响的综合研究
第一完成人：刘东生
指导老师：卢毅（南京艺术学院）、马子颂（中国科学技术大学） 青藏高原是全球海拔最高的一个独特的自然地域单元。我国科学家通过对青藏高原的系统考察，在积累了丰富的第一手科学资料的基础上，经过室内鉴定、分析、测试和总结研究，编著了《丛书》和《报告》共 46 部 56 本，约 3000 多万字。这项工作填补了青藏高原区域研究的空白，丰富和发展了地学、生物学以及资源与环境科学的基础理论和应用实践。 指导老师：卢毅（南京艺术学院）、刘慧（中国科学技术大学） 蛋白质、核酸和多糖是生物体内具有非常重要生物功能的生物大分子。王德宝院士等科学家利用化学和酶促相结合的方法，于1981年在世界上首次人工合成了酵母丙氨酸tRNA。酵母丙氨酸转移核糖核酸的合成成功标致着我国这类研究已达到国际水平。该合成方法得到的合成产物，与天然分子具有完全相同的化学结构。 指导老师：陶霏霏（南京艺术学院）、高昕（中国科学技术大学） 唐敖庆等人对分子轨道图形理论进行了系统研究，提出和发展了一系列新的数学技巧和模型方法，使这一量子化学形式体系，不论是计算结果还是对有关实验现象的解释，均可表达为分子图形的推理形式，概括性高，含义直观，简便易行，深化了对化学拓朴规律的认识。他们还将这一成果进一步应用到具有重复单元分子体系的研究，得到规律性很好的结果。 指导老师：师悦（南京艺术学院）、刘慧（中国科学技术大学） 对蛋白质进行化学修饰并观察对其生物活性的影响是研究蛋白质结构与功能关系的主要方法，但二十世纪六十年代以前一直无法进行定量的数据处理。邹承鲁基于统计学的方法通过对基团化学修饰程度和活性丧失程度的比较，能普遍适用于各种修饰反应。1962年这一方法在《中国科学》发表后，得到国际上广泛采用。 指导老师：陶霏霏（南京艺术学院）、高昕（中国科学技术大学） 该项研究在探索高临界温度氧化物超导体的研究中做出了突出的贡献，特别是Y-Ba-Cu-O及用多种稀土元素替代所获得的十几种液氮温区氧化物超导体的发现，以及对液氮温区氧化物超导体特性的详细研究，获得了重要的研究结果，同时为超导性的科学理解提供新的依据，并为超导技术发展展示了广阔的前景。 指导老师：师悦（南京艺术学院）、梁琰（中国科学技术大学） 从上世纪80年代初，唐稚松致力于将形式化的时序逻辑语言与软件工程相结合的XYZ系统的研究。他提出了世界上第一个可执行时序逻辑语言XYZ/E，XYZ/E既是一时序逻辑系统又是一具有常见程序语言风格且可实际用于编程运行的程序语言。XYZ系统是一组以XYZ/E为核心的软件工程工具。这一成果被国际著名计算机专家称为软件工程领域中发展可执行时序逻辑的先驱。 指导老师：师悦（南京艺术学院）、马子颂（中国科学技术大学） 我国是世界上拥有蕨类植物最丰富的地区之一。秦仁昌在《中国蕨类植物科属的系统排列和历史来源》中提出了一个新的、更符合客观实际、更接近系统发育关系的中国蕨类植物分类系统。该系统比诸旧蕨类植物分类系统更为合理，得到了国际蕨类学界的普遍重视，许多科属的分类概念得到国际同行的采用，由此形成了秦仁昌系统学派。 指导老师：卢毅（南京艺术学院）、梁琰（中国科学技术大学） 1984年，冯康在北京微分几何与微分方程国际会议上，首次系统提出了哈密尔顿系统的辛几何算法。这一成果开创了将计算物理、计算力学和计算数学相结合的、富有活力及发展前途的前沿研究领域。美国科学院院士P. Lax教授评价：“冯康提出并发展了求解哈密尔顿型演化方程的辛算法，理论分析及计算实验表明，此方法对长时计算远优于标准方法。” 物理有机化学前沿领域两个重要方面 - 有机分子簇集和自由基化学的研究 主要完成人：蒋锡夔，计国桢， 张劲涛，范伟强，史济良 指导老师：陶霏霏（南京艺术学院）、马子颂（中国科学技术大学） 通过有机分子簇集和自卷这一创新、系统的研究，明确了概念，提出了衡量分子簇集、共簇集和解簇集倾向性的定量标准。不仅不断地观测到了许多新的实验现象，而且推导出了一些基本规律或新的概念。这些概念的提出和验证，对发展在生命现象中重要的分子间弱相互作用力—疏水亲脂相互作用的有关理论和应用具有重要意义。 指导老师：陈皓（南京艺术学院）、刘慧（中国科学技术大学） 澄江生物群发现于云南澄江帽天山，距今约5.3亿年，为寒武纪大爆发提供了直接证据，被国际学术界称为“20世纪最惊人的发现之一”。该奖项由陈均远、舒德干和侯先光三位教授共同获得，重大成果包括：揭示出寒武纪大爆发主幕的全貌轮廓；提出了神经脊动物的概念；创建了无脊椎动物向脊椎动物演化“五步走”的假说。 主要完成人：闵乃本，朱永元，祝世宁，陆亚林，陆延青 指导老师：陈皓（南京艺术学院）、高昕（中国科学技术大学） 闵乃本团队建立了“多重准位相匹配理论”，研制出能同时产生多种颜色激光的准周期超晶格和全固态红、绿、蓝三基色和白光激光器样机，并在应用上取得了一系列的研究成果，如在光频波段预言了全新的光学双稳机制；在微波波段发展了微波近场显微术表征介电体超晶格的新方法；在声频波段填补了超声工程中体波器件从几百-几千兆周的空白频段。 指导老师：师悦（南京艺术学院）、高昕（中国科学技术大学） 支志明教授创立活性钌-氧，钌-氮，钌-碳多重键配合物化学并用于揭示原子和基团向有机底物转移的反应机理，开拓一系列可应用于药物合成和精细化学品合成的技术，创立磷光金属配合物光化学，并利用光化学方法合成和测试了多种新型高活性配位不饱和金属激发态物种。这些成果解决了多个化学领域的难题，如氮偶合反应、仿生物有机氧化等。 主要完成人：钱崇澍，陈焕镛，吴征镒，王文采，李锡文，胡启明，陈艺林，陈心启，崔鸿宾，张宏达 指导老师：陈皓（南京艺术学院）、马子颂（中国科学技术大学） 在80多年的工作积累上，《中国植物志》历经5位主编、45年艰辛编撰，在植物所等80余个单位的312位研究人员和164位绘图人员通力协作下，于2004全部完成出版。全书80卷126册，记载了我国301科3408属31142种植物的科学名称、形态特征、地理分布、生态环境、经济用途等内容，为合理开发和利用植物资源提供了基础信息和科学依据。 40K以上铁基高温超导体的发现及若干基本物理性质研究 主要完成人：赵忠贤，陈仙辉， 王楠林，闻海虎，方忠 指导老师：陶霏霏（南京艺术学院）、高昕（中国科学技术大学） 项目完成人在铁基超导材料和若干物理性质研究方面取得了突破性进展。他们首次把铁基超导体的转变温度提高到50K以上，随后合成了一系列超导转变温度在50K以上的铁基超导材料，并通过若干物理性质的研究，确认了铁基超导体的非常规性。这些工作为认识铁基超导体磁性与超导电性关系奠定了基础，为理解高温超导机理提供了重要线索。 主要完成人：张尧学，周悦芝， 林闯，任丰原，王国军 指导老师：陶霏霏（南京艺术学院）、马子颂（中国科学技术大学） 透明计算是在国际上率先突破冯•诺依曼结构的网络计算模式，国外同行称之为“先于云计算、包含云计算”的网络计算模式，开辟了新的计算时代；同时，根据透明计算成功研制出了具有独立知识产权的超级操作系统，形成了一系列具有原创性和系统性的重大创新成果，对促进我国计算机及相关产业向创新链的更高端发展具有不可忽视的巨大潜力。主要完成人：潘建伟，彭承志，陈宇翱，陆朝阳，陈增兵 指导老师：童芳（南京艺术学院）、石千惠（中国科学技术大学） 多光子纠缠及干涉度量是根据量子物理原理提供的一种全新方式对信息进行编码、存储、传输和逻辑操作，并对光子、原子等微观粒子进行精确操纵，以确保通信安全和提升计算速度等方面可以突破经典信息技术的瓶颈。2004年，潘建伟团队在国际上首次实现了五光子纠缠和终端开放的量子态隐形传输，此后长期保持着纠缠光子数目的世界纪录。指导老师：童芳（南京艺术学院）、石千惠（中国科学技术大学） 中微子是一种不带电，质量极其微小的基本粒子，它可以在飞行中从一种类型转变成另一种类型，称为中微子振荡。我国科学家利用大亚湾核反应堆群产生的大量中微子，首次发现了第三种中微子振荡模式，并精确测量到该振荡几率。这次发现不仅使我们可以更深入了解中微子的基本特性，也为我们了解为什么宇宙中正物质远远多于反物质开启了大门。指导老师：陈皓（南京艺术学院）、石千惠（中国科学技术大学） 科学家们围绕“水稻理想株型与品质形成的分子机理”这一科学问题，创建了直接利用自然材料与生产品种进行复杂性状遗传解析的新方法；揭示了影响水稻产量的理想株型形成的关键基因和分子基础；阐明了稻米食用品质精细调控网络，用于指导优质稻米品种培育；示范了高产优质为基础的分子设计育种，为解决水稻产量品质协同改良的难题提供了有效策略。 指导老师：童芳（南京艺术学院）、刘慧（中国科学技术大学） 传统的荧光生色团在高浓度下由于聚合体的形成，荧光会减弱甚至不发光，这种现象称作“聚集导致发光猝灭”(ACQ)。唐本钟院士团队发现的AIE材料则恰恰相反：在稀溶液状态基本不发光，但是处于聚集态的时候，会发出很明亮的荧光。AIE现象是由我国科学家最先提出的原创性和突破性概念，开辟了有机发光材料的一个新领域。指导老师：童芳（南京艺术学院）、石千惠（中国科学技术大学） 量子霍尔效应是现代物理学的重要研究领域，相关发现曾四次获得诺贝尔物理奖。传统的量子霍尔效应只有在强磁场中才可能观测到，而零磁场中的量子霍尔效应，即量子反常霍尔效应，是一种全新的物理效应。薛其坤院士领衔的科研团队于2012年底在国际上首次实验发现了量子反常霍尔效应，是近年来凝聚态物理领域基础研究的一项重大突破。指导老师：陈皓（南京艺术学院）、马子颂（中国科学技术大学） 周其林院士团队经过20年探索，发现了一类全新的手性螺环配体骨架结构，在此基础上，发展了一系列手性螺环催化剂，这些手性螺环催化剂具有广谱性，在许多不对称催化反应中都表现出优于其他手性催化剂的催化活性和对映选择性。手性螺环催化剂的发现和应用，将手性分子的合成效率提高到一个新高度。这些催化剂被国内外同行称为“周氏催化剂”。指导老师：童芳（南京艺术学院）、石千惠（中国科学技术大学） 包信和带领团队借助纳米尺度的空间限域效应对体系电子能态进行调变，实现了催化性能的精准调控，提出“限域催化”概念；进一步将研究拓展至二维界面以及活性中心微环境等相互作用系统对电子能态的调变，从实验和理论上阐明“限域”效应保持催化体系在反应过程中的活性状态以及维持催化体系循环往复的内在机制，从而明确定义和系统创建了具有广泛意义和普适性的“纳米限域催化”概念，为精准调控化学反应的性能和反应路径打下了坚实的基础，丰富和完善了催化基础理论，引领和推动了催化科学和技术的发展。指导老师：卢毅（南京艺术学院）、高昕（中国科学技术大学） 该项目在国际上率先提出了有机-有机自组装新思想，创制了全新有序介孔高分子和碳材料；建立了分步组装理论，首次将介孔材料扩展到有机高分子和碳，在分子水平上揭示了有机-有机自组装机制。介孔材料具有规则排列、大小可调的孔道结构及高的比表面积和大的吸附容量，在大分子催化、吸附与分离及生物化学等众多领域具有广泛的应用前景。-本期责编-排版：陈佳宁指导老师：徐丽媛图文：中国科学技术大学 南艺设计学院
出品：南京艺术学院党委宣传部
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