课程推荐 | 博雅理学讲堂开讲啦！
专 题
WECHAT ID: DEANPKU
关键词：博雅理学讲堂 强基计划
自2020年起，理学部为强基计划本科生开设“博雅理学讲堂”系列课程，旨在“激发学生对基础学科的研究兴趣，拓展视野，培养学生提出问题、分析问题和解决问题的能力，引导其理性思考、贡献社会”。2020年首期“博雅理学讲堂”由来自理学部、信息与工程科学部8位院长联合主讲，2021年第二期“博雅理学讲堂”课程由来自理学部、信息学部、医学部等学部的8位院士联合主讲。课程关注基础前沿研究的重大科学问题，展现北大科学家、北大基础学科的魅力与家国情怀，吸引优秀青年学子传承胸怀祖国、服务人民的优秀品质，主动肩负起新的时代责任，投身基础研究，服务国家重大战略需求。
在北大，正在成长着这样一群青年科学家，他们坚持梦想、沉潜钻研，有勇气走别人没走过的路；他们立志投身我国科学技术创新事业，做出重要原创性科学技术成果；他们从学生时代走来，了解并理解青年大学生，在传道授业解惑的一线执著坚守，让更多的青年学子去发现和感受科学之美。2022年，理学部邀请数学、物理、化学、天文学、生物学、人工智能、地理学、材料科学等领域的8位青年科学家联合主讲第三期“博雅理学讲堂”系列课程。聚焦数学、生命健康、智能计算、未来技术、碳达峰碳中和、新材料、航空航天等前沿科学问题，展现新时代北大青年科学家的责任与担当。
1
课程信息
▎课程主持人：高毅勤
▎课程代码：01035390
▎课程时间：双周周三晚7:00-8：30上课（9月14日、9月28日、10月12日、10月26日、11月9日、11月23日、12月7日、12月21日）
▎课程地点：理教207
▎课程规模：250人
▎课程考核方式：签到+期末论文，考核制
▎联系人：理学部办公室原帅，13488692338
2
课程安排
第一讲：活细胞上的化学
讲座人
陈鹏
讲座时间
9月14日晚
课程简介
细胞是生命体的基本结构和功能单元，在生命活动中扮演着极为关键的角色。蛋白质是细胞内含量最多的一类生物大分子，它们的结构、活性、运动以及与其他生物分子的动态相互作用，是执行几乎所有细胞功能的物质基础。如何对“蛋白质机器”在其所处的天然环境-活细胞内进行化学“标记”与“操控”，是极具挑战的一项科学难题。
为了应对这一挑战，一系列在生命“活体”内研究蛋白质结构与功能的化学新反应、新工具脱颖而出，开辟了利用化学方法实时研究蛋白质功能的新途径。这些基于“化学生物学”的原创思想和技术，是继抗生素等药物的发现和使用之后，化学与生命科学的又一次交叉融合，为生物学新功能、新机制的发现和医药技术的进步提供了前所未有的契机。
主讲人简介
陈鹏， 北京大学化学与分子工程学院教授、化学生物系主任，北京大学交叉学科学位分会主席。国家杰出青年基金获得者，教育部长江学者特聘教授，曾任基金委创新研究群体、科技部重点研发计划等项目负责人。现任中国化学会化学生物学专业委员会主任、美国化学会ACS Chemical Biology执行主编。曾获国家自然科学二等奖、首届科学探索奖、谈家桢生命科学奖、陈嘉庚青年科学奖以及国际生物无机化学会早期职业奖等。长期致力于化学生物学研究，系统发展了适用于活细胞的化学反应，为生命问题的探索提供了创新的工具和研究方式。尤其是提出并发展了“生物正交剪切反应”，突破了在活细胞内研究蛋白质功能的技术瓶颈，开拓了生物正交化学新方向，受到了国内外同行的高度重视和应用，使我国在以生物正交反应为代表的化学生物学领域进入国际前沿。
第二讲：类脑计算
讲座人
杨玉超
讲座时间
9月28日晚
内容摘要
自上世纪中叶以来，计算机和计算芯片以晶体管为基本元件构建数字处理电路，摩尔定律驱动计算性能增长。而当晶体管尺寸微缩接近物理极限，摩尔定律面临终结，芯片算力增长逐渐放缓，人类正在步入后摩尔时代。此外，以CPU、GPU为代表的传统芯片架构下计算单元与存储单元的分离也造成频繁的数据搬运，形成速度、功耗瓶颈（冯诺依曼瓶颈），在近年来兴起的神经网络等数据密集型计算任务上问题进一步凸显。未来智能计算需求仍面临指数增长，传统计算架构瓶颈更加突出。更重要的是，在现有计算系统下全部智能、复杂性、适应性都是由软件编程（事实上是编程的生物智能体-人）所赋予的，器件、电路本身均不具备任何复杂性与适应性。与之相比，生物系统展示出了分子、细胞、系统等多层次、全方位的智能、复杂性与适应性，对于发展新一代智能、高效计算技术具有重要启发意义。忆阻器具有高密度、非易失等特性，是构建高效智能芯片与学习系统的理想元器件，基于忆阻器构建高阶复杂度类脑计算系统将是未来智能芯片发展的颠覆性技术路径。
主讲人简介
杨玉超，北京大学长聘教授，人工智能研究院类脑智能芯片研究中心主任，国家杰青获得者。长期从事忆阻器、类脑计算、存算一体芯片等研究，累计发表Nature Reviews Materials、Nature Nanotechnology、Nature Electronics、Nature Communications、Science Advances、IEDM等期刊和会议论文130余篇。曾40余次受邀在国际学术会议上做主旨、特邀报告。任《Microelectronic Engineering》副主编、《APL Machine Learning》副主编、《Nano Select》副主编、《National Science Review》编委、《Chip》编委、《中国科学：信息科学》青年编委、《电子学报》青年编委。获科学探索奖、求是杰出青年学者奖、Wiley青年研究者奖、《麻省理工科技评论》中国区35岁以下科技创新35人等奖项，入选2020全球前2%顶尖科学家榜单、2020年与2021年爱思唯尔“中国高被引学者”。
第三讲：生命科学基础研究的魅力与意义
讲座人
刘颖
讲座时间
10月12日晚
内容摘要
生物科学是研究生命现象，揭示生命活动规律和生命本质的科学。基础研究是整个科学体系的源头，是拓宽人类认知边界，从未知到已知、从不确定性到确定性的必然选择。本次讲座将通过介绍具有代表性的生命科学基础研究，以及授课教师自己的研究历程，展现基础研究的魅力，理解基础研究的规律特点，认识基础研究对于社会发展的重要意义。
主讲人简介
刘颖，北京大学未来技术学院教授、副院长，分子医学研究所所长，北大-清华生命科学联合中心、北京市未来基因诊断高精尖创新中心研究员，美国霍华德休斯医学研究所(HHMI)国际研究学者。现任中国细胞生物学学会细胞代谢分会副会长、中国细胞生物学学会衰老细胞生物学分会副秘书长。刘颖教授长期从事代谢和衰老的相关研究，尤其关注细胞对于能量和营养物质信息的感知响应机制。被评为全国三八红旗手、“万人计划”科技创新领军人才，获得国家杰出青年科学基金、首届科学探索奖、中国青年女科学家奖、谈家桢生命科学创新奖等。
第四讲：天文学中的基础物理
讲座人
邵立晶
讲座时间
10月26日晚
内容摘要
智人物种大约起源于公元前20万年，而直到约公元前500年，人类才逐渐认识到“世界是可被理解的”，复杂事件可被归纳为简单的原理。基础物理学是人类在认识世界的历程中的一个重要学科，从牛顿到麦克斯韦到普朗克和爱因斯坦，由量子场论和广义相对论作为理论奠基的现代物理学大厦被构建起来。在这个进程中，天文学科发挥了重要的作用。而在21世纪的今天，基础物理学仍旧面临着暗物质、暗能量等突出问题，人类理解世界的认知边界在哪里？本次讲座将通过介绍最新的天文学观测，包括引力波和黑洞照片等，来探讨天体物理在探索基础物理理论方面的突出作用，以及面临的机遇和挑战。
主讲人简介
邵立晶，北京大学科维理天文与天体物理研究所研究员、博士生导师、博雅青年学者，中国科协青年人才托举工程入选者，现担任德国马普学会资助的“马普伙伴合作组”组长。邵立晶主要从事引力理论检验、引力波、中子星等相对论性引力天体物理的研究；参与了引力波实验LIGO/Virgo/KAGRA合作组和黑洞成像实验EHT合作组，是人类首例双中子星并合论文和人类首张黑洞照片及首张银心黑洞照片等论文的署名作者之一，与EHT合作组347位科学家共享了“2020基础物理学突破奖”。
第五讲：现代数学的思维方式
讲座人
刘若川
讲座时间
11月9日晚
内容摘要
数学是人类文明最古老也最深刻的部分之一。如果从几何原本算起，严格意义上的数学也已经至少有2000多年的历史。最近一两个世纪，数学更是获得了革命性的发展，不仅研究的内容有极大的扩展，研究的方法也有重大的变革。本次课程将通过几个具体的例子展示现代数学一些典型的思想方法，例如抽象化，一般化，不同领域的交叉类比等等。囿于讲者的学识能力，必然管中窥豹，但不揣浅陋，希望能够与听众分享人类数学思维的力与美。
主讲人简介
刘若川，现任北京大学博雅特聘教授、数学科学学院副院长。他于1999年至2004年在北京大学数学科学学院学习，获本科和硕士学位，2008年获美国麻省理工学院博士学位，2012年回到北大，先后在北京国际数学研究中心，数学科学学院任职。2017年获国家杰出青年科学基金资助，2019年荣获首届“科学探索奖”，2020年荣获第十六届中国青年科技奖。刘若川的主要研究领域是算术几何与代数数论，在p进霍奇理论、p进自守形式等方向取得了一系列重要成果。其中，他独立完成的“p进霍奇理论及其应用”项目获2020年度国家自然科学奖二等奖。
p进霍奇理论是当前算术几何和代数数论研究中有重要影响力的核心分支。刘若川与合作者在p 进霍奇理论的基础理论及应用方面取得了一系列重大进展，特别是对非交换p进霍奇理论做出了一系列开创性工作，解决了p进模形式领域一些多年悬而未决的猜想，对拓扑循环同调引进了新的计算方法。研究成果发表于Invent. Math., JAMS, Asterisque, Duke Math. J.等国际顶级期刊。
第六讲：现代光学前沿与光子学技术（不跟录、不公开）
讲座人
肖云峰
讲座时间
11月23日晚
内容摘要
光的科学阐释是物理学发展的一个缩影。激光问世以后，光学进入了一个新的时期，成为现代物理学和技术前沿的重要组成部分。本报告将首先简要回顾光科学的发展历程，接着介绍现代光学与光子学技术，并聚焦于光子局域与操控。特别是，光子局域与操控是现代光物理基础和集成光子学应用的关键之一；而超高品质因子光学微腔能够长时间将光场局域在很小的空间内，极大地增强了光与物质相互作用，是微纳尺度光场调控的重要体系。本报告将重点介绍超高品质因子微腔光学与光子学最新进展。
主讲人简介
肖云峰，北京大学博雅特聘教授。于2002年和2007年在中国科学技术大学物理系分别获得物理学士和博士学位；随后赴美国圣路易斯华盛顿大学从事博士后研究；2009年回到北京大学物理学院工作，历任“百人计划”研究员、长聘副教授、教授。主要从事超高品质因子光学微腔的实验和理论研究。近年来，以主要作者在Science、Nature Photonics、Nature Communications、PNAS和Physical Review Letters等国际重要杂志发表研究论文180余篇，他引6000余次，h因子52。研究成果两次入选“中国高校十大科技进展”（2014、2017），1次入选由美国光学学会评选的“年度国际光学重大进展”（2018），4次入选“中国光学十大进展”（2010、2017、2019、2020）。
获得国家杰出青年基金资助（2018），入选教育部“长江学者奖励计划”特聘教授（2018）、科技部“创新人才推进计划”中青年科技创新领军人才（2018）、第四批中组部国家“万人计划”科技创新领军人才（2019）；获第八届饶毓泰基础光学奖（2013）、王大珩光学奖（2017）、教育部青年科学奖（2018）、饶毓泰物理奖（2018-2019）、陈嘉庚青年科学奖（2020）和中国青年科技奖（2020）；被选为美国光学学会会士（2019）、中国光学学会会士（2021）。
第七讲：生理性状、根际效应和土壤碳动态
讲座人
朱彪
讲座时间
12月7日晚
内容摘要
根系功能性状包括形态、化学、生理和生物学等多方面。最近的很多研究强调了根系功能性状与生态系统过程的关联，但是根系生理性状的研究相对薄弱，并且根系性状如何影响根际效应和土壤碳动态还不清楚。首先，基于森林的实测研究和数据的整合分析，我们系统地研究了三个根系生理性状（呼吸速率、分泌物速率、磷酸酶活性）与其它性状的关系以及在根系经济空间中的位置。其次，结合树木幼苗的盆栽实验和野外大树的原位采样，我们研究了树木的菌根类型和根系性状与根际（激发）效应的关联。
主讲人简介
朱彪，博士，北京大学城市与环境学院长聘副教授（研究员）。2002和2005年从北京大学分别获得学士和硕士学位，2010年从美国加州大学圣克鲁斯分校（UC Santa Cruz）获得博士学位。2010-2014年在美国从事博士后研究。长期从事全球变化下的根际生态和土壤碳过程研究，重点关注森林和草地生态系统的地下碳循环过程对全球变化的响应机制。相关论文发表在Global Change Biology、New Phytologist、Soil Biology & Biochemistry、植物生态学报等期刊上。担任Ecology、Journal of Ecology、Soil Biology & Biochemistry等期刊的副主编或编委。
第八讲：面向碳中和的氢能前沿进展与关键技术
讲座人
郭少军
讲座时间
12月21日晚
内容摘要
碳中和目标描绘了人类与自然共生的美好图景，也意味着人类从自然获取和利用能源的方式，未来四十年内要发生革命性转变。未来世界能源结构势必向绿色化、低碳化、高效化、可持续化和智能化的方向发展。太阳能、氢能、储能电池等新能源电池的高效化以及全球能源互联网的人工智能调控和优化，将是实现碳中和的重要途径。未来如何以科技和创新开启未来能源世界？这需要全球的智慧。氢能是支撑可再生能源大规模发展的理想能源载体，在新能源汽车、航空航天和军事等领域具有重要的应用前景，是我国实现能源安全与高质量发展的重大战略需求。本报告将概述面向碳中和的氢能前沿进展与关键技术，展现氢能的广阔应用前景。
主讲人简介
郭少军，北京大学材料科学与工程学院长聘教授、国家杰出青年科学基金获得者、国家重点研发计划首席、全球/中国高被引学者（化学、材料）；获首届科学探索奖、中国青年科技奖；入选英国皇家化学会会士、斯坦福大学全球前2%顶尖科学家（2020、2021，全球前2500）、全球顶尖前10万科学家（全球前800）；长期从事面向碳中和的燃料电池、绿色氢能、二氧化碳转换和储能电池关键材料与技术研究；以通讯作者在Nature、Science、NCS子刊（23）等高影响力期刊发表学术论文200余篇；论文被引5.5万余次，h指数125；2014-2021连续八年入选“全球高被引学者”榜单（化学、材料）。
编辑 | 黄昕昕
推 荐 阅 读