“我国要实现高水平科技自立自强，归根结底要靠高水平创新人才。”
在北京，我们不是不追星，我们追的是科技之星。11月19日，北京市科技大会暨科学技术奖励大会群“星”璀璨，“最强大脑”同台闪耀，19位科学家、196项成果获2023年度北京市科学技术奖，科技量极高。
北京科技融媒体推出特别报道，聚焦成果背后向科学技术广度和深度进军的“最强大脑们”，听听这些获奖者的故事。
北京市科学技术奖
中国科学院院士、中国科学院物理研究所所长方忠荣获北京市突出贡献中关村奖，摘得北京科学技术最高奖桂冠。他的一系列研究工作推动了近年来拓扑量子物态研究领域的迅速发展，也推动我国该领域研究站在国际前沿。“未来将和团队致力于构建拓扑物理学大厦这项有意义的工作，这将有大量工作要做，我们希望这件事情由中国引导全世界来做，这是完全有可能的。”方忠院士说。
在能源转型的加速时代，电力系统作为经济社会发展的命脉，正经历着一场深刻的变革。突出贡献中关村奖获奖者之一的中国工程院院士汤广福，以其卓越的领导力和深厚的科研功底，带领一支锐意进取的团队，在电力技术领域勇敢探索，以一系列突破性成果，推动电力系统从“刚性”迈向“柔性”，为全球能源体系的绿色转型注入了强劲动力。“由于智能算法存在某种缺陷，导致人眼看到的内容和机器看到并理解的内容不同。”中国科学院信息工程研究所研究员陈恺说，如果攻击者在限速牌上画上特殊图案，人能理解这是限速标识，但机器可能会认为这是前行标识，导致自动驾驶出错。面对诸如此类的问题，陈恺设计的防御方法，让智能算法可在物理世界进行安全防御，促进了我国信息安全领域的技术进步。他目前正在人工智能领域进行安全方面的研究，防止大模型“被催眠”。“大模型在回答问题时，不应回答违反法律或者伦理道德的话，比如它不应回答如何抢银行的问题。但最近人们发现，通过一些特殊的引导语句，会使得大模型陷入‘越狱’状态。‘越狱’类似于人们通常理解的‘催眠’，进入该状态后，大模型会说出不该说的话。”陈恺正在与相关企业合作，研究将大模型的行为变得更加规范，使其应用更加安全。同时，他还突破了未知恶意代码高效检测的难题，在应用市场层面，他研发的系统可以在软件上架之前进行大规模检测。“掌握核心技术，才能真正做到科技强国有我、网络强国有我，这不仅是我们的责任，更是我们的荣耀。”北京市科学技术奖杰出青年中关村奖获得者、中国电信股份有限公司北京研究院教授级高工孙琼说。孙琼长期参与重点工程项目，牵头负责卡脖子项目，该项目自研系统具备广覆盖、运营级、高智能、高安全的特征，实现了面向多厂家、多域网络、多业务网络端到端的统一智能管控和业务发放。该项目针对国家对云网融合新基建发展的战略需求，突破了SDN控制器技术中网络广、种类多、数量多、缺乏统一技术架构、南向协议进展缓慢等重大技术难题，达到了国际领先水平，显著提升了我国云网基础设施的安全可控性，具有广阔的应用前景。“基于云网操作系统的底座平台，我们能为用户提供更加弹性的服务，带宽流量都可以根据需要随时调整。”孙琼说，“希望让大家能像用水用电一样，使用云网服务。”当下，新型基础设施竞争已经成为国际竞争的焦点，面向“网络强国”战略需求，孙琼正带领团队持续建设云网智能化新型信息基础设施的云网操作系统，以解决面向智算等新型业务的云网基础设施为使命，以云网融合基础理论和关键技术为主攻方向，完善云网融合的基础理论和体系架构，打造云网科技创新策源地，为护航我国网信事业贡献电信力量。“北京优越的科研环境和条件，让我们责无旁贷、心无旁骛地啃单分子电子学这块世界级硬骨头。”北京大学郭雪峰教授说。在北京，优越的科研条件和宽容的学术氛围让科研工作者做得冷板凳，能够凭兴趣开展自由探索，郭雪峰教授也不例外。潜心钻研、持续攻关分子材料和器件近20年，他在精密与复杂之间寻找完美的平衡，突破微观领域的无人区，用“小”分子做出“大”文章，构建国际首例稳定可控的单分子电子开关器件，发展了单分子电学实时检测新技术，开拓了具有中国标签的单分子化学反应动力学的特色研究领域，奠定未来分子光电子器件研发的科学基础。这是一个世界级的难题，之前没有人成功过，也没有相关经验可以参考。他乐观地将20年的曲折探索比喻为“四渡赤水”，从临近成功点的瞬间希望到失望，整整经历了3次，每次他都会很快调整好自己的心态，并激励学生：“如果我们不接着去做，别人更做不到！”未来，利用单分子器件制作集成电路，可大大提高器件的集成度和功能，有望打破国外对芯片技术的垄断。“因为研究领域的‘高门槛’，行业鲜有同行者。正是对梦想的执着，让我们终于能在微观世界遨游，深入化学和生命科学的底部空间，去观察单分子探索物质转换的规律和生命现象的奥秘。一往无前，未来可期！”郭雪峰说。北京工业大学副校长李建荣专注于金属 - 有机框架（MOF）这种新型吸附材料多年，从稳定性强化、可控制备到应用探索，每一步都充满挑战。他提出的“分子阱”概念，如同找到了一张走出迷宫的地图，指导着材料的结构设计与性能强化，相关结果为高效减碳与污染控制技术突破提供了理论基础与新材料支撑。在高校和科研院所云集的北京，李建荣深耕12年有余。在他看来，科研是一场没有终点的马拉松，大胆假设、小心求证，才能书写“自主可控”的精彩答卷。MOF是一种多孔晶态材料，由有机分子和金属离子组成，它可以通过弱相互作用实现对特定分子的吸附捕获。在探索过程中，他通过结构单元几何限定和功能化，成功调控材料构性，获得了一系列具有巨大应用潜力的新材料。以去除苯等 VOCs 污染物为例，他开展了一场与污染的激烈较量。李建荣和他的团队在大量材料筛选与构性关系研究的基础上，创制出数种稳定MOF。并进一步从结构和弱相互作用层面上阐释了强吸附机制，这些材料也可有效吸附其他VOCs分子。成果主要应用于能源环境领域污染物的检测与去除。能源与环境领域的新材料和技术研发是他的主战场，面对诸多基础共性问题，他有着清晰的规划。“我们要夯实基础，下好‘先手棋’，也要坚持问题导向，破解卡脖子难题。”在他的身上，我们看到了科研者的坚守、创新与担当，也看到了科研事业光明而充满希望的未来。“展望未来，我感觉重任在肩，唯有保持只争朝夕、不进则退的紧迫感，才能做出对‘时与势’的正确判断。”李建荣说。
曾经，人们普遍认为，第二代基因测序技术已经能解码人类大部分基因信息。但国际人类基因组计划发现，人类体内能够翻译成蛋白质的基因仅占全部基因组的3%，其余97%的基因组区域功能成谜。这片曾被视为“无用垃圾”的广袤领域，如今在中国科学院计算技术研究所研究员赵屹及其团队的努力下被逐步点亮。赵屹团队通过近10年的系统工作，构建了长链非编码基因的高效、新型克隆实验方法，精确识别、验证这些基因在细胞中的具体功能。临床数据还显示，团队发现的长链非编码基因，在人体的多种生理和病理过程中扮演关键角色。比如，在肺癌发生早期，一些特定的长链非编码基因参与肿瘤的恶变过程，这些发现为癌症的早期筛查和干预提供了全新的方向和希望。赵屹平时主要从事计算科学研究，但本次获奖的项目却与生物基因相关。对于跨界研究，他表示，随着当前科研探索的跨学科需求增强，从整体层面开展科研布局十分重要。在“三城一区”和中关村示范区的推动下，今天的北京创业活力迸发，创新合力强大，这让赵屹及其团队的研究如虎添翼。“中关村给我们提供了充分共享资源的机会，也让我们更快地将科研成果与企业对接，实现技术的落地转化。”赵屹说。挫折，是创新的代名词；奋勇，是青年的交响乐；曙光出现前，只有一个解法：坚持。在全市科技大会暨科学技术奖励大会上，清航装备董事长李京阳和他团队研发的“大载重比高稳定性交叉双旋翼无人直升机技术研发与应用”项目，获得技术发明奖一等奖，当初他和4位创始人立下要做一款技术指标达国内首创、国际先进水平的无人直升机的愿望，在这一刻有了具像化的表达。不过，他们拿出的设计图纸，外观与传统的直升机截然不同。“最大的区别就是它有两套主桨，而要让两套高速旋转的桨叶在飞行中不打架，这里面的技术难题太多了。”李京阳说。要让两套高速旋转的桨叶在飞行中不打架，从飞起来到飞得稳、飞得好，最终飞得可靠，李京阳团队走了9年，经历了无数次失败。“得亏是那晚飞机桨翼穿进墙里的时候实验室里没人。”直至今日，回想起创业时做实验的两吨桨翼突然甩出的惊险场面，李京阳还是长舒一口气。从清华校园走向全国各地，从寒冷缺氧的高原到炎热干燥的戈壁滩，始终抵挡不住他们试飞的脚步。2020年底，他们投中了国内消防领域工业级无人直升机采购的第一标。在刚刚闭幕的中国航展上，清航装备又发布了最新款机型——有效载重达600千克，续航时间超10小时，可广泛适用于各类极端应用场景。从公斤级到吨级，他们的无人机越做越大，未来仍有很大增长空间和新的发展机遇。“我们定将竭力奋进，在中国式现代化的浪潮中一展胸襟，航空报国，不负时代嘱托。”李京阳说。从首次批量研制低轨宽带通信卫星，到国内首款使用柔性太阳翼的平板卫星，再从可堆叠卫星到“翼阵合一”的“飞毯卫星”，银河航天致力于通过卫星网络连接地球的每一个角落，不断推开太空新基建时代的大门。自2014年起，我国航天产业逐步开放，商业航天日渐成为航天事业的重要力量。“用卫星网络连接地球的每个角落”——怀揣这样的愿景，银河航天首席科学家张世杰开始与团队成员一起创新探索，踏上“问天之路”的征程。2022年，银河航天成功开展了国内Q/V/Ka频段低轨宽带试验星座“小蜘蛛网”的车载“动中通”测试，试验突破了车载“动中通”天线在实际车辆驾驶条件下，波束实时精确跟踪低轨高频卫星的问题，实现了持续卫星通信，迈出了我国低轨卫星互联网应用探索的重要一步。2023年，银河航天灵犀03星成功发射。该星是我国首款使用柔性太阳翼的卫星，主要功能为低轨道宽带通信，这也是我国首次在轨对多星堆叠发射技术进行验证，将为我国巨型低轨通信星座的快速部署提供技术支撑。“去年年底，中央经济工作会议将商业航天纳入若干战略性新兴产业。北京快速出台《行动方案》，体现了北京抓住发展战略性新兴产业机遇期推动发展的魄力。作为商业航天创业者能感受到北京推动商业航天产业发展的决心。”张世杰说。面向未来，作为商业航天创业者的他表示，必须要用十年磨一剑的决心来坚持科技创新，勇担重任，携手产业链生态伙伴，一起推开太空新基建时代的大门。从参与设计人工智能人工关节手术前规划系统，到参与研发人工关节辅助置换机器人，到设计符合国人解剖学特点的组配式人工髋关节假体并在全国以及出口41个国家推广使用，中国人民解放军总医院骨科医学部关节外科主任柴伟在人工髋、膝关节的精准置换手术方面取得成效，机器人俨然成为了他实现精准手术的“超级助手”。柴伟表示，解放军总医院骨科科训“传承 创新 和谐 发展”，在临床创新方面有着优良传统，在博士期间他就参与了以科技创新推动医疗发展的研究工作，到现在已有19年。作为临床医生，他说自己最大的期望就是自己治疗的髋关节、膝关节疾病患者能获得完全正常的步态和生活。由此出发，他和团队联合大学和科研院所，共同科研攻关，从创新中解决实际的临床问题。以33岁、身高只有127cm的袁华（化名）为例，双侧髋关节发育不良行走困难的她，通过柴伟团队在术前规划系统、神经监测系统、机器人系统、国产人工关节系统的共同努力，植入了高耐磨的国产人工关节，目前已经恢复正常的行走功能。“未来，对于人工关节的精准置换领域，我们还要做进一步深入探索，研发新型的机器人系统包括两个方向的研究——研发新型的机械臂，适合稳定流畅的手术；研发不依赖双目视觉导向的机器人系统，大大降低手术费用，减少机器人成本，向中国广大的中级医院推广，使广大骨科医生可以享受到新技术带来的手术便捷性，更大地造福髋、膝关节疾病的患者。”柴伟说。当心脏发出求救信号，谁来接力守护生命？首都医科大学附属北京安贞医院院长张宏家和他的团队，用十余年的坚守和创新，为无数患者点燃生的希望，书写了一段段生命的奇迹。急性主动脉疾病以发病迅猛、误诊率高、病死率高和手术难度大著称。其手术被誉为心血管外科“皇冠上的宝石”。张宏家团队历经10余年攻坚克难，从疾病预防、精准诊断到手术优化，攻克了诸多世界性难题。他们发现了急性主动脉综合征（AAS）遗传突变并揭示其机制，为高危人群的预防提供理论支持；研发人工智能辅助决策系统，使全国误诊率从38%降至5%以下；自主开发研制了机器人术中质控协作系统，解决了既往AAS救治过程中严重出血和重要脏器保护困难的世界难题，规范化了AAS的救治流程，显著提高了手术成功率，使我国成为AAS手术成功率全球最高的国家。张宏家的职业生涯与北京这片沃土紧密相连。从1983年入读北京医科大学起，他在这座城市深耕了四十载。从一流科研院所到世界级的医疗资源，北京的创新生态给予了他和团队施展抱负的舞台。在这里，他们完成了中低温血液保护等一系列关键科研成果的转化，为医学高质量发展提供了坚实的技术支撑。张宏家表示，未来，团队将继续深入心脏外科领域的基础和临床研究，用更多的日夜，为每一颗挣扎在生死边缘的心脏，赋予新的跳动。从夏奥到冬奥，从“鸟巢”到“冰丝带”，长达十余年的奥运接力，对北京城建集团总工程师李久林而言是荣誉，更是责任。他率领团队不断突破卡脖子技术，打造了“鸟巢”和“国家速滑馆”两座奥运地标，兑现了自己“努力为奥运会留下一份遗产”的承诺，也因此获得“双奥总工”的称号。国家速滑馆（冰丝带）作为北京冬奥会标志性场馆和北京赛区唯一新建冰上竞赛场馆，成果攻克了低海拔地区难以建成最快的冰场、建筑用高机密闭索长期依赖进口等难题。“沿用国外技术虽然风险低、压力小，但成本高，建设周期也受制于人。我们建设的是北京冬奥场馆，突破技术壁垒，推动高端材料国产化。”李久林说，当时他和团队把国内能够生产高钒密闭索的顶级厂家全部考察了一遍，联合厂家进行技术攻关，仅用3个月便突破核心技术瓶颈，新研制的国产索不仅实现了在国内重大建筑工程的推广应用，还出口应用到国际重大建筑工程中，极大促进了相关产业的发展。“冰丝带”打造“最快的冰”，冰面最关键。此前，此前速度滑冰创造世界纪录最多的两块冰场都位于高原地区。“冰丝带”位于低海拔的平原，在这里打造“最快的冰”是巨大挑战。李久林团队拿出的“中国方案”创新性地采用了二氧化碳跨临界直冷制冰技术，不仅将冰面温差控制在0.5摄氏度以内，而且碳排放趋近于零。这里也成了全球首个采用二氧化碳跨临界直冷制冰技术的冬奥速滑场馆，产生了13次刷新奥运会纪录，其中1次打破世界记录，为全球绿色制冷技术树立了标杆。谈及“双奥总工”这一殊荣，李久林说：“国家的强大和进步，为我们成长提供了广阔舞台。”在科技创新道路上勇闯“无人区”，在前沿探索中抢占“新机遇”，这些获奖者根植各行各业，持续创新、破解难题、着力抢占未来发展制高点，铸就北京国际科技创新中心建设征程上的群“星”璀璨。今天，我们一起追“星”!