众所周知,万维网是在CERN开发的,CERN即欧洲核子研究组织,是一个位于法国和瑞士的大型科学实验机构。鲜为人知的是,这一以探究大爆炸基础物理学为宗旨的组织,还催生了许多其他重要创新。
CERN的使命是探寻宇宙的起源。在此过程中,它开发出了改善全球人类健康的技术。它在正电子发射断层扫描(PET)扫描仪的研发中发挥了重要作用。正电子发射断层扫描可生成影像,帮助医生检查人体内的疾病。它在开发强子束方面发挥了核心作用,这种束流可用于精准有效地靶向肿瘤。此外,其机器学习算法还被用于改进疫苗的生产。
其实验对计算机科学的发展至关重要,其贡献范围还包括通过提高隧道掘进机的精度来改进土木工程。CERN由超导磁体组成的27公里环形装置构成了其大型强子对撞机,其建造需要极高的精度。如今用于修建公路和铁路隧道的地下掘进机,也受益于CERN的科学研究。
什么是深度科学?
深度科学可以是以发现为导向的,探索诸如宇宙由什么构成、生命是什么等基础性问题。它也可以是以使命为导向的,应对世界因气候变化而面临的生存威胁,并解答我们时代的其他挑战性问题,例如能源生产、改善健康状况以及应对抗菌药物耐药性或清除海洋中的塑料。深度科学需要为物理和技术基础设施投入巨额资金。它还需要由汇聚了地球上最聪明人才的各类组织之间及其内部开展长期合作。
CERN已有60年历史。位于法国的国际聚变能源开发计划ITER,预计建设成本约为200亿欧元。ITER的最初设计可追溯至20世纪80年代末,其建设计划于2024年完成。人类基因组计划始于1984年,其研究于2003年结束。深度科学既不廉价,也不迅速。国际聚变能源开发计划
伟大的技术源于伟大的科学
这些科学实验中产生的许多有用技术,源于开展实验所需的努力。计算机、激光器、机器学习和人工智能,以及基因编辑工具CRISPR/Cas9,都可以被视为在协助科学家开展研究过程中开发的工具,与万维网并列。
英国原子能管理局(UKAEA)的使命是研发聚变能源装置,在此过程中,它开发出了世界领先的机器人技术和新材料能力,这些能力是其开展实验所必需的。Reaction Engines公司是高超音速载人飞行发动机制造领域的全球领先企业,它从为聚变能源研发热废气排放系统的研究中获益良多,该公司位于UKAEA的卡勒姆园区。
深度科学与其应用之间的一些联系完全出乎意料,纯属偶然。Wi-Fi由澳大利亚天体物理学家开发,当时他们受政府研究机构CSIRO(澳大利亚联邦科学与工业研究组织)委托,负责开发高速无线网络。
一项针对来自太空深处微弱辐射的研究获得了英国科学与技术设施委员会的资助,该研究催生了探测器技术,目前安全技术公司Thruvision Ltd将其用于人员安检。太赫兹波探测器可用于远距离安全探测隐藏物品,如武器和爆炸物,这些探测器被用于人体扫描仪中,而太赫兹波是每个人都会自然产生的。
有史以来最重要的创新之一,其起步并不引人注目。1989年,蒂姆·伯纳斯-李在CERN撰写了一份内部论文,标题颇为平淡无奇:《信息管理:一项提案》。他的上司在论文顶部潦草地写下“模糊但令人兴奋”。两人都绝无可能想象到万维网将带来的影响。
深度科学需要深度支持
要支持深度科学并增强其造福人类的能力,需要什么?规模至关重要,所需的投资和技能往往超出单个国家的提供能力。深度科学是一项国际合作活动。ITER涉及35个国家,其中包括一些目前政治上关系并不融洽的国家。为开展科学研究,它需要长期、持续的资金投入,此后还需持续提供资金以支持其应用(链接至我们的博客)。
所需的技能既深且广。这些技能远远超出了参与其中的科学家的卓越能力,还包括为科学的建设和开展提供支持的供应链中的技能。它们需要卓越的运营、规划和项目管理能力。由于这些大型科学项目要求极高,其所需的技能在随后应用于不同部门和不同情境时,有助于提升整个行业和职业领域的水平。
管理技能同样至关重要,包括能够贯通并连接知识的创造与应用。优秀的管理者有助于在科研人员中培育一种对外开放的文化,并注重向那些以纳税支持其研究的公民展示其工作的价值。
深度科学带来了巨大的社会和经济效益,鉴于我们面临的生存威胁,我们将依赖它来确保人类的未来,这一点至关重要。因此,这些耗资巨大且周期极长的事业至关重要,也不可替代。然而,它们的贡献还有另一层面。它们体现了人类对于增进对宇宙、我们的世界以及存在于其中的生命的理解的无穷好奇心。CERN致力于通过探索大爆炸和宇宙创生的毫秒级过程,来理解基本粒子,即物质的基本组成部分。此类抱负体现了人类最崇高的品质之一。


