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刚刚!2026未来科学大奖揭晓,这9本书必读

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在基础科学的入口处,做一位清醒的旁观者

8月13日,2026年未来科学大奖的获奖名单公布了。

三位科学家走进公众视野:张宏,因揭示多细胞生物特有的自噬机制获得生命科学奖;赵东元,因介孔材料的开创性贡献获得物质科学奖;袁新意,因算术几何领域的奠基性工作获得数学与计算机科学奖。

未来科学大奖的设立初衷,是奖励那些"产生巨大国际影响、具有原创性与长期重要性"的基础研究。

而基础研究的本质,恰恰在于它回答的不是"如何赚钱"或"如何更快",而是"生命如何运作""物质如何组装""真理如何被描述"。

这些问题看似无用,却构成了现代文明的全部地基。

幸运的是,科普出版为我们搭建了一座桥。这些书籍不是教材,而是邀请——邀请读者在基础科学的入口处,做一位清醒的旁观者。

1.生命科学:细胞内部的清洁工程


张宏的研究围绕"自噬"展开。这是一个在细胞内持续进行的清洁与回收程序:当细胞需要清理受损的蛋白质、入侵的病原体或老化的细胞器时,它会构建一种双层膜囊泡——自噬体——将垃圾包裹起来,运往溶酶体降解。

自1963年Christian de Duve首次提出这一概念,到2016年大隅良典因酵母自噬研究获得诺贝尔奖,科学界对单细胞生物的自噬机制已有较深入的理解。

但张宏的工作往前推进了一大步:他利用秀丽隐杆线虫模型,发现了一组仅存在于多细胞生物中的自噬基因(EPG基因),从而揭示了动物自噬特有的复杂分子通路。

这项工作之所以重要,是因为它触及了一个根本问题:多细胞生命如何协调数万亿个细胞的内部清洁?

当自噬机制出错,神经退行性疾病、癌症、免疫紊乱便会接踵而至。理解它,就是理解生命如何维持自身的秩序。

如果希望从通识层面进入这个领域,以下三本书构成了一个渐进的阶梯——从基因到细胞、从机制到进化的认知路径。你能隐约感受到,细胞内部那场持续数十亿年的精密清洁工程。

《觉醒吧,我的基因》([日]宝岛社)是起点。


这本趣味基因科普书用92个灵魂提问撕开基因的日常伪装——从"为什么所有生物都必须死亡"到"吃掉自己能够延长寿命吗",它把基因从实验室的抽象符号拉回日常生活的可感经验。理解基因如何"发号施令",是理解细胞一切行为——包括自噬——的前提。

自噬本质上是一种基因调控的程序性过程,这本书帮助读者建立"细胞行为服务于基因延续"这一底层认知,也为后续理解张宏的EPG基因研究铺设了最亲切的入口。

《重写生命未来》(胡安·恩里克斯、史蒂夫·古兰斯)则将视角从"理解"转向"设计与干预"。


两位作者以生物技术创投家与科学家的双重视角,揭示了基因编辑如何成为"设计生命、驱动快速进化的决定性力量"。

从CRISPR到个性化用药,从定向调整大脑到合成生命,这本书展示了人类已经拥有的精密工具,以及改写生命底层密码的壮阔前景。

对于理解张宏研究中基因功能验证与多细胞生物特有机制的方法论,这本书提供了最前沿的语境。

《恩斯特·迈尔讲进化》(恩斯特·迈尔)则将视野再次拉高。


迈尔被誉为"二十世纪的达尔文",他在书中用直白的语言阐述了进化现象与过程。

张宏的研究根植于多细胞生物的进化语境——为什么线虫成为模式生物?为什么多细胞生物需要比酵母更复杂的自噬机制?

迈尔的进化生物学框架,能帮助读者从"生命如何适应环境"这一宏观视角,重新审视细胞内部的微观戏剧。

2.物质科学:在纳米尺度上建造城市


赵东元的研究领域是介孔材料。介孔,指的是孔径在2到50纳米之间的材料。这个尺度极其微妙:它比微孔大,允许分子自由进出;又比大孔小,拥有极高的比表面积。在催化、能源存储、环境治理和生物医药领域,介孔材料扮演着关键角色。

但二十多年前,如何精确控制介孔的结构、孔径、组成和形貌,是化学与材料科学的核心难题。

赵东元及其合作者的工作,相当于在纳米尺度上发展了一套"建筑学"。他们率先发展了基于分子自组装的有序介孔材料合成新方法,开创了SBA、FDU等一系列介孔材料体系;又提出有机—有机自组装策略,将介孔结构从无机材料拓展到聚合物和碳材料领域。

这些工作不仅具有理论深度,更已广泛应用于工业催化与能源转化。

以下三本书共同指向一个认知:物质科学的边界,正在被那些敢于在不可见尺度上"建造"的人不断推远。

《爱因斯坦的时钟与庞加莱的地图》(彼得·伽里森)提供了进入这种思维的精神前奏。


伽里森是哈佛大学科学史与物理学教授,他在书中以爱因斯坦与庞加莱对"时间"与"测量"的探索为线索,呈现了现代物理学基石的建立过程。

科学发现从来不只是实验数据的堆叠,它背后是思想交锋、概念突破与测量精度的共同演进。赵东元的介孔材料研究同样如此:它始于对"如何精确测量和操控纳米结构"这一问题的执着。伽里森的书教会读者欣赏科学发现背后的思想张力。

《新材料革命》(斯凯拉·蒂比茨等)则直接回应了材料科学的前沿命题。


从4D打印到自修复材料,从活性系统到自下而上的建造逻辑,这本书展示了材料科学正在经历的范式转变。

介孔材料研究中"精确孔结构调控"的底层逻辑,与书中提出的"精简即智能""材料既是执行器又是传感器"等理念一脉相承。它帮助读者建立对"材料可以如何被设计"的直观想象。

《碳女王的科学幻想曲》(马娅·温斯托克)则提供了一位纳米科学先驱的生命范本。


主人公米尔德里德·德雷斯尔豪斯被称为"碳女王",她开创性地奠定了石墨、碳纳米管等碳科学领域的物理基础,三次为诺贝尔奖的发现铺平道路。赵东元的介孔材料研究同样工作在纳米尺度,同样从碳与分子的世界出发。

这部传记不仅记录了科学突破的历程,更展现了在性别偏见与贫困困境中坚持基础研究的精神。它让人明白:赵东元的介孔材料不是魔法,而是人类在纳米尺度上精确"建造"能力的延续——这次的砖块是分子,城市在显微镜下。

3.数学与计算机科学:在抽象中触摸实在


袁新意的研究领域是算术几何,一个对绝大多数人而言都过于抽象的名字。简单来说,算术几何利用代数几何的方法研究整数解与有理数解问题——它起源于古希腊数学家丢番图,在现代数学中蓬勃发展。费马大定理的证明、Mordell猜想的解决,都是这一领域的里程碑。

袁新意的工作是在这一传统中开辟了新的理论工具:他创立了Arakelov几何中的"算术大性"理论,并利用这一工具证明了一致Bogomolov猜想,进而导出了Barry Mazur于二十世纪八十年代提出的一致Mordell猜想的定量形式。

这些名字和术语对非专业读者而言是密码,但它们共同指向数学最古老也最迷人的追求:在纯粹的抽象推理中,触摸关于数与形的永恒真理。

理解这种追求,不需要读懂他的论文,但需要理解数学在现代世界中的位置。

以下三本书从不同侧面回答了同一个问题:数学到底是什么?它不是计算器上的按键,而是人类理解世界最深层的语法。袁新意在算术几何中的工作,正是这种语法在当代最精密的运用之一。

《芯片简史》(汪波)提供了一个绝佳的切入点。


芯片是数学与物理的终极交汇点——算术几何属于纯数学,但芯片发展的底层逻辑,正是"如何用物理手段实现数学运算"。

汪波完整呈现了从晶体管到集成电路的历程,让读者看到抽象的布尔代数如何转化为硅片上的数十亿个开关。对于理解袁新意研究中"数学如何最终落地为可计算的结构",这本书提供了产业维度的对照。

《脑与数学》(斯坦尼斯拉斯·迪昂)则从认知神经科学的视角,揭示了"数学思维"的生物基础


作为"大脑奖"得主,迪昂通过脑成像技术与心理实验,剖析了人类如何从婴儿期的数感出发,逐步建构起复杂的数学认知。

算术几何研究的是代数簇上的点,而迪昂研究的是大脑中的数字处理机制——两者都指向同一个问题:数学能力是如何形成的?这本书让读者理解,袁新意所从事的抽象数学工作,其根源深植于人类大脑的神经结构之中。

《AI众神时代》(乔治·戴森)则将视野拉向计算机的起源与AI的觉醒。


作者依托父亲弗里曼·戴森的独家口述,全景式还原了普林斯顿高等研究院与曼哈顿计划的历史现场,串联起图灵、冯·诺伊曼等科学巨匠如何用数学与代码点燃数字宇宙。

算术几何与计算机科学看似遥远,但两者共享同一种底层冲动:用精确的符号系统描述世界。

这本书揭示了冷战时期的科技博弈如何塑造今日AI的雏形,也让读者看到:袁新意在算术几何中的抽象推演,与冯·诺伊曼的存储程序计算机,本质上都是人类用数学语言理解世界的不同分支。


阅读,提供了一种更重要的东西:语境。 在这个信息碎片化、注意力稀缺的时代,拥有语境意味着拥有判断力。

专业性之外,保持对基础科学的旁观能力,是一种更隐蔽的智力资产。

基础科学所揭示的那些关于生命、物质与数学的真理,将持续存在。而阅读,是让这些真理进入日常思考的最短路径。

本期策划:芦丁

编辑:芦丁

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