5月3日。
魔都,某居民小区。
已经退休的谢震易教授,正坐在沙发上观看星辰卫视。
电视画面里。
《晚间新闻》主持人康晖,播报道:“近日,龙国科学界传来一则重磅消息,科研人员用二氧化碳人工合成淀粉,开创合成生物学新模式。
星辰大学农业学院的博士研究生夏卓,率领团队首次实现二氧化碳到淀粉的从头合成,领先全球!
夏卓提出化学和生物耦合剂催化合成淀粉的新思路,只需要在实验室花上几个小时,便可以完成传统农作物几个月时间的淀粉合成过程。
接下来,请收看详细报道……”
看到这里。
谢震易愣了愣。
二氧化碳可以人工合成淀粉?
这怎么可能?!
要知道。
淀粉是高分子碳水化合物,是由葡萄糖分子聚合而成的多糖。
日常生活里。
淀粉不光是食品制作的原料,也是重要的工业原料。
而淀粉的来源,主要来自农业。
可这和二氧化碳,简直风马牛不相及啊!
带着强烈的好奇。
谢震易专心致志的观看新闻。
电视画面里。
星辰大学博一学生夏卓,正在接受记者的采访。
外景记者任思雨,采访道:“夏卓同学,请问你是怎么想到用二氧化碳合成淀粉的?”
夏卓笑着道:“其实说来也巧,我能用二氧化碳合成淀粉,跟我涉及的学科,息息相关。
本科阶段,我在津城大学,念化工专业。
硕士阶段,我在复旦大学,念生命科学专业。
博士阶段,我考进星辰大学,念农业专业。
我在这三个学科领域,成绩都还不错。
而星辰大学的课程里,教师们总是会鼓励学生发散思维,进行学科碰撞。
再加上,现在星辰大学开设一门新的学科,名叫‘合成生物学’。
合成生物学,是一门运用基因操作工具等调节和改造生命行为,或再创生命形式的工程学科。
它的核心本质,其实是工程学。
于是我便发散思维,思考农业、生命科学,能不能和工程学结合在一起。
深入研究之后。
我觉得这个方法可行!
用玉米来举个例子。
农业领域的模式,是通过种地,固定空气中的二氧化碳,形成生物质,合成淀粉。
玉米的叶子,相当于‘天线’,可以获得太阳光。
玉米的根,相当于‘抽水机’,能够吸收地上的水。
玉米的茎秆,能把‘天线’立住。
通过这个模式。
玉米把太阳光的能量进行吸收,转化为淀粉。
整个过程,大概需要60个步骤,时间是3至4个月,转化效率非常低。
而用工程学的思维,
我们可以把玉米,看作一间工厂。
这家工厂,把自然界最常见的东西‘水’和‘二氧化碳’,合在一起,组成了碳水化合物中的‘淀粉’。
既然是工程,就可以把玉米这种‘天然复杂工厂’,用各种各样的设备去节省一个个步骤,直接用二氧化碳合成淀粉。”
镜头画面一转。
夏卓开始演示二氧化碳合成淀粉的实验过程。
他先用电解水获得氢气,再让氢气和二氧化碳经过化学反应,生成甲醇,并将电能转换成甲醇中储存的化学能,再用生物酶催化剂将甲醇转换成二羟基丙酮。
经过八个步骤的酶反应后。
夏卓把它聚合成磷酸葡萄糖,最后转化为淀粉。
整个合成过程。
仅仅耗费4个小时。
夏卓面对镜头,科普道:“玉米从播种到淀粉成熟,大概耗费100天至150天,需要60个步骤的光合作用和化学反应,对太阳能量的利用效率不超过2%。
而人工合成淀粉,只需要11个步骤,就能完成,且能量转化效率提高3.5倍。
我所在的团队,在实验室里用1立方米生物反应器的年产淀粉类,大概相当于5亩土地种植的淀粉产量。
换言之。
如果二氧化碳合成淀粉,能够实现大规模工厂车间量产。
那往后就能为国家节省大量土地和淡水资源,保护地球环境,掀起农业领域的变革!”
电视机前。
谢震易教授,赞叹连连。
现阶段,全球有将近10亿人,面临严重的饥饿威胁。
夏卓实现二氧化碳合成淀粉,将彻底解决粮食危机。
功在当代,利在千秋!
这项技术,尽管目前离实际运用,还有很长一段距离。
但不夸张的说。
夏卓的这项科研成果,绝对是诺奖级别的!
……
电视画面里。
主持人康晖,播报道:“粤东省江们市,拥有一座位于地下700米洞室的中微子实验室。
该实验室,是星辰大学出资10亿元,建设的大科学装置。
它以测定中微子质量顺序、精确测量中微子混合参数,研究超新星、地球及太阳中微子,寻找质子衰变、不活跃中微子等为科学目标,对于人类了解物质微观的基本结构和宏观宇宙的起源与演化具有重要意义。
近日,星辰大学物理学院研一学生孙胜,利用中微子实验室中心探测器,观测到中微子震荡现象,从而证明中微子实际上存在微小的质量,推翻了标准模型的假定,为粒子物理理论的研究,指明了方向。
接下来,请收看详细报道……”
镜头画面切换。
星辰卫视外景记者任思雨,出现在中微子实验室,开始采访孙胜。
她采访道:“孙胜同学,你能和观众聊聊,什么是中微子吗?”
孙胜点点头,缓缓介绍道:“中微子是宇宙最古老最原始的一种粒子,充斥在整个宇宙中。
它的质量极其微小,几乎可以忽略不计,有因为不带电的特性,所以不受电磁力的影响,以至于能够在宇宙中自由穿梭。
它几乎不会与任何物质发生相互作用,又具有极强的穿透力,能够轻易地穿过地球以及人体等各种物质。
研究中微子这种特殊物质,能够帮助科学家追溯宇宙的起源,探索宇宙演化的秘密。
同时,通过中微子研究恒星的生命历程、超新星的爆发,还能揭示暗物质和暗能量的神秘面纱。
现实应用层面。
中微子可以用于深海潜艇与外界的通讯、星际间的远距离通信、军事领域的通讯安全、地质构造、石油勘探、寻找矿产、地震检测、新型医学影像技术开发等各种领域。
所以,掌握中微子技术,相当于拿到未来发展的先行券!
星辰大学斥巨资建立地下700米的中微子实验室,也是出于这些方面的考量。”
任思雨点点头,又问道:“孙胜同学,你观测到中微子震荡现象,具体意味着什么?”
孙胜如实说道:“科学界长期以来的实验,证实了三种中微子的存在,但一直没有测量到它们的质量。
我们在建立粒子物理标准模型时,就已经假定了中微子没有质量。
但我发现中微子震荡现象后,说明中微子的质量不等于0,意味着在粒子物理标准模型之上,还存在未知的新物理!”
听到这话。
任思雨眼前一亮,说道:“既然存在未知的新物理,岂不是今后又能在物理学领域取得新突破?”
“没错!”
孙胜笑着道:“所有物理学的重大突破,最终全部推动了文明的发展。
中微子具有微小的质量,反而为我们打开一扇通过全新物理世界的大门。
只要我们深入研究,迟早能发现全新的新物理规律!”
电视机前。
谢震易赞叹连连。
孙胜这次观测到中微子震荡现象。
该科研发现,和二氧化碳人工合成淀粉一样,同样是诺奖级别的成果!
……
电视画面里。
主持人康晖,继续播报道:“1915年,爱因斯坦提出广义相对论。
这一革命性的时空引力理论,带来神奇的黑洞和宇宙大爆炸等诸多预言,同时彻底革新了先前对时间与空间的理解。
广义相对论认为,时空就像是一张巨大的橡皮膜,有质量的物体会使时空发生弯曲,而这弯曲了的时空,则会反过来告诉物体如何运动,引力波就是时空弯曲程度的波动,由于它到达地球时已非常微弱,也被形容为‘时空涟漪’。
原则上,绝大多数物体的加速运动,都会产生引力波。
通常引力波的强度,极其微弱,很难被检测到。
只有非常剧烈的天体物理事件,才能够产生被人类仪器探测的引力波。
近日,星辰大学物理学院博一学生陆海文,在山茜省引力波探测大型地基观测装置内,成功探测到双黑洞合并所产生了引力波,取得里程碑式的科研突破,为探索宇宙打开了一扇全新的窗口。
接下来,请收看详细报道……”
镜头画面一闪。
星辰卫视外景记者任思雨,出现在镜头前。
她科普道:“观众朋友们,我现在所在的区域,便是星辰大学出资建设的山茜省引力波探测大型地基观测装置内。
用这台大科学装置总工程师郑耀教授的话说。
电磁波观察宇宙,是‘看’。
引力波观察宇宙,是‘听’。
既能‘听’又能‘看’,方能更全面的了解宇宙。
工欲善其事,必先利其器,
想要‘听’,必须建设一座堪称国之重器的大科学装置,来收听宇宙的脉动。
星辰大学出资建造的引力波探测大型地基观测装置,是迈克尔逊干涉仪。
它有两个相互垂直的干涉臂,但它又不是简单的迈克尔逊干涉仪,它个头非常大,集成了全球最尖端的技术。
它的真空度非常高,是标准大气压的一百亿分之一。
它的激光器噪声非常低,是日常噪声的十亿分之一。
它的地基引力波探测器,臂长10公里,是目前全球最长的引力波探测器。
它选用的光学镜片损耗非常小,300万的光子打到镜片上损耗仅一个光子。
它的面形非常卓越,要把一个直径是50厘米的镜片,打磨到光洁度达到一个原子直径的量级。
不夸张的说。
引力波探测大型地基观测装置,集最前沿技术于一身,是真正的大国重器!”
任思雨简单科普一遍后。
她开始采访星辰大学物理学院博一学生陆海文。
任思雨询问道:“陆同学,你是怎么发现引力波的?”
陆海文直言道:“我在观测时,意外发现来自于十几亿光年之外,两个黑洞合并的引力波信号。
我把这个人类探测到的首个引力波信号,称为xc0。
该信号,是两个黑洞碰撞合并产生的。
一个是36个太阳质量的黑洞。
一个是29个太阳质量的黑洞。
它们合并成一个62个太阳质量的超恒星级黑洞,释放了相当于无数颗原子弹同时爆炸的能量,从而顺利被引力波探测大型地基观测装置所捕捉到。
该引力波的信号,从20hz跃升到150hz的并合频率时,只用了不到0.2秒的时间。
借助于引力波探测大型地基观测装置。
我发现xc0,释放出的峰值功率,比可观测宇宙中所有星系的光度总和的十倍还要多。
如此巨大的能量意味着双黑洞系统在短短的一秒钟之内将重达3倍太阳质量,也就是大约600万亿亿亿千克的物质,通过质能方程E=mc2转化成了巨大的能量。
要知道,太阳——这对人类而言无比巨大的能量源——每秒钟也不过是把40亿千克的物质转化为能量。
两相比较,可谓悬殊巨大!
如果并合过程中释放的所有能量以可见光的形式辐射出来,那么即便它发生在10多亿光年之外,它仍将在一瞬间比满月更耀眼。
可是如此巨大的能量,在经过地球时,却仅仅耗散了10-17焦耳的能量,相当于一个x射线光子的能量。
如果没有引力波探测大型地基观测装置。
仅仅0.2秒的短暂时间。
我根本无法观测到!”
话音落下。
任思雨附和点头。
引力波,来无影,去无踪。
正是因为极难探测到引力波,至今仍困扰一代又一代的物理学家。
好在现在……
星辰大学物理学院博一学生陆海文,真正意义上做到了!
……
电视机前。
谢震易暗暗咂舌。
人类首次观测到引力波。
这同样是一项诺奖级别的科研成果!
……
接下来。
新闻里提到许多科研成果。
“星辰大学光电工程学院博一学生洪健,研发出超高分辨率显微镜,可以观测到生物细胞内单个分子的运动路径,使光学显微镜步入纳米时代!”
“星辰大学机械工程学院博一学生王简,率领团队研制出具有自主知识产权的磁流变抛光机床、离子束抛光机床两种超精抛光设备,达到‘亚纳米’层面,创造‘龙国精度’奇迹。”
“星辰大学材料学院研一学生徐艺,宣布在F掺杂的LaFeAso中,发现26K的超导电性,并通过稀土替换,成功将该结构体系的超导临界温度提升到40 K以上,并创下块体超导55K的记录,宣告发现新一类高温超导家族——铁基超导体!”
“……”
一系列的新闻看下来。
谢震易感慨万千。
以前,新闻上总是说星辰大学的本科生,有多么才华横溢,天赋绝伦。
但是很少有人说。
星辰大学的硕士研究生、博士研究生,也天资横溢。
而现在……
星辰大学的硕士研究生、博士研究生们,都在各学科领域取得耀眼的成就,其中不乏诺奖级别的科研成果。
由此可见。
无论是星辰大学的本科生、硕士研究生,还是博士研究生,都是那么的惊才绝艳,举世无双!