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近日，2019年新當(dāng)選中國科學(xué)院、中國工程院院士結(jié)果揭曉。 北京大學(xué)7人當(dāng)選，位居全國高校之首。 北京大學(xué)物理學(xué)院高元寧教授、北京大學(xué)前沿交叉學(xué)科研究院唐超教授、北京大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院張繼平教授、化學(xué)與分子學(xué)院張進(jìn)教授北京大學(xué)工程學(xué)院、北京大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院彭連茂教授新當(dāng)選。 他是中國科學(xué)院院士。 北京大學(xué)人民醫(yī)院胸外科王軍教授和北京大學(xué)第三醫(yī)院血管醫(yī)學(xué)研究所董爾丹研究員新當(dāng)選中國工程院院士。 至此，北京大學(xué)現(xiàn)有中國科學(xué)院院士83人，中國工程院院士18人。
在身邊聽老師教誨真好，在未名湖邊讀書真好。 一代代北大學(xué)子為我國科學(xué)技術(shù)和工程科技的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。 北京大學(xué)官方微信邀請您了解新晉院士故事，邂逅北大品格、家國情懷、科學(xué)精神。
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生活的數(shù)學(xué)語言是什么？
生命的物理原理是什么？
2019年11月舉行的“中美聯(lián)合培養(yǎng)物理研究生項(xiàng)目”40周年大會閉幕式上，北京大學(xué)前沿交叉學(xué)科研究院唐超教授提出了幾個發(fā)人深省、看似“無解”的問題在他演講的最后。 這是生命科學(xué)領(lǐng)域最前沿的問題之一，也是唐超從事跨學(xué)科研究以來探索的主要方向。
唐超在統(tǒng)計物理、凝聚態(tài)物理、非線性科學(xué)、復(fù)雜系統(tǒng)、物理生物學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)等領(lǐng)域做出了許多開創(chuàng)性的工作，其中許多被寫入教科書。 他是同學(xué)們心中的“科學(xué)大神”。 他以其獨(dú)特的“科學(xué)品味”，致力于用物理思維和方法研究生物問題，探索生命系統(tǒng)中的定量規(guī)律和設(shè)計原理。
唐超接受北大電視臺采訪，暢談心中的中國夢和北大夢
讓我們走得更近一些
新任中國科學(xué)院院士
北京大學(xué)講座教授
前沿交叉學(xué)科研究院執(zhí)行院長
定量生物學(xué)中心主任
唐超教授
感受同學(xué)心中的北大“男神”
獨(dú)特的科學(xué)品味
物理學(xué)家的生命科學(xué)探索之路
中學(xué)時科物理學(xué)家，他最喜歡物理，進(jìn)入中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理系是他的夢想。 但高考那年，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)和北京大學(xué)的物理系并沒有在江西招收學(xué)生，所以唐超就進(jìn)入了力學(xué)系。 出于對物理的熱愛，他在大學(xué)里自學(xué)了大量物理，并經(jīng)常在物理系旁聽課。
20世紀(jì)80年代，李政道啟動了一個項(xiàng)目，圓了唐超的“物理夢”。 該項(xiàng)目由中美兩國通過專門招生渠道聯(lián)合開展，每年選拔百名左右的國內(nèi)大學(xué)生赴美攻讀博士學(xué)位。 唐超作為第一批留學(xué)生來到美國，在芝加哥大學(xué)學(xué)習(xí)統(tǒng)計物理。
唐超的導(dǎo)師、統(tǒng)計物理大師卡丹諾夫?qū)λ绊懮钸h(yuǎn)。 “我們經(jīng)常只是聊天，研究方向就會被透露。” 芝加哥大學(xué)討論式的科研和教學(xué)氛圍，超越學(xué)科界限、聚焦科學(xué)問題的思維方式，嚴(yán)肅、嚴(yán)謹(jǐn)、深入的研究風(fēng)格，不僅為唐超樹立了榜樣。這奠定了扎實(shí)的物理學(xué)基礎(chǔ)，也培養(yǎng)了他敏銳的“科學(xué)意識”和批判性思維能力，形成了他日后的學(xué)術(shù)風(fēng)格。
很快，布魯克海文國家實(shí)驗(yàn)室的博士后唐超在自組織臨界性問題上取得了出色的成果——這是他在研究生時期就非常感興趣的方向，在學(xué)術(shù)界引起了不小的轟動。學(xué)術(shù)界。 反響很大。
1991年，唐超在NEC普林斯頓研究所工作。 這里沒有研究限制，只有充分的自由和空間。 趁著這個機(jī)會，唐超開始探索新的領(lǐng)域。 他敏銳地感覺到自然界最復(fù)雜的生命現(xiàn)象可以提供新的“材料”。 唐超開始涉足生物問題，“發(fā)現(xiàn)它們很有趣”。
在他看來，生命科學(xué)還有很多值得探索的領(lǐng)域，但又有些“令人費(fèi)解”。 于是，他開始參加各種小組會議和閱讀生物學(xué)文獻(xiàn)，度過了“苦樂參半”的半年時間。 他很享受探索的過程，卻又為“找不到研究課題”而苦惱。
真正的轉(zhuǎn)折點(diǎn)發(fā)生在一次關(guān)于蛋白質(zhì)折疊的學(xué)術(shù)講座上。 演講者是斯坦福大學(xué)研究超導(dǎo)物理的教授。 他的研究興趣從物理學(xué)轉(zhuǎn)向生物學(xué)。 “我突然靈光一現(xiàn)，”唐超恍然大悟，“我們能不能用統(tǒng)計物理方法來研究蛋白質(zhì)折疊問題？” 這就是他偶然發(fā)現(xiàn)了自己在生命科學(xué)領(lǐng)域的第一個課題——這個問題也促使唐超后來提出了一個新概念，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)可設(shè)計性的概念。
“生命現(xiàn)象是肥沃的土壤，可以孕育新的物理學(xué)、數(shù)學(xué)、計算機(jī)科學(xué)等。” 蛋白質(zhì)折疊的研究開啟了唐超的跨學(xué)科研究之旅。 他試圖用物理思維和方法解決更多生命科學(xué)領(lǐng)域的問題，從此“一發(fā)不可收拾”。
“是時候?yàn)閲铱蒲凶龀鲐暙I(xiàn)了”
自2005年起，唐超在加州大學(xué)舊金山分校（UCSF）任教。 這里不僅有最優(yōu)秀的生物學(xué)家，還能接觸到最前沿的生物學(xué)話題。 唐超參與了招聘、科研、教學(xué)、管理等方面的工作，并幫助UCSF確立了系統(tǒng)生物學(xué)的研究方向。
六年后，事業(yè)如日中天的唐超突然決定回國。 當(dāng)時，中國的交叉學(xué)科在理念和科研環(huán)境上與國外存在很大差距。
“改革開放和留學(xué)改變了我的人生軌跡，也改變了整個國家的命運(yùn)，現(xiàn)在，是我為推動國家科研事業(yè)做出貢獻(xiàn)的時候了。”
在唐超看來，國內(nèi)形勢發(fā)生了很大變化，國民經(jīng)濟(jì)、國力、國家科研投入都比以前強(qiáng)大了很多。 事實(shí)上，自20世紀(jì)90年代以來，唐超頻繁往返于美國和中國之間，在一些大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)講學(xué)并參加學(xué)術(shù)會議。
1999年科物理學(xué)家，唐超受李政道委托，開始籌建理論生物學(xué)中心，即定量生物學(xué)中心的前身。 起初，他每年都會回國兩三個月，直到2011年，他和家人回到中國。 回國后專職擔(dān)任定量生物學(xué)中心主任、北大-清華生命科學(xué)聯(lián)合中心（北京大學(xué)）學(xué)術(shù)委員會主任。
“今天的生物學(xué)有很多原理、公式和數(shù)學(xué)方程，但未來更有可能出現(xiàn)新的‘生命數(shù)學(xué)語言’和新的‘生命物理學(xué)??’。如果我們堅(jiān)持打破學(xué)科界限研究生命現(xiàn)象，影響將會是巨大的。”
唐超帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)利用北京大學(xué)的多學(xué)科優(yōu)勢，集中在數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、工程、生物和信息科學(xué)等領(lǐng)域的研究力量，開展并推動了定量系統(tǒng)生物學(xué)研究的一系列進(jìn)展。
唐超課題組將非線性動力學(xué)的概念應(yīng)用于生物調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，提出了生物系統(tǒng)魯棒性的理論解釋，為細(xì)胞周期、細(xì)胞命運(yùn)決定、干細(xì)胞重編程等生物學(xué)問題提供了新的定量視角。 。 他們還利用統(tǒng)計物理思維方法研究生物網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑c功能之間的關(guān)系，并找出通用的設(shè)計原則。
2002年李政道先生與理論生物學(xué)中心部分成員合影
理論生物學(xué)中心的發(fā)展得到了社會各界的肯定和好評。 不僅被評為教育部第一批創(chuàng)新研究團(tuán)隊(duì)，還于2007年、2008年成為首個獲得國家自然科學(xué)基金委支持的“跨學(xué)科”創(chuàng)新研究群體，并得到了北京市的支持。交叉學(xué)科重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)。
“我有兩個孩子，一個上初中，一個上高中。回國對他們來說是一個很大的犧牲，但他們還是和我一起回來了。我的妻子除了北京的空氣有點(diǎn)差之外，沒有其他抱怨。”壞的。” 更令唐超感動的是家人的支持。 他全身心致力于國內(nèi)交叉學(xué)科建設(shè)。
培養(yǎng)具有“科學(xué)品味”的復(fù)合型人才
唐超將導(dǎo)師卡丹諾夫?qū)捤啥謬?yán)謹(jǐn)、深入的培養(yǎng)理念“復(fù)制”到了定量生物學(xué)中心和北大-清華生命科學(xué)聯(lián)合中心的學(xué)生培養(yǎng)、科研人才管理、招生等各個環(huán)節(jié)。
他多次用“科學(xué)品味”來形容對學(xué)生的要求。 “科學(xué)品味是對科學(xué)問題的敏感性，以及知道如何提出好的科學(xué)問題。” 在他看來，自由輕松的氛圍還有助于培養(yǎng)思考精神和科研熱情，這與知識和技能同樣重要。
唐超全職回到北大后，培養(yǎng)了第一批博士生
“我們每周都會討論一篇別人寫的文章，大家一起評估這項(xiàng)研究是否做得正確、解決了哪些問題、是否有趣。 這些都是提高我們科研品味的過程。”
兩個研究中心為創(chuàng)新型復(fù)合型人才的成長提供了“寬松優(yōu)質(zhì)的土壤”。 無論發(fā)表文章，均采用五年評價制度。 在唐超看來，這樣的制度可以讓大家靜下心來思考一些長期且有意義的工作。
無重大限制、無年齡限制、無考試……生命科學(xué)聯(lián)合中心看似“放任”的招生模式，實(shí)際上是嚴(yán)格而苛刻的。 沒有專業(yè)限制，因?yàn)槲覀兿Ｍ麑⒄猩尘巴卣沟缴茖W(xué)之外； 沒有年齡限制，不限于應(yīng)屆本科生，更有利于發(fā)現(xiàn)更有經(jīng)驗(yàn)的人才； 沒有考試，意味著一種新的評價模式——學(xué)生有多次PI面試，需要回答廣泛的問題，這樣可以更準(zhǔn)確地了解和掌控學(xué)生的素質(zhì)。 “我們希望將學(xué)生從考試中解放出來，培養(yǎng)他們發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。”
唐超和實(shí)驗(yàn)室同學(xué)在北京大學(xué)定量生物學(xué)中心年會
近年來，擔(dān)任前沿交叉學(xué)科研究院執(zhí)行院長的唐超將自己的理念拓展到了更廣闊的領(lǐng)域。 研究所10個中心涵蓋數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)、工程等多個學(xué)科交叉研究領(lǐng)域，聚集了一大批學(xué)科帶頭人和青年學(xué)術(shù)骨干，開展各類前沿問題的研究和科學(xué)技術(shù)的突破。 這方面取得了一系列重大研究進(jìn)展。
研究所各中心每年在各類學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表大量研究成果。 各中心先后承擔(dān)了“863計劃”、“973計劃”、“國家自然科學(xué)基金”、“國家重大科技專項(xiàng)”等國家、省部級科研項(xiàng)目數(shù)百項(xiàng)，并榮獲多次獲得國家自然科學(xué)獎和國家技術(shù)發(fā)明獎。
“要實(shí)現(xiàn)真正的跨學(xué)科跨學(xué)科工作，還有很多工作要做。” 唐超的探索之路從未停止過。 “我希望有一天我們的學(xué)科概念會變得更加淡化，所有學(xué)科都完全連接起來，交流會更加順暢，我們甚至不需要設(shè)立跨學(xué)科學(xué)院。 這樣的機(jī)構(gòu)。”
到那時，“什么是生命的數(shù)學(xué)語言”和“什么是生命的物理學(xué)”也許就不再是問題了。
人物卡
唐超，北京大學(xué)物理學(xué)院講座教授、前沿交叉學(xué)科研究院執(zhí)行院長、定量生物學(xué)中心主任、北大-清華生命科學(xué)聯(lián)合中心學(xué)術(shù)委員會主任（北京大學(xué)）。
唐超教授在統(tǒng)計物理、非線性科學(xué)、復(fù)雜系統(tǒng)、物理生物學(xué)等領(lǐng)域開展了許多開創(chuàng)性工作。 近年來，他專注于運(yùn)用物理思想和方法研究生物問題，探索生命系統(tǒng)的定量規(guī)律和設(shè)計原理。
2019年11月22日當(dāng)選為中國科學(xué)院數(shù)學(xué)物理部院士。
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采訪：韓芳、陳詩月、王艷、吳征、王鵬、劉啟元
文：王艷
攝影：王甜甜
資料圖：受訪者提供
視頻：北京大學(xué)電視臺 趙丹
排版：肖宇
