你知道，每秒钟有多少个暗物质粒子穿过你的身体吗？
你知道，我们能在芯片中模拟人体器官功能吗？
你知道，真空其实并不空吗？
在刚刚过去的第十二届腾讯科学WE大会上，包括中国国家最高科学奖得主、诺贝尔奖获得者等在内的几位国内外顶尖科学家，在成都科幻馆请科学爱好者们吃了顿大餐：
从量子物理、时空旅行、暗物质，到大脑神经、生物工程......多个领域的最新突破性进展令人叹为观止。
本届WE大会的主题是“科技树：转折点”。正如电影《流浪地球》系列导演郭帆在开场独白中所说——
“那些看似遥远的理论，都成为了改变人类历史的转折点，昨天的科幻，也许就是明天的现实。”
接下来，就给你盘点下今年WE大会的硬核好料——
从车辆中的速度计、到刷信用卡用的磁卡阅读器，普通人的生活都离不开霍尔效应——
当将携带电流的固体材料引入垂直于电流方向的磁场时，会产生横向电场，从而产生电压的神奇现象。
1879年，霍尔同学（当时24岁博士生在读）发现了这个现象。
后来他又想到，如果不需要外部磁场、把实验材料换成自带磁场的材料，会怎么样呢？于是，经过试验，他把材料换成本身具有磁性的铁，发现了反常霍尔效应。
自那以后，物理学和材料学都打开了新的大门。
100年以后，德国物理学家冯·克利青把研究的材料从金属变成半导体硅，结果他就发现了量子霍尔效应。
而在一代代科学家们不断的实验中，用到了硅、砷化镓、石墨烯......人们观察到了不同版本的量子霍尔效应，并为之沸腾——这有望为电子器件、信息技术、能源等领域带来源源不断的突破！
但随之而来的是一个大问题：量子霍尔效应需要非常强的磁场来实现，比地球磁场强20万倍！这出了实验室不就熄了火？有没有反常霍尔效应的量子版本救一下？
这个就是薛其坤院士及其带领团队的工作了：2012年，他们生长出完美的磁性拓扑绝缘体材料，在世界上首次发现了不需要外加磁场、只需要这种材料本身的磁性而导致的量子霍尔效应，或者叫量子反常霍尔效应，实现了从0到1的突破。
要知道，能够承载量子反常霍尔效应的磁性拓扑绝缘体材料需要同时具备三种看似互相冲突的特性：
磁性（内部的电子自旋排列整齐，大部分磁性材料导电，电子可以自由移动）
拓扑性（表面或边缘可以导电，而内部绝缘）
绝缘性（不能传导电流，内部的电子被束缚住）
主打一个既要又要还要，就像让一个运动员同时干了全红婵、孙颖莎和潘展乐的活。
结果，薛其坤院士带领团队通过紧密合作，经过艰苦的探索，花了4年多制备了1000多个样品，终于观察到了量子反常霍尔效应。
这也被物理学家杨振宁称为“第一次从中国物理学实验室里做出来的‘诺奖级成果’”，让中国量子科技处于世界第一梯队。
回顾自己的成长，薛其坤院士认为，追求极致、永无止境是极其重要的，需要把握好每一个实验的每一个细节。但是要做到这一点，就需要我们勤奋努力，持之以恒。
他也用一句古人的智慧鼓励追逐科学的年轻人们：
不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海。
今年的WE大会上，老熟人基普·索恩激情返场！
看过电影《星际穿越》的科幻迷们，一定对作为科学顾问的他不陌生。他对引力波观测有着重大贡献，并正不断探索黑洞、虫洞、时间机器的可能性。
这次，他就分享了一个令人惊奇的发现：我们宇宙的卷曲面和它的物质面通过真空涨落紧密相连。
物质世界很好理解，但啥叫宇宙的弯曲？基普举了个例子——黑洞。
我们知道，黑洞由卷曲的空间和时间组成。你可以想象一下，一张有弹力的蹦床里砸进去一块大石头，是什么样？
那真空涨落是什么呢？基普又举了个例子：
拿出一只盒子，取走所有可以取出的东西，只留下真空。而根据量子物理定律，真空中一定包含微小的波动，所有可能存在于盒子里的东西，都会随机地闪进闪出，比如光、X射线和伽马射线......以及电子、正电子、质子和中子的随机波动。
俄罗斯著名的物理学家雅可夫·泽尔多维奇曾说，只要遇到迅速收缩，或者是迅速膨胀或扭曲的空间，“真空涨落”就会开始胡吃海喝，吸取能量（将自身转化为实际物质粒子）。
基普的老朋友霍金受此启发提出：黑洞在诞生过程中，会将“真空涨落”转化为辐射，并在此后的数百万年中，逐渐从黑洞的世界中陷落释放出来。
而其他科学家们也推测，宇宙在其诞生早期以指数级速度快速膨胀，并利用物理定律证明，如果宇宙确实存在暴胀，那么从大爆炸奇点中产生的真空涨落，从膨胀的空间中吸取了恰到好处的能量，通通转化成了今天充满宇宙的物质和辐射！
最后，基普还是聊到自己的“老本行”：虫洞和时间穿越。在他看来，真空涨落的这种特性，也许可以被用来制造具有负能量的奇异物质来维持虫洞的开启。但这是不是真的可行呢？
这就要等年轻的科学家和工程师们共同发现了。
此时此刻，每秒钟，大约有多少个暗物质粒子正在穿过我们每个人的身体？
答案是大约1亿个，但你浑然不知。
与普通物质不同，暗物质不跟光发生作用，也不参与强相互作用。所以它们可以隐身，穿透性还特别强。那它们为什么重要？
按照引力理论推断，越往星系外侧，恒星绕着中心的旋转速度应该大幅度降低，但实际上观测到的并不是这样！到了星系的边缘，旋转速度还是非常高速。科学家们认为，必须在星系中塞入一些我们看不见、摸不着的全新“暗物质”才能解释。
反言之，没有这些暗物质提供的引力相互作用，整个星系就会分崩离析。
宇宙中95%是暗物质和暗能量，捕捉到暗物质将带来人类认识宇宙的重大飞跃，甚至可能带来新的物理学革命！
那要咋找呢？
目前，探测暗物质的方法主要有三种：直接探测、间接探测、对撞机探测。
直接探测，就是把一个非常灵敏的探测器放到一个非常安静的环境中，等待暗物质粒子到达探测器和原子碰撞以后，捕捉碰撞后原子的反冲信号。
刘江来先生在做的，就是直接探测实验。他投身到位于中国锦屏地下实验室的PandaX暗物质实验，尝试寻找暗物质的踪迹。
这可是国内首个大型液氙暗物质地下直接探测实验，也是世界上最深的暗物质实验室——在地下2400米！
极深的地下，能够屏蔽来自地表的宇宙射线，但是锦屏山的山体又像是一个漏筛一样，让所有暗物质都可以漏过去，跑到探测器中。
而在地下不断“深挖”暗物质的过程中，科学家们也有了重大收获：
PandaX-4T实验，给出了世界最好水平的暗物质-核子相互作用上限，并发现太阳中微子和氙核弹性散射迹象。未来，实验还会继续升级。
最后，刘江来先生借用了《三体》的一句话：“弱小不是生存的障碍，傲慢才是”。
我们对于宇宙知道得还是太少了，所以我们要保持谦虚，不停止探索和理解它。
你身边有没有那种从来不迷路的人？（羡慕死了）
那你有没有想过，我们的大脑是怎么“导航”的？
梅-布里特·莫泽女士就是研究这方面的行家，2014年，她作为“网格细胞”发现者之一，获得诺贝尔生理学或医学奖。
我们知道，大脑里有数十亿个神经细胞，它们工作的时候会发出“电信号” 。而网格细胞十分神奇，它们具有显著的空间放电特征，能形成一个覆盖整个活动空间的网格图案，以类似等边三角形的结构为最小单位。
当动物自由移动时，不管是停下来、转弯还是飞速前进，它们都能非常规律地在特定位置精确地发出电信号。
也就是说，网格细胞是你大脑里的一种空间编码方式，它们形成了一个坐标系，让大脑能像GPS一样不断标记事件的位置。
而这也带来了许多新的问题：
这样的能力能否通过后天学习形成？
这种细胞能否为阿尔兹海默症的治疗带来新的可能？
正是这些源源不断的好奇，让莫泽女士在科学道路上沿着心中的地图不断奔跑。
就像她最喜欢的皇后乐队的一首歌曲《I Want It All》里唱的那样——
“我要为未来找到一条路，我统统都要，我现在就要”
一出场，唐纳德·英格伯先生就掏出一块类似透明的手机卡一样的东西。
没错，虽然长得不像任何器官，但它确实就是一块“器官芯片”。
器官芯片中铺着人类的活细胞，你可以把它看作是一个人体活器官的三维切片，具有该器官的核心功能。
目前，全球的科研人员几乎开发了你能想到的每一种器官的芯片模型，并证实它们能够模拟特定器官的功能，比如淋巴结中的免疫反应、肝脏的代谢功能、肾脏的排泄功能等等。唐纳德·英格伯先生和团队甚至成功开发出集成大脑、心脏、肠道、肝脏和肾脏等多个器官芯片的“人体芯片”！
而在实际应用中，这些器官芯片可以使药物开发过程更快速、更经济，也让药物更加安全。
比如，测试结果显示，肝脏芯片在预测药物肝毒性方面的准确率比动物模型高出7到8倍。而且，测试还做了成本分析，估算如果用人类肝脏芯片替代动物实验，每年可以为制药行业节省20到30亿美元。
而未来，科学家们甚至可能为各类患者群体定制专属“人体芯片”用于药物测试，最终实现疾病的个性化精准医疗！
这是WE大会的第十二个年头。作为走过“一轮”的纪念，我们也送给所有人一份礼物：
一棵不断生长的“科技树”。
WE大会现场，腾讯发布了腾讯混元大模型支持的“科技树”线上产品。只要打开腾讯元宝APP或小程序，你就能通过指尖点击触摸，详细探寻人类科技史重要事件的脉络关系链。未来，“科技树”还将落地腾讯前海新总部的腾讯科技馆，到时候，你就可以来线下与实体的“科技树”互动了。
十二年来，WE大会邀请了宇宙学家霍金、数学物理学家彭罗斯、图灵奖获得者姚期智、量子物理学家潘建伟等近百位全球顶尖科学家及科技工作者，将宇宙学、理论物理、生命科学、地球科学、空天科技、信息科技、智能制造等十多个领域的基础科学研究成果及前沿应用分享给每一位热爱科学的普通人。
也许，看过2013年第一届WE大会的孩子，已经走上了探索未知奥秘的道路；而昨天，又有许多好奇的种子埋下，等待有一天长成新的参天大树。
