12月18日，中國科學院院士、香港中文大學（深圳）理工學院院長唐本忠在由《財經》雜誌、財經網、《財經》智庫、財通匯聯合主辦的“《財經》年會2023：預測與戰略”上指出，我們的生命科學已經到達了分子層次，人類身體裏的任何一個分子，化學家在實驗室都可以還原出來，但非常可惜的是，還沒法把這些分子“堆”成一個人，甚至“堆”成細胞都不行，還原是有極限的。分子之上還有無限廣闊的空間供我們開發，聚集體科學研究可以產生新的模型、新的假說、新的理論，幫助我們解決靠還原論沒法解決的問題。

中國科學院院士、香港中文大學（深圳）理工學院院長唐本忠

唐本忠表示，爲了推動聚集體科學的前進，希望中國科學家搭建一個平臺，讓全世界的科學家都可以在這個舞臺上表演。“我們辦了一本新的雜誌叫《聚集體》。中國科學家做了非常多漂亮的工作，但要投外國的雜誌，因爲我們沒有自己的平臺，所以中央號召我們一定要辦中國人的高端的科學雜誌，我們就辦了這個雜誌，我們希望不但要做好的研究工作，還要建好的平臺，把中國科學的聲音儘快向世界傳播。”

以下爲發言實錄：

唐本忠：謝謝《財經》年會給我這個機會跟大家交流一下關於科學研究的哲學反思與範式轉移。

我們知道，科學研究非常重要，科學研究其中有一個目的，就是了解自然，人們爲了瞭解世界，瞭解自然過程，大家從不同的角度看這個世界，建立了很多研究模型，在生命科學，特別是物質科學，一般會還原到分子層次，在科學研究的早期階段，人們曾經問過一個非常基礎的哲學問題。

兩百年前，意大利有個科學家叫阿伏伽德羅，它提出了分子的概念，什麼是分子呢？按照他的定義，就是幾個原子結合在一塊形成了分子。他當時提的這個假說非常重要，但很遺憾的是，他19世紀初提出這個概念，當時的科學界認爲他在胡說，一直到他去世以後，英國有個大科學家叫麥克斯韋，麥克斯韋在《自然》雜誌上發了一篇文章叫做《分子》，這篇文章裏，麥克斯韋定義了什麼叫分子？他的定義，分子就是一個特定物質的最小的部分。麥克斯韋提出這個概念，科學界接受了，這是大概150年前的事情，從這個意義上講，現代科學的歷史是沒有那麼長的，也就是一兩百年的時間，雖然科學研究的歷史好幾千年。

麥克斯韋關於分子的定義，從某種意義上講，推動了科學研究的進步。現在是怎麼定義分子呢？我們一般說一個科學術語、一個名詞，它的定義最好找字典，說分子就是物質最小的粒子，有這個物質所有的性質。這個定義非常重要，奠定了分子主義或分子論，或分子科學認識論的基礎，這就是我們現在搞化學研究的人研究分子，分子化學、分子物理、分子材料，所有的東西組合起來叫分子科學。分子科學在今天還是在物質科學裏占主導地位的一種認識論或研究哲學。

這個哲學叫什麼呢？叫還原論。哲學辭典上怎麼定義還原論呢？任何一組實體都可以把它還原到另外更加簡單或更加基礎的實體。換句話說，一個整體不是任何其他的東西，只是它的部分之和，或者用更簡單的語言來講，就是1+1=2，1+1=2從某種角度上講是對的，但我今天要講它的侷限、不足，分子科學是現代研究的一個範式，現代科學研究一個佔主流的範式。

爲了回答分子科學的侷限性，我講另外一個哲學，叫整體論。整體論的定義和還原論的定義恰好相反，即給定一個體系的所有的性質是不可以僅僅靠理解它的部分而加以理解，或加以解釋的，整體不是由部分來決定的。還原論說整體由部分決定。並且進一步說，系統作爲一個整體，會決定你的部分的行爲，前面還原論說部分決定整體，部分加在一塊變成整體，整體論說不對，整體決定部分。還原論現在佔科學研究的主流，但整體論的哲學不是一個新的哲學，而是一個很古老的哲學。

怎麼說呢？春秋戰國，我們中國有些先者，老子是影響世界的東方聖者，是中華哲學的第一人。老子說道生一，一生二，二生三，三生萬物，實際上他在講從漸變到突變的概念，一到二，二到三，但三就變成一萬了，這個地方有個量子的跳躍。老子舉了一個例子，九層之臺，起於累土，合抱之木，生於毫末。這是我們中國先賢老子提出的。

和老子同時代的亞里士多德說，整體可以大於部分之和，意思是1+1大於2，西方經常講TEAM，TEAM經常是這樣的說法，叫我們每個人在一起可以發揮更大的作用，還原論是有它的問題的。我們知道，馬克思主義哲學有一個非常重要的論點，叫做量變引起質變。美國科學家哈佛大學的教授安德森，1972年在《科學》上發了一篇文章“多了就不一樣”，他說大而複雜的聚集體的行爲是不可以僅僅靠把這幾個粒子的性質簡單外推而加以理解的。”還原論是外推，安德森說不對，不可以這麼做，不可以把這些小的東西往外推得到整體的性質。他說，在複雜性的每一個層次都會有嶄新的性質出現，這就是馬克思主義的量變引起質變，東西多了之後，質就會發生量子性的跳躍，不是1+1=2。

把剛纔講的東西稍微整理一下，分子科學是什麼意思呢？一個分子有這種性質，分子由分子組成的聚集體會有這種性質，這是一對一的關係。分子搞清之後，由分子組成的物質就搞清楚了，這叫分子科學。

這裏我舉個兩個反例，一個是聚集淬滅發光，什麼意思呢？比如一個分子可以發光，聚集之後，聚集形成的物質完全不發光，聚集把發光淬滅掉了，分子有這個性質，但由分子組成的物質沒有這個性質。

另外一個例子叫做聚集誘導發光，這也是一個蠻古老的現象，分子不發光，但分子的聚集體或由分子組成的物質可以發光，這是0到1的關係，上面是1到0。顯而易見，這兩個系統都沒法由分子論解釋，特別是聚集誘導發光，分子不發光，學生一般肯定把它扔掉了，公司的老闆也不會繼續往下做，不會做手機的顯示器，手機的顯示器叫OLED，這實際上是分子的聚集體組成的薄膜。按照分子論，如果在實驗室做的分子不發光，你一定不會做這個器件，這不光是哲學的問題，我們經常說哲學指導我們的行爲，有這個研究範式，我相信有很多很好的東西都被科學家扔掉了，因爲分子層覺得沒有這個性質就扔掉了。在製藥界，藥的納米離子藥效比藥的分子藥效好，很多人看到了這些，但沒有把它好好的整理。所以我這裏提了一個聚集力科學，不是分子論。

ACQ是什麼意思呢？把它融在溶液裏，它會閃閃發光，加水一聚集，發光就沒了。AIE，剛開始分子是不亮的，聚集以後它就閃閃發光了，這兩個東西恰好相反，是沒法用分子論解釋的。

有些細節就不詳細講了，我主要講分子論到聚集體論，本來是講AI的工作機制的，今天的聽衆都是業界的領袖，不一定是具體做科學研究的，所以具體的東西就不談了。

一旦我們提出聚集體論，就可以做很多在分子層次做不了的事，比如合成很多分子，單個分子不發光，聚集之後閃閃發光，顏色可以從藍色到綠色、黃色、橙色、紅色等等，並且量子效率高達100%，量子效率就是非常非常亮。我們科學家現在在實驗室，不管是做物理的還是做化學的，都是研究分子，爲什麼研究分子？分子科學的概念告訴我們，把分子搞清楚之後什麼東西都搞清楚了。實際上真正是很少用單個分子的，像手機的屏幕，是分子的聚集體。我們現在發現，越聚集發光越好，就可以做很多很多事情，比如給它一個刺激發光的顏色、強弱就變了，以前的液晶是不發光的，現在可以讓液晶閃閃發光，可以做OLED，將來手機就可以是三維的顯示，可以做光波導，控制光怎麼跑，以後可以做光子計算機，可以做指紋，可以讓病毒閃閃發光。如果做成水溶性，打到身體裏是不亮的，一聚集就可以閃閃發光，可以告訴你身體裏有沒有病毒，有沒有癌細胞，你的線粒體是不是健康，你的癌細胞在身體裏怎麼跑，血管有沒有堵住，腦蛋白有沒有纖維化，因爲老年癡呆症就是腦蛋白纖維化，所以可以做很多很多事情。

我提的聚集科學實際上是聚集的層次研究結構和性質的關係，同一個分子結構聚集的形式不一樣，發光的顏色完全不是一回事。現代的有機觀念理論，說一個東西要發光，必須要有供熱的，這些東西非常難降解。我們現在發現我們喫的飯、穿的衣服、組成身體的蛋白，在分子層次不發光，但聚集之後閃閃發光。比如海藻，發光。我們喫的麪包，分子不發光，聚集以後發光，這是我們穿的衣服。

機理就不講了，我的時間差不多了。以前純有機的東西是發銀光，但在聚集以後可以，還可以產生活性氧，活性氧是什麼呢？見到什麼殺什麼，老鼠身上有沒有腫瘤？有沒有癌症？可以告訴你，我們一邊看一邊把它殺死，還可以做光熱，一照了以後，溫度升起來就把癌細胞殺死了。可以做海水淡化，每小時每平方米可以產生大概5公斤的水，我們可以做蔬菜工廠。我們的身體不喜歡紫外光，但合成可見光，植物就生長了，生長的速度增加800%，什麼意思呢？大氣裏的二氧化碳就不夠用了，現在講雙碳，減排限排，但我們可以變廢爲寶，一箭多雕。

範式轉移，從分子科學到聚集體科學，在分子層次很多做不了的事，在聚集層次可以做得到，這裏有個叫生物AIE，我們發現很多種草藥都是AIE的，單個分子不亮，聚集之後閃閃發光。人喫了藥，藥到什麼地方，我們不知道，藥有沒有起作用？我們也不知道，藥發光的話，它一旦起作用之後發光的顏色和強弱會發生變化，我們可以完全把它搞清楚。我們還可以讓它跑到腫瘤上去，把病毒殺死，正常的細胞沒有什麼影響。

我就不詳細講了，還有很多在聚集的科學層次的一些哲學問題，比如有協同論，有湧現論，湧現論就是從無到有。還有多元論，舉一個例子，比如這個分子是完全不發光的，但聚集之後會生成無定形的聚集體，可以生成各種結晶，發各種不同顏色的光，一個不發光的分子聚集以後可以做好多好多事情。並且做成納米之後，納米粒子中間排的很緊就可以發光，可以做生物成像，納米粒子外面的東西可以動，五六十度癌細胞就能燒死。所以，一個分子的聚集體可以做好多好多不同的事。

分子與生命，我們生命科學已經到分子層次，身體裏的任何一個分子化學家在實驗室都可以還原出來，但非常可惜的是，還原到分子層次，但沒法把這些分子堆成一個人，甚至堆成細胞都不行，還原是有極限的，我們現在把中國古老的哲學，比如我們的中醫中藥就是整體論，中醫是不是頭疼醫頭，腳疼醫腳的。分子之上還有無限廣闊的空間供我們開發，聚集體科學研究就可以產生新的模型、新的假說、新的圖、新的理論，會假設我們對自然的理解，可以幫助我們解決靠還原論沒法解決的問題，當然它會產生一些新的原理，新的工作機制，這些東西會知道我們設計新的聚集體系，開發新的先進功能材料。

爲了推動聚集體科學的前進，中國科學家到目前爲止一直是外國科學家搭個平臺我們在上面表演，我希望中國科學家搭一個平臺，讓全世界的科學家都在這個舞臺上表演。我講的這個聚集體在分子之上，分子稍微一聚集就到納米層次了，但納米是外國科學家搭的平臺我們在上面表演，我們現在是納米、微米、毫米全部都可以當成聚集體科學進行研究，我們辦了一本新的雜誌叫《聚集體》，我們響應中央的號召，中國科學家做了非常非常多漂亮的工作，但要投外國的雜誌，很多東西一投就給牆壁掉了，因爲我們沒有自己的平臺，所以中央號召我們一定要辦中國人的高端的科學雜誌，我們就辦了這個雜誌，這個雜誌現在已經非常好了，綜合化學、綜合材料和物質化學三個領域首屈一指的雜誌，我們希望不但要做好的研究工作，還要建好的平臺，把中國科學的聲音儘快向世界傳播。

我是去年4月份從香港科技大學回到深圳，回來一年半的時間，我們馬上又組織了一個很大的團隊，感謝我團隊的老師和合作夥伴，還有博士後、博士生。

謝謝大家！

責任編輯：梁斌 SF055