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中大重大科研成就综览:五大里程碑、国家级平台与突破年表

科研 约 10,246 字 · 21 分钟 更新

谈中大的科研,绕不开两座高峰:一座通向诺贝尔物理学奖(高锟的光纤),一座通向拉斯克奖(无创产前诊断)。它们之外,还有香农奖、AI 独角兽与盐碱地里的大豆。本文先用一张总图把五项世界级突破串起来,再交代支撑这些突破的国家级平台、拨款与评审表现,以及一条重点突破年表。每项突破的科学纵深,另有专文细叙。


一、五项世界级突破:一张总图

中大最具世界级显示度的科研,横跨医学、物理、信息论、人工智能与农业生物技术。下表是一张索引;其后逐项展开「背景 → 突破 → 影响 → 荣誉/产业化」。

突破 关键人物 最高荣誉 专题
无创产前诊断(NIPT) 化学病理学讲座教授(NIPT 发明人) 2022 拉斯克奖 生命科学与医学突破
光纤通讯 高锟 2009 诺贝尔物理学奖 见下「光纤」节
网络编码 杨伟豪 2022 香农奖 信息与工程突破
深度学习人脸识别 汤晓鸥 商汤科技(独角兽) 信息与工程突破
耐盐大豆基因 林汉明 Nature Communications 2014 农业生物技术

医学方向(消化疾病、SARS/新冠)详见 生命科学与医学突破;医疗机器人详见 医疗与多尺度机器人


二、无创产前诊断(NIPT):血浆里的胎儿密码

背景。 二十世纪末,要判断胎儿是否患唐氏综合征(21 三体)等染色体异常,临床上只能依赖羊膜穿刺或绒毛膜取样——用长针穿过孕妇腹壁取样,带有流产风险。能否在不施针的前提下读取胎儿遗传信息,是产科学界长期未解的难题。

突破。拉斯克基金会,中大化学病理学团队发现母体血液中存在游离的胎儿 DNA(cell-free fetal DNA),并据此发展出针对唐氏综合征的无创产前检测。最初的奠基性发现于 1997 年发表;此后随着大规模平行测序(massively parallel sequencing)成熟,团队得以对母体血浆 DNA 做全基因组计数,从而高准确地识别胎儿染色体非整倍体。据中大医学院,这项检测准确率高于 99%、现已在 60 多个国家/地区提供

影响。 NIPT 由此走向全球普及。据中大引述,基于该方法的检测每年施行逾 700 万次、覆盖 90 多个国家/地区的孕妇,使大量孕妇免于侵入性检测的流产风险。同一「读取血浆游离 DNA」的思路随后延伸到癌症早筛(如鼻咽癌)。

荣誉。 2022 年拉斯克–狄贝基临床医学研究奖(被称为「美国诺贝尔奖」)、2021 年科学突破奖·生命科学(「科学界的奥斯卡」),并据 中大医学院获英国皇家学会皇家奖章,为首位获此奖的华人科学家。NIPT 的科学历程、癌症早筛延伸与产业落地(Insighta),详见 生命科学与医学突破

说明:本卷为科研模块,据实记 NIPT 主要发明人卢煜明(Dennis Lo)教授作为获奖科学家的中性正面事实;他现兼任中大校长,校政语境另见概览;下文「卢教授」即指卢煜明。


三、光纤通讯:高锟与「光纤之父」的诺贝尔之路

背景。 二十世纪六十年代,长途通信依赖铜缆与微波,带宽有限、损耗严重。玻璃纤维虽能导光,却因杂质使光信号传输数米即急剧衰减,学界普遍认定玻璃不适合长距离通信。

突破。 1966 年,在英国标准电信实验室(STL)工作的高锟(Charles Kuen Kao)与同事从理论上论证:玻璃纤维的高损耗并非材料的物理极限,而源于杂质;只要把玻璃提纯到足够纯净,光纤即可成为可行的长距离通信介质。据 诺贝尔奖官方介绍,他因此被尊为「光纤之父」。其预言在随后数年逐一兑现,横跨海底与大陆的光缆网络成为当代互联网、电话与数据传输的物理骨架。

荣誉与中大渊源。 高锟因「在光纤通信中光传输方面的开创性成就」获 2009 年诺贝尔物理学奖,与发明 CCD 图像传感器的 Willard Boyle、George Smith 分享。据 中大公布的讣告,高锟曾任中大第三任校长;据外部讣闻,其在 1987–1996 年任内推动大学扩张,学生人数由约 7,000 增至约 13,000。高锟于 2018 年 9 月辞世。


四、网络编码:杨伟豪与一门新学科的诞生

背景。 传统通信网络中,信息如同公路上的车流:每个中转节点只「存储并转发」,本身不加工内容。长期以来人们默认这种「路由」模式已是最优解。

突破。 2000 年,杨伟豪(Raymond W. Yeung)与 R. Ahlswede、Ning Cai(蔡宁)、李硕彦(Shuo-Yen Robert Li)四人发表奠基性论文 "Network Information Flow",提出一个反直觉的思想:网络中的中间节点不必只做「转发员」,而可对经过的多路信息做编码运算,再发送出去;在多播网络中,这能达到最大流–最小割决定的理论上限,而传统路由通常达不到。这催生了网络编码(Network Coding)这门学科。据 IEEE 信息论学会,杨伟豪是网络编码领域的共同奠基人;他于 2010 年在中大创立网络编码研究所(Institute of Network Coding),由教资会卓越学科领域(AoE)拨款支持。

荣誉。 杨伟豪获 2022 年克劳德·香农奖(Claude E. Shannon Award)——信息论领域的最高荣誉,表彰其「对信息论领域始终如一且深远的贡献」;此外曾获 2016 年 IEEE Eric E. Sumner Award、2021 年 IEEE Richard W. Hamming Medal。网络编码的理论纵深(张-杨不等式、BATS 码)详见 信息与工程突破


五、深度学习与人脸识别:汤晓鸥、DeepID 与商汤科技

背景。 人脸识别长期被视为机器难以企及人类水平的任务。在公开基准 LFW(Labeled Faces in the Wild)上,机器一度难以达到人眼水平。

突破。中大科研处 ORKTS,汤晓鸥(Xiaoou Tang)于 2001 年在中大创立多媒体实验室(MMLab),是最早专注深度学习的实验室之一。据 中大 in Focus2014 年团队的 DeepID 系列算法在人脸识别上达到 99.15% 的准确率,超过 Facebook 的 DeepFace,成为 AI 产业化的重要里程碑。

影响与产业化。 2014 年 10 月,为将技术产业化,汤晓鸥与同事共同创立商汤科技(SenseTime);据中大 in Focus,公司于约七年后在港交所上市,是全球代表性的 AI 独角兽之一。汤晓鸥于 2023 年底辞世。多媒体实验室的学术地位与商汤的孵化脉络详见 信息与工程突破


六、耐逆大豆基因:林汉明与「拯救盐碱地的种子」

背景。 林汉明(Hon-Ming Lam)是中大生命科学学院教授、大豆研究中心主任。盐碱化与干旱是全球农业的长期压力。

突破。 据发表于 《自然·通讯》(2014)的论文,林汉明团队对野生大豆全基因组测序,鉴定并克隆出一个新的耐盐基因(一个离子转运体),显著提升耐盐大豆的育种效率。据 中大公告,团队还完成了世界首个参考级别的野生大豆基因组。

影响。 团队携耐盐基因信息与内地育种家合作,培育出可在盐碱旱地种植的大豆品种,把实验室成果落到国家粮食安全这一现实关切上。林汉明主导的「可持续农业与粮食安全」研究亦获教资会卓越学科领域(AoE)认可。从野生大豆基因到甘肃盐碱地的完整链条,详见 农业生物技术;林汉明所接棒的农业生物技术国家重点实验室,从创始主任辛世文的赖氨酸水稻到 2025 年重组为「全国重点实验室」的制度脉络,详见 农业生物技术国家重点实验室


七、支撑突破的国家级平台

这些突破并非孤立的个人成就,其背后是一套科研建制。据 中大研究网页,中大设有转化肿瘤学、农业生物技术、消化疾病、量子信息技术及材料等国家重点实验室;据 中大公告,量子信息技术及材料国家重点实验室于 2025 年 8 月获颁牌匾。此外,中大牵头/参与六所 InnoHK 中心。国家重点实验室与 InnoHK 的完整名单与架构,详见 国家重点实验室


八、卓越学科领域(AoE)与拨款

中大公告,在 2025/26 一轮卓越学科领域(AoE)与主题研究计划(TRS)中,四个中大牵头项目合共获逾 2.2 亿港元资助;该轮三个 AoE 项目中两个由中大牵头。拨款明细、知识转移机制与衍生公司详见 科研产出与衍生公司


九、更广的学术殿堂:诺贝尔经济学奖客座讲座教授与两院院士

一句话回答:中大的世界级学术显示度不止「本校产出的突破」,还包括它吸引与培育的顶尖学者头衔——一位诺贝尔经济学奖得主曾在此任教十六年,本校科学家近年亦陆续当选两岸院士与欧洲科学院院士。

诺贝尔经济学奖客座讲座教授。中大商学院讣告,英国经济学家莫理斯爵士(Sir James A. Mirrlees) 因「对信息不对称下激励机制经济理论的奠基性贡献」获1996 年诺贝尔经济学奖;他自 2002 年起出任中大校长讲座教授(Distinguished Professor-at-Large),任教于经济学系与金融学系,并担任晨兴书院创院院长,直至 2018 年 8 月辞世,在中大执教长达十六年。莫理斯的个案与光纤、NIPT 等「突破诞生于中大」的故事不同——他是以诺贝尔奖得主之身加盟,为中大经济学与晨兴书院注入声望与国际网络,是「中大科研成就」中容易被忽略的第三重诺贝尔奖渊源(前两重见「一、五项世界级突破」中的光纤与 NIPT)。

两院院士与欧洲科学院院士。21 世纪经济报道,NIPT 发明人卢煜明教授于 2023 年 11 月当选中国科学院院士(生命科学和医学学部);据 腾讯新闻转载报道,他于 2025 年 7 月再当选欧洲科学院(Academia Europaea)院士。医学院院长赵伟仁教授同样于 2023 年当选欧洲科学院院士(详见 医疗与多尺度机器人)。农业生物技术国家重点实验室创始主任辛世文则是中国工程院院士(农业学部),详见 农业生物技术国家重点实验室。这些头衔与前述诺贝尔奖、拉斯克奖、香农奖并置,共同构成中大学者在国际学术共同体中的认可网络。


十、全球引文声望:Highly Cited Researchers 与 Nature Index

Highly Cited Researchers(高被引学者)。中大公告,Clarivate(科睿唯安)2025 年「高被引学者」名录中,中大有 17 位学者上榜——其中临床医学 6 位、跨领域 6 位、工程 4 位、数学 1 位,上榜者包括陈家亮、卢煜明合作团队成员及莫树锦等临床医学讲座教授。据 Clarivate 官方公告,该名录全球共评出逾 6,800 位学者,来自 60 多个国家/地区、逾 1,300 所机构,评选依据是过去十年间论文引用量位居所属学科前 1%。

Nature Index 研究产出。Nature Index 官方页面,在 2025 年 2 月至 2026 年 1 月的统计窗口内,中大在高质量自然科学期刊上的产出计数(Count)为 823、经权重调整的份额(Share)为 167.76——这是衡量高质量论文产出、而非单纯计算引用数的国际通行指标。这一数字与前述 RAE 2020 评审表现、AoE 拨款共同勾勒出中大科研的产出规模与质量。


十一、研究评审(RAE 2020)表现

教资会公布,RAE 2020 中全港约 70% 受评研究被评为「国际卓越」或以上(25% 世界领先、45% 国际卓越)。据 中大新闻,中大在工程(94%)、电机电子工程(87%)、法律(83%)与教育(68%)等小组取得最高的「3+4 星」比例。


十二、重点突破年表

年份 事件 来源
1966 高锟论证光纤可作长距离通信介质 Nobel
1997 NIPT 发明人发现母体血浆游离胎儿 DNA Lasker
2000 网络编码奠基论文 Network Information Flow IEEE
2002 诺贝尔经济学奖得主莫理斯出任中大校长讲座教授 中大商学院
2003 威尔斯亲王医院 SARS 前线经验(《柳叶刀》) Lancet
2009 高锟获诺贝尔物理学奖 Nobel
2014 DeepID 人脸识别突破;林汉明耐盐大豆基因 Nature Comms
2021 NIPT 发明人获科学突破奖 Breakthrough
2022 NIPT 发明人获拉斯克奖;杨伟豪获香农奖 Lasker · IEEE
2023 NIPT 发明人当选中国科学院院士 21 世纪经济报道
2025 量子信息技术及材料国家重点实验室获颁牌匾;洲际远程手术;17 位学者入选 Clarivate 高被引学者 中大 · Clarivate

几项突破的共同母题:真正的突破常始于对既有思路的颠覆——光纤颠覆「玻璃不能远距离传光」,网络编码颠覆「节点只能转发」,NIPT 颠覆「胎儿 DNA 只能在细胞里找」,耐盐大豆颠覆「答案要到栽培种里找」。

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来源 · 自行复核