中大重大科研成就綜覽:五大里程碑、國家級平台與突破年表
講中大科研,點都繞唔開兩座高峯:一座通向諾貝爾物理學獎(高錕嘅光纖),另一座通向拉斯克獎(無創產前診斷)。除此之外,仲有香農獎、AI 獨角獸同鹽鹼地裏面嘅大豆。本文先用一張總圖將五項世界級突破串連起嚟,然後逐一交代支撐呢啲突破嘅國家級平台、撥款同埋評審表現,再加返一條重點突破年表。至於每項突破背後嘅科學縱深,另有專文詳細鋪陳。
一、五項世界級突破:一張總圖
中大最攞得出手嘅世界級科研顯示度,橫跨咗醫學、物理、資訊論、人工智能同農業生物技術。下面張表係一個索引;之後逐項展開「來龍去脈 → 關鍵突破 → 實際影響 → 最高榮譽 / 產業化落地」。
| 突破 | 關鍵人物 | 最高榮譽 | 專題 |
|---|---|---|---|
| 無創產前診斷 (NIPT) | 化學病理學講座教授 (NIPT 發明人) | 2022 拉斯克獎※ | 生命科學與醫學突破 |
| 光纖通訊 | 高錕 | 2009 諾貝爾物理學獎※ | 見下面「光纖」一節 |
| 網絡編碼 | 楊偉豪 | 2022 香農獎※ | 資訊與工程突破 |
| 深度學習人臉識別 | 湯曉鷗 | 商湯科技 (獨角獸) | 資訊與工程突破 |
| 耐鹽大豆基因 | 林漢明 | Nature Communications 2014※ | 農業生物技術 |
醫學方向(消化疾病、SARS / 新冠)詳見 生命科學與醫學突破;醫療機械人詳見 醫療與多尺度機械人。
二、無創產前診斷 (NIPT):血漿裏面嘅胎兒密碼
來龍去脈。 廿世紀尾,想判斷胎兒有冇唐氏綜合症(21 三體)呢類染色體異常,臨牀上淨係可以靠抽羊水或者絨毛膜取樣——用長針穿過孕婦腹壁去攞樣本,帶住流產風險。到底可唔可以唔拮針就讀取到胎兒嘅遺傳資訊,係產科學界糾結咗好耐嘅難題。
關鍵突破。 據 拉斯克基金會※ 嘅介紹,中大化學病理學團隊發現咗母體血液裏面存在遊離嘅胎兒 DNA(cell-free fetal DNA),仲據此發展出針對唐氏綜合症嘅無創產前檢測。最初嘅奠基性發現喺 1997 年發表;之後隨住大規模平行測序(massively parallel sequencing)技術成熟,團隊得以對母體血漿 DNA 做全基因組計數,從而以好高嘅準確度識別出胎兒染色體非整倍體。據中大醫學院講,呢項檢測 準確率高過 99%、現時已喺 60 幾個國家 / 地區提供服務※。
實際影響。 NIPT 就咁樣走向全球普及。中大引述嘅數據話,用呢個方法嚟做嘅檢測 每年做超過 700 萬次、覆蓋到 90 幾個國家 / 地區嘅孕婦※,令到大量孕婦唔使承受入侵性檢測嘅流產風險。同一套「讀取血漿遊離 DNA」嘅諗法,後尾仲延伸到癌症早篩(譬如鼻咽癌)。
最高榮譽。 2022 年拉斯克–狄貝基臨牀醫學研究獎※(俾人叫做「美國嘅諾貝爾獎」)、2021 年科學突破獎 · 生命科學※(「科學界嘅奧斯卡」),以及據 中大醫學院※ 嘅消息,盧教授仲攞到英國皇家學會皇家獎章,係首位攞到呢個獎嘅華人科學家。NIPT 嘅科學歷程、癌症早篩延伸同產業落地(Insighta),詳見 生命科學與醫學突破。
説明:本卷係科研模組,如實記錄 NIPT 主要發明人盧煜明 (Dennis Lo) 教授作為獲獎科學家嘅中性正面事實;佢現時兼任中大校長,校政語境另見概覽;下文「盧教授」即係指盧煜明。
三、光纖通訊:高錕同「光纖之父」嘅諾貝爾之路
來龍去脈。 廿世紀六十年代,長途通訊依賴銅纜同微波,頻寬有限、損耗嚴重。玻璃纖維雖然可以導光,但雜質令到光訊號傳輸幾米就急劇衰減,學界普遍認定玻璃唔適合做長距離通訊。
關鍵突破。 1966 年,喺英國標準電信實驗室(STL)做嘢嘅高錕(Charles Kuen Kao)同同事從理論上論證:玻璃纖維嘅高損耗並唔係材料嘅物理極限,而係源自雜質;只要將玻璃提純到夠曬純淨,光纖就可以成為可行嘅長距離通訊介質。據 諾貝爾獎官方介紹※,佢就係噉樣俾人尊稱做「光纖之父」。佢嘅預言喺隨後幾年逐一兑現,橫跨海底同大陸嘅光纜網絡成為咗當代互聯網、電話同數據傳輸嘅物理骨架。
最高榮譽同中大淵源。 高錕因為「喺光纖通訊中光傳輸方面嘅開創性成就」獲 2009 年諾貝爾物理學獎※,同發明 CCD 圖像感測器嘅 Willard Boyle、George Smith 一齊分享呢個獎。據 中大公佈嘅訃告※,高錕做過中大第三任校長;據外部嘅訃聞,佢喺 1987–1996 年任期內※ 推動大學擴張,學生人數由大約 7,000 增加到約莫 13,000。高錕喺 2018 年 9 月辭世。
四、網絡編碼:楊偉豪同一門新學科嘅誕生
來龍去脈。 傳統通訊網絡入面,資訊就好似公路上嘅車流:每個中轉節點淨係「存儲並轉發」,本身唔會加工內容。長久以嚟大家都默認呢種「路由」模式已經係最優解。
關鍵突破。 2000 年,楊偉豪(Raymond W. Yeung)同 R. Ahlswede、蔡寧(Ning Cai)、李碩彥(Shuo-Yen Robert Li)四個人發表咗奠基性論文 “Network Information Flow”※,提出一個反直覺嘅諗法:網絡入面嘅中間節點唔一定要淨係做「轉發員」,而係可以對經過嘅多路資訊做編碼運算,然後先發送出嚟;喺多播網絡當中,噉樣做可以達到最大流–最小割決定咗嘅理論上限,而傳統路由通常係做唔到嘅。呢個諗法催生咗網絡編碼(Network Coding)呢門學科。據 IEEE 資訊論學會※ 所講,楊偉豪係網絡編碼領域嘅共同奠基人;佢喺 2010 年喺中大創立咗網絡編碼研究所(Institute of Network Coding),由教資會卓越學科領域(AoE)撥款支持。
最高榮譽。 楊偉豪獲 2022 年克勞德 · 香農獎(Claude E. Shannon Award)※——資訊論領域嘅最高榮譽,表彰佢「對資訊論領域始終如一而且深遠嘅貢獻」;另外佢仲攞過 2016 年 IEEE Eric E. Sumner Award、2021 年 IEEE Richard W. Hamming Medal。網絡編碼嘅理論縱深(張–楊不等式、BATS 碼)詳見 資訊與工程突破。
五、深度學習同人臉識別:湯曉鷗、DeepID 同商湯科技
來龍去脈。 人臉識別長期被視為機器好難達到人類水平嘅任務。喺公開基準測試 LFW(Labeled Faces in the Wild)上面,機器一度好難追得上人眼嘅水平。
關鍵突破。 據 中大科研處 ORKTS※ 嘅資料,湯曉鷗(Xiaoou Tang)喺 2001 年喺中大創立咗多媒體實驗室(MMLab),係最早專注深度學習嘅實驗室之一。據 中大 in Focus※ 講,2014 年團隊嘅 DeepID 系列演算法喺人臉識別上達到 99.15% 嘅準確率,超過咗 Facebook 嘅 DeepFace,成為 AI 產業化嘅一個重要里程碑。
實際影響同產業化。 2014 年 10 月,為咗將技術產業化,湯曉鷗同同事共同創立咗 商湯科技(SenseTime)※;據中大 in Focus 講,公司喺大約七年之後喺港交所上市,係全球其中一間好有代表性嘅 AI 獨角獸。湯曉鷗喺 2023 年底辭世。多媒體實驗室嘅學術地位同商湯嘅孵化脈絡,詳見 資訊與工程突破。
六、耐逆大豆基因:林漢明同「拯救鹽鹼地嘅種子」
來龍去脈。 林漢明(Hon-Ming Lam)係中大生命科學學院教授、大豆研究中心主任。鹽鹼化同乾旱係全球農業要長期面對嘅壓力。
關鍵突破。 據發表喺 《自然 · 通訊》(2014)※ 嘅論文,林漢明團隊對野生大豆做咗全基因組測序,鑒定並複製出一個新嘅耐鹽基因(一個離子轉運體),顯著噉提升咗耐鹽大豆嘅育種效率。據 中大公告※,團隊仲完成咗全球首個參考級別嘅野生大豆基因組。
實際影響。 團隊帶住耐鹽基因嘅資訊同內地育種家合作,培育出可以喺鹽鹼旱地種植嘅大豆品種,將實驗室成果落到國家糧食安全呢個現實關切之上。林漢明主導嘅「可持續農業與糧食安全」研究亦獲教資會卓越學科領域(AoE)認可。由野生大豆基因到甘肅鹽鹼地嘅完整鏈條,同埋農業生物技術國家重點實驗室嘅機構脈絡,詳見 農業生物技術。
七、支撐突破嘅國家級平台
呢啲突破並唔係孤立嘅個人成就,背後係一套科研建制。據 中大研究網頁※,中大設有轉化腫瘤學、農業生物技術、消化疾病、量子資訊技術及材料等國家重點實驗室;據 中大公告※,量子資訊技術及材料國家重點實驗室喺 2025 年 8 月獲頒牌匾。此外,中大牽頭 / 參與六所 InnoHK 中心。國家重點實驗室同 InnoHK 嘅完整名單同架構,詳見 國家重點實驗室。
八、卓越學科領域(AoE)同撥款
據 中大公告※,喺 2025/26 一輪卓越學科領域(AoE)同主題研究計劃(TRS)入面,四個中大牽頭嘅項目合共攞到超過 2.2 億港元嘅資助;嗰輪三個 AoE 項目當中,有兩個係由中大牽頭。撥款明細、知識轉移機制同衍生公司詳見 科研產出與衍生公司。
九、研究評審(RAE 2020)表現
據 教資會公佈※,RAE 2020 入面全港大約 70% 嘅受評研究被評為「國際卓越」或以上(25% 世界領先、45% 國際卓越)。據 中大新聞※,中大喺工程(94%)、電機電子工程(87%)、法律(83%)同教育(68%)等小組攞到最高嘅「3+4 星」比例。
十、重點突破年表
| 年份 | 事件 | 來源 |
|---|---|---|
| 1966 | 高錕論證光纖可以用嚟做長距離通訊介質 | Nobel※ |
| 1997 | NIPT 發明人發現母體血漿遊離胎兒 DNA | Lasker※ |
| 2000 | 網絡編碼奠基論文 Network Information Flow | IEEE※ |
| 2003 | 威爾斯親王醫院 SARS 前線經驗(《刺針》) | Lancet※ |
| 2009 | 高錕獲諾貝爾物理學獎 | Nobel※ |
| 2014 | DeepID 人臉識別突破;林漢明耐鹽大豆基因 | Nature Comms※ |
| 2021 | NIPT 發明人獲科學突破獎 | Breakthrough※ |
| 2022 | NIPT 發明人獲拉斯克獎;楊偉豪獲香農獎 | Lasker※ · IEEE※ |
| 2025 | 量子資訊技術及材料國家重點實驗室獲頒牌匾;洲際遠程手術 | 中大※ |
幾項突破嘅共同母題:真正嘅突破好多時都係始於對既有思路嘅顛覆 —— 光纖顛覆「玻璃唔可以遠距離傳光」,網絡編碼顛覆「節點淨係可以轉發」,NIPT 顛覆「胎兒 DNA 只能喺細胞裏面揾」,耐鹽大豆顛覆「答案要喺栽培種嗰度揾」。
相關閲讀:生命科學與醫學突破(含 NIPT)、資訊與工程突破、國家重點實驗室、農業生物技術、醫療與多尺度機械人、科研產出與衍生公司。
來源
- Lasker Foundation — Noninvasive prenatal testing using fetal DNA:https://laskerfoundation.org/winners/noninvasive-prenatal-testing-using-fetal-dna/
- CUHK Medicine — NIPT pioneer receives the Lasker Award:https://www.med.cuhk.edu.hk/press-releases/cuhk-professor-dennis-lo-receives-the-lasker-award-america-s-top-biomedical-science-prize
- CUHK — NIPT pioneer receives 2021 Breakthrough Prize:https://www.cpr.cuhk.edu.hk/en/press/cuhk-professor-dennis-lo-receives-2021-breakthrough-prize-an-honour-renowned-as-the-oscars-of-science/
- Breakthrough Prize — 2021 Life Sciences laureate (NIPT):https://breakthroughprize.org/Laureates/2/L3894
- CUHK Medicine — First Chinese scientist to receive the Royal Medal:https://www.med.cuhk.edu.hk/press-releases/cuhk-professor-dennis-lo-becomes-the-first-chinese-scientist-to-receive-the-royal-medal-for-outstanding-achievements-in-biological-sciences
- NobelPrize.org — Charles K. Kao, Facts:https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2009/kao/facts/
- CUHK — Mourning Professor Sir Charles Kao:https://www.cpr.cuhk.edu.hk/en/press/mourning-professor-sir-charles-kao-former-vice-chancellor-of-cuhk-and-father-of-fibre-optics/
- Optica — Charles Kao obituary (2018):https://www.optica.org/about/newsroom/obituaries/2018/charles_kao/
- IEEE Information Theory Society — Yeung Named 2022 Claude E. Shannon Award Winner:https://www.itsoc.org/news/yeung-named-2022-claude-e-shannon-award-winner
- CUHK — Raymond W. Yeung Receives 2022 Claude E. Shannon Award:https://www.cpr.cuhk.edu.hk/en/press/cuhk-faculty-of-engineerings-raymond-w-yeung-receives-2022-claude-e-shannon-award-the-highest-honour-in-information-theory/
- Network Information Flow (IEEE Trans. Inf. Theory, 2000):https://ieeexplore.ieee.org/document/850663
- The Lancet — SARS: experience at Prince of Wales Hospital (2003):https://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(03)13218-7/fulltext
- CUHK ORKTS — SenseTime: A CUHK-Bred AI Unicorn:https://www.innovation.cuhk.edu.hk/articles/80
- CUHK in Focus — An AI pioneer's unbreakable bond with CUHK:https://www.focus.cuhk.edu.hk/en/20240605/an-ai-pioneers-unbreakable-bond-with-cuhk/044-science-engineering-technology-en/
- Identification of a novel salt tolerance gene in wild soybean (Nature Communications 2014):https://www.nature.com/articles/ncomms5340
- CUHK — World's First Reference-grade Wild Soybean Genome:https://www.cpr.cuhk.edu.hk/en/press/cuhk-professor-lam-hon-ming-announces-worlds-first-reference-grade-wild-soybean-genome/
- CUHK — State Key Laboratories:https://www.cuhk.edu.hk/english/research/laboratory.html
- CUHK — Establishes State Key Laboratory of Quantum Information Technologies and Materials:https://www.cpr.cuhk.edu.hk/en/press/cuhk-establishes-new-state-key-laboratory-of-quantum-information-technologies-and-materials-four-state-key-laboratories-at-cuhk-presented-with-plaques/
- CUHK — Four CUHK-led projects under AoE/TRS 2025/26 (over HK$220M):https://www.cpr.cuhk.edu.hk/en/press/four-cuhk-led-research-projects-receive-funds-of-over-hk220-million-from-rgc-under-the-areas-of-excellence-scheme-and-theme-based-research-scheme-2025-26/
- UGC — Results of Research Assessment Exercise 2020:https://www.ugc.edu.hk/eng/ugc/about/press_speech_other/press/2021/pr20210524.html
- CUHK in Touch — CUHK Researches Recognised as World Leading Level:https://cuhkintouch.cpr.cuhk.edu.hk/2021/06/cuhk-researches-were-recognised-as-world-leading-level/
來源 · 自行覆核
- 學術Lasker Foundation — Noninvasive prenatal testing using fetal DNA
- 學術NobelPrize.org — Charles K. Kao, Facts
- 學術IEEE Information Theory Society — Yeung Named 2022 Claude E. Shannon Award Winner
- 學術Nature Communications — Identification of a novel salt tolerance gene in wild soybean
- 官方CUHK — State Key Laboratories
- 官方CUHK — Four CUHK-led projects under AoE/TRS 2025/26 (over HK$220M)
- 官方UGC — Results of Research Assessment Exercise 2020