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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

科研 約 10,251 字 · 21 分鐘 更新

談中大的科研,繞不開兩座高峯:一座通向諾貝爾物理學獎(高錕的光纖),一座通向拉斯克獎(無創產前診斷)。它們之外,還有香農獎、AI 獨角獸與鹽鹼地裏的大豆。本文先用一張總圖把五項世界級突破串起來,再交代支撐這些突破的國家級平台、撥款與評審表現,以及一條重點突破年表。每項突破的科學縱深,另有專文細敍。


一、五項世界級突破:一張總圖

中大最具世界級顯示度的科研,橫跨醫學、物理、信息論、人工智能與農業生物技術。下表是一張索引;其後逐項展開「背景 → 突破 → 影響 → 榮譽/產業化」。

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「光纖」節
網絡編碼 楊偉豪 2022 香農獎 信息與工程突破
深度學習人臉識別 湯曉鷗 商湯科技(獨角獸) 信息與工程突破
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;醫療機器人詳見 醫療與多尺度機器人


二、無創產前診斷(NIPT):血漿裏的胎兒密碼

背景。 二十世紀末,要判斷胎兒是否患唐氏綜合徵(21 三體)等染色體異常,臨牀上只能依賴羊膜穿刺或絨毛膜取樣——用長針穿過孕婦腹壁取樣,帶有流產風險。能否在不施針的前提下讀取胎兒遺傳信息,是產科學界長期未解的難題。

突破。拉斯克基金會,中大化學病理學團隊發現母體血液中存在游離的胎兒 DNA(cell-free fetal DNA),並據此發展出針對唐氏綜合徵的無創產前檢測。最初的奠基性發現於 1997 年發表;此後隨着大規模平行測序(massively parallel sequencing)成熟,團隊得以對母體血漿 DNA 做全基因組計數,從而高準確地識別胎兒染色體非整倍體。據中大醫學院,這項檢測準確率高於 99%、現已在 60 多個國家/地區提供

影響。 NIPT 由此走向全球普及。據中大引述,基於該方法的檢測每年施行逾 700 萬次、覆蓋 90 多個國家/地區的孕婦,使大量孕婦免於侵入性檢測的流產風險。同一「讀取血漿游離 DNA」的思路隨後延伸到癌症早篩(如鼻咽癌)。

榮譽。 2022 年拉斯克–狄貝基臨牀醫學研究獎(被稱為「美國諾貝爾獎」)、2021 年科學突破獎·生命科學(「科學界的奧斯卡」),並據 中大醫學院獲英國皇家學會皇家獎章,為首位獲此獎的華人科學家。NIPT 的科學歷程、癌症早篩延伸與產業落地(Insighta),詳見 生命科學與醫學突破

説明:本卷為科研模塊,據實記 NIPT 主要發明人盧煜明(Dennis Lo)教授作為獲獎科學家的中性正面事實;他現兼任中大校長,校政語境另見概覽;下文「盧教授」即指盧煜明。


三、光纖通訊:高錕與「光纖之父」的諾貝爾之路

背景。 二十世紀六十年代,長途通信依賴銅纜與微波,帶寬有限、損耗嚴重。玻璃纖維雖能導光,卻因雜質使光信號傳輸數米即急劇衰減,學界普遍認定玻璃不適合長距離通信。

突破。 1966 年,在英國標準電信實驗室(STL)工作的高錕(Charles Kuen Kao)與同事從理論上論證:玻璃纖維的高損耗並非材料的物理極限,而源於雜質;只要把玻璃提純到足夠純淨,光纖即可成為可行的長距離通信介質。據 諾貝爾獎官方介紹,他因此被尊為「光纖之父」。其預言在隨後數年逐一兑現,橫跨海底與大陸的光纜網絡成為當代互聯網、電話與數據傳輸的物理骨架。

榮譽與中大淵源。 高錕因「在光纖通信中光傳輸方面的開創性成就」獲 2009 年諾貝爾物理學獎,與發明 CCD 圖像傳感器的 Willard Boyle、George Smith 分享。據 中大公佈的訃告,高錕曾任中大第三任校長;據外部訃聞,其在 1987–1996 年任內推動大學擴張,學生人數由約 7,000 增至約 13,000。高錕於 2018 年 9 月辭世。


四、網絡編碼:楊偉豪與一門新學科的誕生

背景。 傳統通信網絡中,信息如同公路上的車流:每個中轉節點只「存儲並轉發」,本身不加工內容。長期以來人們默認這種「路由」模式已是最優解。

突破。 2000 年,楊偉豪(Raymond W. Yeung)與 R. Ahlswede、Ning Cai(蔡寧)、李碩彥(Shuo-Yen Robert Li)四人發表奠基性論文 "Network Information Flow",提出一個反直覺的思想:網絡中的中間節點不必只做「轉發員」,而可對經過的多路信息做編碼運算,再發送出去;在多播網絡中,這能達到最大流–最小割決定的理論上限,而傳統路由通常達不到。這催生了網絡編碼(Network Coding)這門學科。據 IEEE 信息論學會,楊偉豪是網絡編碼領域的共同奠基人;他於 2010 年在中大創立網絡編碼研究所(Institute of Network Coding),由教資會卓越學科領域(AoE)撥款支持。

榮譽。 楊偉豪獲 2022 年克勞德·香農獎(Claude E. Shannon Award)——信息論領域的最高榮譽,表彰其「對信息論領域始終如一且深遠的貢獻」;此外曾獲 2016 年 IEEE Eric E. Sumner Award、2021 年 IEEE Richard W. Hamming Medal。網絡編碼的理論縱深(張-楊不等式、BATS 碼)詳見 信息與工程突破


五、深度學習與人臉識別:湯曉鷗、DeepID 與商湯科技

背景。 人臉識別長期被視為機器難以企及人類水平的任務。在公開基準 LFW(Labeled Faces in the Wild)上,機器一度難以達到人眼水平。

突破。中大科研處 ORKTS,湯曉鷗(Xiaoou Tang)於 2001 年在中大創立多媒體實驗室(MMLab),是最早專注深度學習的實驗室之一。據 中大 in Focus2014 年團隊的 DeepID 系列算法在人臉識別上達到 99.15% 的準確率,超過 Facebook 的 DeepFace,成為 AI 產業化的重要里程碑。

影響與產業化。 2014 年 10 月,為將技術產業化,湯曉鷗與同事共同創立商湯科技(SenseTime);據中大 in Focus,公司於約七年後在港交所上市,是全球代表性的 AI 獨角獸之一。湯曉鷗於 2023 年底辭世。多媒體實驗室的學術地位與商湯的孵化脈絡詳見 信息與工程突破


六、耐逆大豆基因:林漢明與「拯救鹽鹼地的種子」

背景。 林漢明(Hon-Ming Lam)是中大生命科學學院教授、大豆研究中心主任。鹽鹼化與乾旱是全球農業的長期壓力。

突破。 據發表於 《自然·通訊》(2014)的論文,林漢明團隊對野生大豆全基因組測序,鑑定並克隆出一個新的耐鹽基因(一個離子轉運體),顯著提升耐鹽大豆的育種效率。據 中大公告,團隊還完成了世界首個參考級別的野生大豆基因組。

影響。 團隊攜耐鹽基因信息與內地育種家合作,培育出可在鹽鹼旱地種植的大豆品種,把實驗室成果落到國家糧食安全這一現實關切上。林漢明主導的「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。從野生大豆基因到甘肅鹽鹼地的完整鏈條,詳見 農業生物技術;林漢明所接棒的農業生物技術國家重點實驗室,從創始主任辛世文的賴氨酸水稻到 2025 年重組為「全國重點實驗室」的制度脈絡,詳見 農業生物技術國家重點實驗室


七、支撐突破的國家級平台

這些突破並非孤立的個人成就,其背後是一套科研建制。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、量子信息技術及材料等國家重點實驗室;據 中大公告,量子信息技術及材料國家重點實驗室於 2025 年 8 月獲頒牌匾。此外,中大牽頭/參與六所 InnoHK 中心。國家重點實驗室與 InnoHK 的完整名單與架構,詳見 國家重點實驗室


八、卓越學科領域(AoE)與撥款

中大公告,在 2025/26 一輪卓越學科領域(AoE)與主題研究計劃(TRS)中,四個中大牽頭項目合共獲逾 2.2 億港元資助;該輪三個 AoE 項目中兩個由中大牽頭。撥款明細、知識轉移機制與衍生公司詳見 科研產出與衍生公司


九、更廣的學術殿堂:諾貝爾經濟學獎客座講座教授與兩院院士

一句話回答:中大的世界級學術顯示度不止「本校產出的突破」,還包括它吸引與培育的頂尖學者頭銜——一位諾貝爾經濟學獎得主曾在此任教十六年,本校科學家近年亦陸續當選兩岸院士與歐洲科學院院士。

諾貝爾經濟學獎客座講座教授。中大商學院訃告,英國經濟學家莫理斯爵士(Sir James A. Mirrlees) 因「對信息不對稱下激勵機制經濟理論的奠基性貢獻」獲1996 年諾貝爾經濟學獎;他自 2002 年起出任中大校長講座教授(Distinguished Professor-at-Large),任教於經濟學系與金融學系,並擔任晨興書院創院院長,直至 2018 年 8 月辭世,在中大執教長達十六年。莫理斯的個案與光纖、NIPT 等「突破誕生於中大」的故事不同——他是以諾貝爾獎得主之身加盟,為中大經濟學與晨興書院注入聲望與國際網絡,是「中大科研成就」中容易被忽略的第三重諾貝爾獎淵源(前兩重見「一、五項世界級突破」中的光纖與 NIPT)。

兩院院士與歐洲科學院院士。21 世紀經濟報道,NIPT 發明人盧煜明教授於 2023 年 11 月當選中國科學院院士(生命科學和醫學學部);據 騰訊新聞轉載報道,他於 2025 年 7 月再當選歐洲科學院(Academia Europaea)院士。醫學院院長趙偉仁教授同樣於 2023 年當選歐洲科學院院士(詳見 醫療與多尺度機器人)。農業生物技術國家重點實驗室創始主任辛世文則是中國工程院院士(農業學部),詳見 農業生物技術國家重點實驗室。這些頭銜與前述諾貝爾獎、拉斯克獎、香農獎並置,共同構成中大學者在國際學術共同體中的認可網絡。


十、全球引文聲望:Highly Cited Researchers 與 Nature Index

Highly Cited Researchers(高被引學者)。中大公告,Clarivate(科睿唯安)2025 年「高被引學者」名錄中,中大有 17 位學者上榜——其中臨牀醫學 6 位、跨領域 6 位、工程 4 位、數學 1 位,上榜者包括陳家亮、盧煜明合作團隊成員及莫樹錦等臨牀醫學講座教授。據 Clarivate 官方公告,該名錄全球共評出逾 6,800 位學者,來自 60 多個國家/地區、逾 1,300 所機構,評選依據是過去十年間論文引用量位居所屬學科前 1%。

Nature Index 研究產出。Nature Index 官方頁面,在 2025 年 2 月至 2026 年 1 月的統計窗口內,中大在高質量自然科學期刊上的產出計數(Count)為 823、經權重調整的份額(Share)為 167.76——這是衡量高質量論文產出、而非單純計算引用數的國際通行指標。這一數字與前述 RAE 2020 評審表現、AoE 撥款共同勾勒出中大科研的產出規模與質量。


十一、研究評審(RAE 2020)表現

教資會公佈,RAE 2020 中全港約 70% 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,中大在工程(94%)、電機電子工程(87%)、法律(83%)與教育(68%)等小組取得最高的「3+4 星」比例。


十二、重點突破年表

年份 事件 來源
1966 高錕論證光纖可作長距離通信介質 Nobel
1997 NIPT 發明人發現母體血漿游離胎兒 DNA Lasker
2000 網絡編碼奠基論文 Network Information Flow IEEE
2002 諾貝爾經濟學獎得主莫理斯出任中大校長講座教授 中大商學院
2003 威爾斯親王醫院 SARS 前線經驗(《柳葉刀》) 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
2023 NIPT 發明人當選中國科學院院士 21 世紀經濟報道
2025 量子信息技術及材料國家重點實驗室獲頒牌匾;洲際遠程手術;17 位學者入選 Clarivate 高被引學者 中大 · Clarivate

幾項突破的共同母題:真正的突破常始於對既有思路的顛覆——光纖顛覆「玻璃不能遠距離傳光」,網絡編碼顛覆「節點只能轉發」,NIPT 顛覆「胎兒 DNA 只能在細胞裏找」,耐鹽大豆顛覆「答案要到栽培種裏找」。

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來源

來源 · 自行復核