科学类演讲

核心提示未来的颠覆性技术会是什么?从爱因斯坦提出广义相对论,到今天的量子科学,未来我们还有什么值得期待的颠覆性技术呢?习近平总书记在联合国大会上面庄严宣告中国在2060年前实现碳中和。这个话非常简单但是对于科技创新指导意义是巨大的,是值得我们科学家

未来的颠覆性技术会是什么?

从爱因斯坦的广义相对论到今天的量子科学,未来我们可以期待哪些颠覆性的技术?习近平总书记在联合国大会上郑重宣布,中国将在2060年实现碳中和。这个说法很简单,但对科技创新有很大的指导意义,是值得我们科技工作者长期深入思考的问题。

地球上可利用的化石能源非常有限,解决办法就是向太阳学习。我们有热核聚变。地球每秒从太阳收集的能量,大约是每秒500万吨煤产生的能量。于是,人类制造了一个人造太阳,可以在太阳上模拟热核聚变。不仅能源无限,据国际原子能机构介绍,地球上的聚变能可供人类使用900亿年,而且清洁安全。

我想对2060年和一百年后做一个展望。我希望通过一代又一代的技术创新,为海洋和太阳开发一些基于完全清洁能源的非化石能源技术,让未来一百年的所有新信息技术都有足够的清洁能源持续服务于人类社会。我认为这个课题对任何科学家来说都是一个巨大的挑战。

因此,我们坚决遵照总书记的指示,提前部署,高度重视技术研究,发展颠覆性的高效能源、清洁能源技术和储能技术,在未来的技术革命中占据主动。也许在2060年,我们会对人类的科技创新做一个分解。前三次工业革命以化石能源为主,未来两三百年可能以清洁能源为主。这是物理学家对所有物理学科的新启示。

探索新的量子革命

2020年10月,习近平总书记在中央政治局关于量子集体学习的讲话中特别指出,要深入研究和研判量子科技发展趋势,找准我国量子科技发展的突破点和突破口,统筹基础研究、前沿技术和工程技术研发,培育量子通信战略新兴产业。也需要中国科技人员勇敢占领量子科技国际竞争制高点,构筑发展新优势。量子信息技术的发展,这么多年都是党和国家支持的。

因为我们有党和国家的支持,中国在世界量子科技的一些方向上有一定的优势。量子力学的建立带来了第一次量子革命,包括核能、晶体管、信息技术、激光等等。从某种意义上说,第一次量子革命直接催生了现代信息技术。

我们团队主要研究光量子计算和超导量子计算。提两个代表作品,一是2020年我们已经实现了76个光子的量子计算原型,比超级计算机快100万亿倍。超导量子方面,在公开报道的数据中,量子可编程处理器方面,我们还是最高的。事实上,与谷歌在2019年10月发布的类似原型相比,性能比他们的好一百万倍左右。

2022年,目前,我们是一个在两个物理系统上都实现了量子计算优越性的国家。美国、超导加拿大等相关国家,如日本、以色列、德国,是四五年后的研究对象。从长远来看,我们的主要竞争对手是美国的谷歌公司,我们希望能跟上他们。

BPS全脑定位在brain 空之间进行

相信大家都能理解脑科学的重要性。很多人认为脑科学研究是认识自然和人类自身的极致。每个人都想模拟大脑,一些国际组织也在做类似大脑的工作。不过目前来看,神经元的数量与现实还有很大差距,但即便如此,他们在机器人处理方面还是取得了一些成绩。

经过20多年的研究,我提出了一个概念叫做脑间空信息学,即大脑在空之间有一个明确的位置,这个定位信息已经发展成为一个系统,我们称之为BPS全脑定位系统。通过这个系统,我们可以准确地知道神经元的神经网络在大脑中是如何三维分布的空,从而对神经元进行分类,研究神经网络和血管网络,为了解大脑、脑疾病和开发类脑人工智能提供帮助。目前在做老鼠的脑网络,下一步是做猴子等非人灵长类。

我们在海南建立了脑研究中心,海南省也在支持我们建设非人灵长类种质资源保护中心。海南的环境特别适合非人灵长类。我们有技术优势,想开展基于图谱的脑疾病相关脑智能的工作,建立大规模脑研究图谱的研究设施。同时,经过讨论,我们认为海南是建设全脑健康神经研究图谱和脑科学国际大科学计划的具有特殊条件的研究高地。海南有资源优势和应用场景优势,非常有条件为建设国家战略科技力量做出海南的贡献。

基础科学是中国最需要的学科。

我个人认为基础科学是中国最需要的学科,因为我们中国的基础体系还不错,但是技术的进一步发展需要基础科学,最先进的技术需要最先进的基础科学才能前进。

从文艺复兴到牛顿,所有重要的科学革命都是以基础科学为指导的。牛顿的伟大在于他对微积分的运用。他自己发明了微积分,借助重要的工具,他可以指导牛顿力学的开端。20世纪,数学家在量子力学的发明中发挥了重要作用,也帮助物理学家完成了量子力学。有些学科没有数学家和基础科学家的参与是不可想象的。

在过去的十年里,中国取得了巨大的进步。十几年前基本没有互联网技术,今天已经发展的很好了。今天,我们在手机或者电脑上看到互联网,看到人工智能,看到各种有趣的计算。都是数据,没有数学家做不到。基础科学与数学密切相关。

今天,我认为无论是中国还是海南省,都应该在不回避发展基础科学和数学的前提下,大力发展科学技术。我们不要急功近利,要把时间放在未来。今年中国有1000多万高考考生。只要他们中的0.01%成为优秀的科学家,我们就会有一大批优秀的科学家。十年后,我们将拥有一大批世界级的学者。我希望中央政府和海南省的领导人能够看到这一点,我们应该在教育、研究和工业方面进行投资,使它们得到发展。

来源:国际学生杂志

文:邹雅

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