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人類歷經(jīng)三次工業(yè)革命，下一階段革命性新技術(shù)、顛覆性創(chuàng)新會(huì)在什么領(lǐng)域出現(xiàn)？大學(xué)的教育，怎樣讓年輕人作好準(zhǔn)備，實(shí)現(xiàn)真正的顛覆性技術(shù)的創(chuàng)新？物理學(xué)總給人一種比較無(wú)聊的感覺(jué)，如何吸引年輕人進(jìn)入物理學(xué)領(lǐng)域？ 在3月20日舉行的中國(guó)發(fā)展高層論壇上，中國(guó)科學(xué)院院士、南方科技大學(xué)校長(zhǎng)薛其坤，美國(guó)特斯拉公司首席執(zhí)行官埃隆·馬斯克圍繞“下一個(gè)顛覆性創(chuàng)新”話題展開(kāi)對(duì)話。清華大學(xué)蘇世民書院院長(zhǎng)薛瀾主持對(duì)話環(huán)節(jié)。 以下是對(duì)話環(huán)節(jié)的相關(guān)內(nèi)容：薛瀾：先請(qǐng)兩位專家來(lái)做開(kāi)場(chǎng)陳述。 今天討論的主題很重要。我們應(yīng)該探討，顛覆性創(chuàng)新如何來(lái)塑造未來(lái)的世界？會(huì)有什么新的發(fā)展和影響？對(duì)人類社會(huì)有什么影響？現(xiàn)在說(shuō)技術(shù)，就繞不開(kāi)人工智能、數(shù)字醫(yī)療等，例如人工智能助力疫苗研發(fā)，會(huì)帶來(lái)很大的進(jìn)步。自動(dòng)駕駛汽車，我們也很快就會(huì)實(shí)現(xiàn)，這會(huì)大大改變現(xiàn)在交通的面貌。隧道技術(shù)在緩解城市交通擁堵方面，也有很大的作用。全球主要城市都有交通擁堵的問(wèn)題，三維隧道在這方面有很大的作用。我們剛剛在拉斯維加斯展示了隧道交通的應(yīng)用。人類將會(huì)實(shí)現(xiàn)多星球居住。地球有45億年了，現(xiàn)在人類有機(jī)會(huì)走出地球，我們也可以去探索其他星球，保持人類的傳遞與延續(xù)。未來(lái)30年，顛覆性的信息技術(shù)之一是量子計(jì)算機(jī)和量子網(wǎng)絡(luò)，即基于電子計(jì)算機(jī)的互聯(lián)網(wǎng)跨入量子時(shí)代，這將是第二代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。但我今天講的是，太陽(yáng)能的高效利用與可持續(xù)循環(huán)，會(huì)是未來(lái)一個(gè)可能的終極顛覆性技術(shù)嗎？太陽(yáng)上每時(shí)每刻進(jìn)行著核聚變反應(yīng)，產(chǎn)生巨大能量。這些能量到達(dá)地球表面，相當(dāng)于每秒向地球輻射500萬(wàn)噸煤的能量。太陽(yáng)能造就了地球上的萬(wàn)物，以及石油、煤炭等能源。這些都是不可再生能源，用完就沒(méi)有了。人類歷史上發(fā)生了三次工業(yè)革命，一個(gè)共同特點(diǎn)是化石能源的開(kāi)采和利用。如果沒(méi)有能源，那么今天使用的高技術(shù)，都將不存在。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，我們的化石能源，按照目前的發(fā)展水平和用量，50年后我們的化石能源將用完。那么到2070年，如果石油、天然氣和煤被消耗殆盡，哪些技術(shù)將會(huì)消失？如汽車、飛機(jī)、輪船等技術(shù)，能繼續(xù)嗎？馬斯克先生為我們提供了部分答案，例如發(fā)展電動(dòng)汽車。但是，我們這幾代人不能把地球上的化石能源全部用光，必須盡可能多地留給子孫后代。為了保持目前的工業(yè)發(fā)展，唯一答案是通過(guò)科技創(chuàng)新，開(kāi)發(fā)用之不竭的太陽(yáng)能。因此我認(rèn)為下一個(gè)顛覆性技術(shù)，也是非常重要的技術(shù)，是基于光電效應(yīng)的太陽(yáng)能高效利用與可持續(xù)循環(huán)。所謂可持續(xù)循環(huán)，是指在基本不使用化石能源的情況下，包括太陽(yáng)能電池在內(nèi)的清潔能源，能保證三次工業(yè)革命造就的主要技術(shù)被可持續(xù)地利用。要做到這點(diǎn)，我們還需要一些配套技術(shù)，例如高效儲(chǔ)能技術(shù)，使得太陽(yáng)能像化石能源一樣可方便使用。當(dāng)然這里還有一種答案，是用氫氣（H2）來(lái)代替煤、石油、天然氣，氫氣燃燒產(chǎn)生能量，并產(chǎn)生干凈的水。如何得到氫氣呢？最高效的方法是利用太陽(yáng)能，分解水生產(chǎn)氫氣。目前，在太陽(yáng)能電池技術(shù)中，砷化鎵的轉(zhuǎn)化率達(dá)到了47%。未來(lái)，我們能否制造出價(jià)格比擬硅、效率比擬砷化鎵的太陽(yáng)能電池，使太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化效率從27.6%提升到40%，甚至更高？這有賴于材料科學(xué)、量子物理等科學(xué)研究來(lái)回答這個(gè)問(wèn)題。因此，下一次工業(yè)革命，是在基本上不消耗化石能源的前提下，前三次工業(yè)革命的主要技術(shù)的完美化和普及化。按照現(xiàn)在的科學(xué)規(guī)律，只能是這樣，除非像量子力學(xué)和相對(duì)論這樣的科學(xué)革命能出現(xiàn)。自然界的基本規(guī)律是大道至簡(jiǎn)，人類社會(huì)的發(fā)展規(guī)律也是大道至簡(jiǎn)。按照熱力學(xué)規(guī)律，化石能源使用過(guò)程都會(huì)造成浪費(fèi)，造成二氧化碳等污染。所以我們還是要回歸初心，從最基本的愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程關(guān)系出發(fā)，利用最簡(jiǎn)單的元素——?dú)?，發(fā)展最清潔、最有效和最長(zhǎng)久的太陽(yáng)能光電氫能技術(shù)。中國(guó)提出2030年前二氧化碳排放達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。美國(guó)總統(tǒng)拜登也提出，要在2050年前實(shí)現(xiàn)碳中和。高效和可循環(huán)的太陽(yáng)能技術(shù)，是未來(lái)可預(yù)期的顛覆性技術(shù)之一，將為人類命運(yùn)共同體做出積極的貢獻(xiàn)。希望全球的科學(xué)家、工程師、企業(yè)家等聯(lián)合起來(lái)，通過(guò)30到50年甚至100年時(shí)間的科技創(chuàng)新，在化石能源被消耗殆盡之前，完成這一使命，保障人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。薛瀾：大學(xué)的教育，怎樣讓年輕人做好準(zhǔn)備，實(shí)現(xiàn)真正的顛覆性技術(shù)的創(chuàng)新？ 在教育過(guò)程中，能教給學(xué)生簡(jiǎn)單的物理學(xué)知識(shí)，這也是非常有用的。因?yàn)槲锢韺W(xué)是關(guān)于宇宙、關(guān)于世界運(yùn)轉(zhuǎn)的科學(xué)，物理學(xué)中有一些基本的規(guī)律，可以幫助大家來(lái)思考和實(shí)踐。物理學(xué)也可以采用更加互動(dòng)的方式來(lái)教學(xué)。早期可以教一些基本的知識(shí)，之后讓他們逐步參與進(jìn)來(lái)。要強(qiáng)調(diào)知識(shí)的相關(guān)性。我們經(jīng)常教學(xué)生一些知識(shí)，學(xué)生們之后找工作，但這些知識(shí)在實(shí)際工作中不一定會(huì)用到。尤其是大學(xué)教授。一個(gè)教授一直在講，是一人獨(dú)舞，是一種重復(fù)的教學(xué)；與其這么做，不如讓學(xué)生參與進(jìn)來(lái)。大學(xué)教育中，課堂的時(shí)間應(yīng)該更多用于討論。自然學(xué)科教學(xué)中，要教會(huì)學(xué)生理解自然規(guī)律，同時(shí)也要教育學(xué)生利用學(xué)到的知識(shí)，為人類可持續(xù)發(fā)展，為人類命運(yùn)共同體和未來(lái)的美好生活做出貢獻(xiàn)。其中很重要的一點(diǎn)，是要把學(xué)習(xí)的知識(shí)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展相結(jié)合。例如像馬斯克先生，基于您的公司辦一所大學(xué)，可以把教育和產(chǎn)業(yè)結(jié)合在一起。像特斯拉這樣的大企業(yè)辦一所目的更明確的大學(xué)，推動(dòng)教育與產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟(jì)結(jié)合，也許是未來(lái)的趨勢(shì)。事實(shí)上我們也想過(guò)這個(gè)問(wèn)題，例如機(jī)器人編程方面，我們覺(jué)得現(xiàn)在缺乏這方面的專業(yè)人才；現(xiàn)在很多產(chǎn)業(yè)需要機(jī)器人，但是能給機(jī)器人編程的人才很缺乏。特斯拉曾經(jīng)想過(guò)這個(gè)事情，我覺(jué)得未來(lái)可以這樣做，特斯拉創(chuàng)立大學(xué)，培養(yǎng)專業(yè)的人才。薛瀾：顛覆性技術(shù)給人類帶來(lái)了巨大的變革，但如何看待其中的風(fēng)險(xiǎn)？ 風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題是和顛覆性創(chuàng)新同樣重要的一個(gè)問(wèn)題。因?yàn)槿魏渭夹g(shù)都是一把“雙刃劍”。技術(shù)的顛覆性越強(qiáng)，技術(shù)“雙刃劍”的鋒利度也就越大，總會(huì)有好的和不好的一面。教育除了教授知識(shí)和技術(shù)，還有一方面，是教會(huì)人們朝著有利于人類可持續(xù)發(fā)展的方向，去引導(dǎo)創(chuàng)新。比如利用核能，可以解決人類的能源短缺問(wèn)題，但是利用核能制造原子彈，也可以毀滅地球。人類發(fā)展過(guò)程中，要友好地利用技術(shù)，使技術(shù)盡量朝著好的方向發(fā)展。還有人工智能。將來(lái)如果人工智能超過(guò)了人類智能，就要引導(dǎo)人工智能健康發(fā)展。所以要設(shè)立一道紅線，未來(lái)一旦人工智能、機(jī)器人跨越了紅線，出現(xiàn)了犯罪等情況，人類警察應(yīng)該能夠阻止它們。這些是顛覆性技術(shù)發(fā)展過(guò)程非常重要的問(wèn)題。人工智能，是未來(lái)人類社會(huì)面臨的一個(gè)重大挑戰(zhàn)，也可能是最重要的挑戰(zhàn)。智慧是人類與其他物種的最主要區(qū)別，但人工智能至今還沒(méi)有出現(xiàn)所擔(dān)心的情況。我覺(jué)得，人工智能的管理與人工智能的共生是非常重要的。人類的大腦是有限的，所以發(fā)展人工智能很重要。對(duì)人工智能的監(jiān)管，我也是支持的，未來(lái)也要設(shè)立相關(guān)部門來(lái)監(jiān)管人工智能。薛瀾：美國(guó)在中美科技合作中采取的一些措施，對(duì)高?？蒲泻献骱腿瞬沤涣饔惺裁蠢_？您們有什么建議？ 目前，中美科技合作處于一個(gè)比較困難的時(shí)期。無(wú)論是在清華還是在南方科大，有許多青年學(xué)子有志去美國(guó)留學(xué)升造，但現(xiàn)在簽證之類的比較困難。所以影響還是很大的。科技合作對(duì)科學(xué)的發(fā)展的促進(jìn)作用還是很大的。一兩個(gè)國(guó)家之間的不合作，是短期行為。我們?nèi)祟惞餐钤谶@樣一個(gè)小小的地球上，科學(xué)是認(rèn)識(shí)世界，技術(shù)是改造世界。改造世界的目的，是讓每一個(gè)國(guó)家的人，讓全世界的人都變得非常幸福。所以不管發(fā)生了什么，我作為一個(gè)物理學(xué)家，始終覺(jué)得應(yīng)該加強(qiáng)交流合作，科學(xué)合作、技術(shù)合作，也包括產(chǎn)業(yè)合作。就像特斯拉，在中國(guó)有很大的工廠，所以這種合作非常重要。我們不能只看到短期的五年、十年，而是應(yīng)該看得更長(zhǎng)。我的建議，是各國(guó)應(yīng)該求同存異，把我們之間的共同利益最大化。這是我發(fā)自內(nèi)心的建議。很多時(shí)候，各國(guó)都在防范間諜。比如美國(guó)要關(guān)閉tiktok，幸運(yùn)的是這事沒(méi)有發(fā)生。許多人擔(dān)心tiktok竊密，但這根本是不必要的擔(dān)心。因?yàn)閷?duì)于商業(yè)企業(yè)來(lái)說(shuō)，如果一個(gè)商業(yè)企業(yè)確實(shí)在進(jìn)行間諜活動(dòng)，那么對(duì)這個(gè)企業(yè)其實(shí)有很大的負(fù)面影響。比如說(shuō)特斯拉，用特斯拉汽車在中國(guó)或者其他地方從事間諜活動(dòng)的話，那么我們就寸步難行了。所以我們是有很強(qiáng)的保密意識(shí)的，否則我們就會(huì)被關(guān)停。我們要想要什么樣的未來(lái)，我們是否能夠互相信任？在我看來(lái)，最好還是能夠有一個(gè)大家能夠互相信賴的未來(lái)。觀眾：物理學(xué)總給人一種比較無(wú)聊的感覺(jué)。那么怎么樣讓年輕人對(duì)物理產(chǎn)生興趣？如何吸引年輕人進(jìn)入物理學(xué)領(lǐng)域？ 其實(shí)我覺(jué)得物理一點(diǎn)都不無(wú)聊，我覺(jué)得非常有意思。學(xué)習(xí)物理就是希望能夠了解自然了解宇宙。物理所教授的知識(shí)可能看起來(lái)有一些干巴巴，或者是不很有趣。但是學(xué)習(xí)過(guò)程中要注意兩點(diǎn)：第一，是在物理學(xué)習(xí)當(dāng)中，要讓學(xué)生培養(yǎng)感情。人是有感情的動(dòng)物，如果你要吸引人的話，老師必須要通過(guò)感情，告訴學(xué)生物理為什么有趣。當(dāng)然，物理實(shí)驗(yàn)、物理論文寫作，是不能用情感來(lái)影響結(jié)果的。這一點(diǎn)非常重要，就是要告訴學(xué)生，物理不是干巴巴的，不是光背誦一些公式。第二點(diǎn)就是必須要學(xué)習(xí)經(jīng)濟(jì)學(xué)。做的物理學(xué)研究，不僅僅要證明它是在實(shí)驗(yàn)室里可行的，還要從成本的角度來(lái)講，也是行得通的，這是指技術(shù)解決方案。技術(shù)解決方案必須要做到在成本上可行，包括有什么樣的解決方案，它所需要的資源是最少的。我也認(rèn)為，物理學(xué)并不是非常無(wú)聊、非常無(wú)趣的，只要深入進(jìn)去了，還是非常有趣的。物理學(xué)是人類理解宇宙建立的最系統(tǒng)的科學(xué)之一，學(xué)習(xí)物理還是大有前途的。就像馬斯克先生，也是學(xué)物理的，但他創(chuàng)立了特斯拉公司；薛瀾老師，也是學(xué)物理的，變成了一個(gè)重要的公共政策專家和管理科學(xué)專家。我留在物理學(xué)領(lǐng)域，做了點(diǎn)小貢獻(xiàn)。我雖然接近60歲了，但我每天仍然非常幸福地、充滿感情地在物理學(xué)領(lǐng)域里奮斗。
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