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薛其坤院士对话马斯克!下一个颠覆性创新会是什么?
2021-03-24 科学网微信公众号

  人类历经三次工业革命,下一阶段革命性新技术、颠覆性创新会在什么领域出现?大学的教育,怎样让年轻人作好准备,实现真正的颠覆性技术的创新?物理学总给人一种比较无聊的感觉,如何吸引年轻人进入物理学领域?

  在3月20日举行的中国发展高层论坛上,中国科学院院士、南方科技大学校长薛其坤,美国特斯拉企业首席实行官埃隆·马斯克围绕“下一个颠覆性创新”话题展开对话。清华大学苏世民书院院长薛澜主持对话环节。

  以下是对话环节的相关内容:

  薛澜:先请两位专家来做开场陈述。

  ▲ 马斯克:

  今天讨论的主题很重要。大家应该探讨,颠覆性创新如何来塑造未来的世界?会有什么新的发展和影响?对人类社会有什么影响?

  现在说技术,就绕不开人工智能、数字医疗等,例如人工智能助力疫苗研发,会带来很大的进步。

  自动驾驶汽车,大家也很快就会实现,这会大大改变现在交通的面貌。隧道技术在缓解城市交通拥堵方面,也有很大的作用。全球主要城市都有交通拥堵的问题,三维隧道在这方面有很大的作用。大家刚刚在拉斯维加斯展示了隧道交通的应用。

  人类将会实现多星球居住。地球有45亿年了,现在人类有机会走出地球,大家也可以去探索其他星球,保持人类的传递与延续。

  ▲ 薛其坤:

  未来30年,颠覆性的信息技术之一是量子计算机和量子网络,即基于电子计算机的互联网跨入量子时代,这将是第二代互联网技术。

  但我今天讲的是,太阳能的高效利用与可持续循环,会是未来一个可能的终极颠覆性技术吗?

  太阳上每时每刻进行着核聚变反应,产生巨大能量。这些能量到达地球表面,相当于每秒向地球辐射500万吨煤的能量。太阳能造就了地球上的万物,以及石油、煤炭等能源。这些都是不可再生能源,用完就没有了。

  人类历史上发生了三次工业革命,一个共同特点是化石能源的开采和利用。如果没有能源,那么今天使用的高技术,都将不存在。

  根据统计,大家的化石能源,按照目前的发展水平和用量,50年后大家的化石能源将用完。那么到2070年,如果石油、天然气和煤被消耗殆尽,哪些技术将会消失?如汽车、飞机、轮船等技术,能继续吗?

  马斯克先生为大家提供了部分答案,例如发展电动汽车。

  但是,大家这几代人不能把地球上的化石能源全部用光,必须尽可能多地留给子孙后代。为了保持目前的工业发展,唯一答案是通过科技创新,开发用之不竭的太阳能。

  因此我认为下一个颠覆性技术,也是非常重要的技术,是基于光电效应的太阳能高效利用与可持续循环。

  所谓可持续循环,是指在基本不使用化石能源的情况下,包括太阳能电池在内的清洁能源,能保证三次工业革命造就的主要技术被可持续地利用。

  要做到这点,大家还需要一些配套技术,例如高效储能技术,使得太阳能像化石能源一样可方便使用。

  当然这里还有一种答案,是用氢气(H2)来代替煤、石油、天然气,氢气燃烧产生能量,并产生干净的水。

  如何得到氢气呢?最高效的方法是利用太阳能,分解水生产氢气。

  目前,在太阳能电池技术中,砷化镓的转化率达到了47%。未来,大家能否制造出价格比拟硅、效率比拟砷化镓的太阳能电池,使太阳能转化效率从27.6%提升到40%,甚至更高?这有赖于材料科学、量子物理等科学研究来回答这个问题。

  因此,下一次工业革命,是在基本上不消耗化石能源的前提下,前三次工业革命的主要技术的完美化和普及化。按照现在的科学规律,只能是这样,除非像量子力学和相对论这样的科学革命能出现。

  自然界的基本规律是大道至简,人类社会的发展规律也是大道至简。

  按照热力学规律,化石能源使用过程都会造成浪费,造成二氧化碳等污染。所以大家还是要回归初心,从最基本的爱因斯坦质能方程关系出发,利用最简单的元素——氢,发展最清洁、最有效和最长久的太阳能光电氢能技术。

  中国提出2030年前二氧化碳排放达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。美国总统拜登也提出,要在2050年前实现碳中和。高效和可循环的太阳能技术,是未来可预期的颠覆性技术之一,将为人类命运共同体做出积极的贡献。

  希翼全球的科学家、工程师、企业家等联合起来,通过30到50年甚至100年时间的科技创新,在化石能源被消耗殆尽之前,完成这一使命,保障人类社会的可持续发展。

  薛澜:大学的教育,怎样让年轻人做好准备,实现真正的颠覆性技术的创新?

  ▲ 马斯克:

  在教育过程中,能教给学生简单的物理学常识,这也是非常有用的。因为物理学是关于宇宙、关于世界运转的科学,物理学中有一些基本的规律,可以帮助大家来思考和实践。

  物理学也可以采用更加互动的方式来教学。早期可以教一些基本的常识,之后让他们逐步参与进来。

  要强调常识的相关性。大家经常教学生一些常识,学生们之后找工作,但这些常识在实际工作中不一定会用到。

  尤其是大学教授。一个教授一直在讲,是一人独舞,是一种重复的教学;与其这么做,不如让学生参与进来。大学教育中,课堂的时间应该更多用于讨论。

  ▲ 薛其坤:

  自然学科教学中,要教会学生理解自然规律,同时也要教育学生利用学到的常识,为人类可持续发展,为人类命运共同体和未来的美好生活做出贡献。

  其中很重要的一点,是要把学习的常识与社会经济发展相结合。例如像马斯克先生,基于您的企业办一所大学,可以把教育和产业结合在一起。

  像特斯拉这样的大企业办一所目的更明确的大学,推动教育与产业和经济结合,也许是未来的趋势。

  ▲ 马斯克:

  这个想法很有意思。

  事实上大家也想过这个问题,例如机器人编程方面,大家觉得现在缺乏这方面的专业人才;现在很多产业需要机器人,但是能给机器人编程的人才很缺乏。

  特斯拉曾经想过这个事情,我觉得未来可以这样做,特斯拉创立大学,培养专业的人才。

  薛澜:颠覆性技术给人类带来了巨大的变革,但如何看待其中的风险?

  ▲ 薛其坤:

  风险问题是和颠覆性创新同样重要的一个问题。因为任何技术都是一把“双刃剑”。

  技术的颠覆性越强,技术“双刃剑”的锋利度也就越大,总会有好的和不好的一面。

  教育除了教授常识和技术,还有一方面,是教会人们朝着有利于人类可持续发展的方向,去引导创新。

  比如利用核能,可以解决人类的能源短缺问题,但是利用核能制造原子弹,也可以毁灭地球。人类发展过程中,要友好地利用技术,使技术尽量朝着好的方向发展。

  还有人工智能。将来如果人工智能超过了人类智能,就要引导人工智能健康发展。

  所以要设立一道红线,未来一旦人工智能、机器人跨越了红线,出现了犯罪等情况,人类警察应该能够阻止它们。

  这些是颠覆性技术发展过程非常重要的问题。

  ▲ 马斯克:

  人工智能,是未来人类社会面临的一个重大挑战,也可能是最重要的挑战。智慧是人类与其他物种的最主要区别,但人工智能至今还没有出现所担心的情况。

  我觉得,人工智能的管理与人工智能的共生是非常重要的。人类的大脑是有限的,所以发展人工智能很重要。

  对人工智能的监管,我也是支撑的,未来也要设立相关部门来监管人工智能。

  薛澜:美国在中美科技合作中采取的一些措施,对高校科研合作和人才交流有什么困扰?您们有什么建议?

  ▲ 薛其坤:

  目前,中美科技合作处于一个比较困难的时期。无论是在清华还是在南方科大,有许多青年学子有志去美国留学升造,但现在签证之类的比较困难。所以影响还是很大的。

  科技合作对科学的发展的促进作用还是很大的。一两个国家之间的不合作,是短期行为。大家人类共同生活在这样一个小小的地球上,科学是认识世界,技术是改造世界。改造世界的目的,是让每一个国家的人,让全世界的人都变得非常幸福。

  所以不管发生了什么,我作为一个物理学家,始终觉得应该加强交流合作,科学合作、技术合作,也包括产业合作。

  就像特斯拉,在中国有很大的工厂,所以这种合作非常重要。大家不能只看到短期的五年、十年,而是应该看得更长。

  我的建议,是各国应该求同存异,把大家之间的共同利益最大化。这是我发自内心的建议。

  ▲ 马斯克:

  我也建议双方要建立互信。

  很多时候,各国都在防范间谍。比如美国要关闭tiktok,幸运的是这事没有发生。许多人担心tiktok窃密,但这根本是不必要的担心。

  因为对于商业企业来说,如果一个商业企业确实在进行间谍活动,那么对这个企业其实有很大的负面影响。比如说特斯拉,用特斯拉汽车在中国或者其他地方从事间谍活动的话,那么大家就寸步难行了。

  所以大家是有很强的保密意识的,否则大家就会被关停。

  大家要想要什么样的未来,大家是否能够互相信任?在我看来,最好还是能够有一个大家能够互相信赖的未来。

  观众:物理学总给人一种比较无聊的感觉。那么怎么样让年轻人对物理产生兴趣?如何吸引年轻人进入物理学领域?

  ▲ 马斯克:

  其实我觉得物理一点都不无聊,我觉得非常有意思。

  学习物理就是希翼能够了解自然了解宇宙。物理所教授的常识可能看起来有一些干巴巴,或者是不很有趣。

  但是学习过程中要注意两点:第一,是在物理学习当中,要让学生培养感情。

  人是有感情的动物,如果你要吸引人的话,老师必须要通过感情,告诉学生物理为什么有趣。当然,物理实验、物理论文写作,是不能用情感来影响结果的。

  这一点非常重要,就是要告诉学生,物理不是干巴巴的,不是光背诵一些公式。

  第二点就是必须要学习经济学。

  做的物理学研究,不仅仅要证明它是在实验室里可行的,还要从成本的角度来讲,也是行得通的,这是指技术解决方案。

  技术解决方案必须要做到在成本上可行,包括有什么样的解决方案,它所需要的资源是最少的。

  ▲ 薛其坤:

  我也认为,物理学并不是非常无聊、非常无趣的,只要深入进去了,还是非常有趣的。

  物理学是人类理解宇宙建立的最系统的科学之一,学习物理还是大有前途的。

  就像马斯克先生,也是学物理的,但他创立了特斯拉企业;薛澜老师,也是学物理的,变成了一个重要的公共政策专家和管理科学专家。我留在物理学领域,做了点小贡献。

  我虽然接近60岁了,但我每天仍然非常幸福地、充满感情地在物理学领域里奋斗。

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