中国科学院院士、中科院上海技术物理研究所研究员褚君浩   “随着信息技术的科学基础和技术基础进一步发展,信息技术本身已经从数字化发展成为大数据,从程序化发展到智能化,从小型化发展到微量化,由积极网络发展到人机物网络。”对于新时代的信息技术发展,中国科学院院士、中科院上海技术物理研究所研究员褚君浩给出了他的诠释。   9月17日下午,中国科技峰会——科普高峰论坛在北京国际会议中心举办。褚君浩在演讲中总结称,当前科技发展有三大特征:第一,信息时代的特征还在发展,信息技术没有终止,还在进一步发展;第二,多领域科学发现和技术发明多轨并行、交叉推动;第三,信息技术和多领域的科学技术深度融合发展。   “第三次工业革命是信息化的时代。我们现在处在后信息化时代,处在信息化时代的后期,向智能化时代迈进的时刻。”褚君浩如是说。   以下是褚君浩演讲全文:   尊敬的各位同学、老师,尊敬的各位科学家,大家好!   我受大会的委托做发言是叫做“科技创新开拓智能时代”。主要是三个方面:第一是科技创新驱动工业革命。第二是科技创新促进智能技术发展。第三是弘扬精神、融入时代潮流。   一,科技创新驱动工业革命。   人类经历的几次工业革命都是在科技创新的驱动下发展起来的。第一次工业革命蒸汽机,热力学的规律,那就是第一次工业革命机械化。第二次工业革命是能量转化定律,电磁学的定律,引起我们电气化,这是第二次工业革命。第二次工业革命之间出现许多新的技术,这些技术现在广泛的在现代社会上面得到应用,而且更进一步的发展。现在19世纪后面电气理论的发现建立使得人类现在进入了电气时代,而且电气时代的发展一直到现在的技术还在往发展。   工业革命的发展还是有两种脉络。第一种先从技术到科学再到技术,第一次工业革命。第二次工业革命提供了第二种模式,它先是在实验室里面完全做试验科学,发现了规律之后引起发电机、电动机出来。不论是第一次工业革命,还是第二次工业革命,它的特点都是科学跟技术交叉推动,这是一个非常重要的特点,也是使得我们技术不断地发展,科学技术不断发展的一个非常重要的问题。   现在是第三次工业革命特点是信息化,它从原子物理、量子力学、固体物理、现代光学、半导体科学发展促进了好多技术的发展。比如说,量子力学。因为有了量子力学才有能带理论,有了能带理论才有半导体技术,才有我们现在所有的信息技术。你看我们后来有半导体的晶体管,照片中间都是诺贝尔奖的获得者,科学的发展推动技术的发明,引起许多方面的发展。集成电路,后面爱因斯坦的理论、后面有激光器,开始有激光存储、激光通讯、激光成像。后面我们又有光纤,高锟的光纤,使得低成本、高效的应用有了可能。   麦克斯韦方程科学发现一直到现在所有的通讯技术、wifi都是基于电磁波的理论来建立的。我们发现相变的规律有了液晶显示推动了技术的发展,我们发现了巨磁阻的效应能够建设高密度的存储器,一开始就是一条曲线的效应推动技术的应用。电磁耦合器件使得光电转化可以实现许多好的功能,蓝光二极管中村修二先生今天也在会上,使得我们白光显示能够有所可能。   现在我们量子力学得到进一步的发展,刚才邓肯·霍尔丹先生也提到,现在是第二次量子力学的革命,量子计算、量子通讯都有一种潜在的可能性,而且正在逐步的转化为现实。量子力学的超导理论、超导磁体、核磁共振跟我们的医学发展有着非常密切的关系,磁悬浮现在也在试验跟使用中间。相对论的时间修整也用在我们GPS的时钟修正上面。最近还研究忆阻器,将来能够对人脑的问题更好地在人工智能里面应用到新的一种器件,拓扑绝缘体跟信息高速公路,用新的材料拓扑绝缘体没有损耗能够更好地来传播我们知识。尤其现在发展电子自旋器件使得摩尔定律越来越小,超越摩尔一种可能性就是自旋电子学器件功耗更低、速度更快,所以现在信息的基础不断的发展。   随着信息技术的科学基础和技术基础进一步发展。信息技术本身也从数字化发展成为大数据,从程序化发展到智能化,从小型化发展到微量化,由积极网络发展到人机物网络。现在整个世界上面数据、认知物理上面高度融合,人类处在无所不在的网络中间。   当前科技发展有三大特征,第一个特征就是信息时代的特征还在发展,我们现在经常用手机很方便的。但是信息技术没有终止,还在进一步发展。第二个特征是多领域科学发现和技术发明多轨并行、交叉推动。现在是多个领域的科学发现发明,科学发现促进技术发明,技术发明需要进一步的科学发现提升多轨并行、交叉推动。第三个特征是信息技术和多领域的科学技术深度融合发展。这些就提供新工业革命的技术源泉。   新的工业革命应该是什么方面?我们从第一次工业革命是机械化的时代,第二次工业革命是电气化的时代,第三次工业革命是信息化的时代。我们现在处在后信息化时代,处在信息化时代的后期,向智能化时代迈进的时刻。在这段时间里面思想理念都会有很大的发展和变化,这就是我们现在迎来智能时代的一些情况。   智能时代的技术将会有这样一些态势:   1.智能化分布式新能源系统。   2.智能化的复杂体系、物联网、智慧城市。   3.机器人、传感器、人工智能。   4.智能化制造技术、新材料。   5,其他领域的创新技术,包括大健康产业。   二、科技创新开拓智能时代。   智能时代非常标志性的东西就是智能化系统,有智能化的系统才能说是智能化的时代。智能化的系统要包含三大要素:   1.动态感知。   2.智慧识别。   3.智慧反应。   动态感知要靠传感器。智慧识别靠大数据,但也要靠物理模型。比如说,我们的天气预报,大气有好多好多的数据,当然是大数据系统,但是要跟空气动力学、大气物理结合起来的物理模型。生命科学要跟生命结合起来,所以大数据跟物理模型结合提供给我们智慧识别。最后要技术反应,这样的东西需要有基础的信息平台、互联网、物联网。在这样的基础上面可以构建我们的智能化系统,智慧城市这是一种形式,另一种形式就是高阶的智能化系统就是人工智能。所以现在传感器已经走进我们的生活,科学技术、工农业、国防科技到处可以找到传感器。   传感器,无非是把光、声电池想办法变成电,电容易控制,最容易进行加工。传感器有各种的传感器,这些传感器光、电、磁、声、机械传感器、还有分子、生物传感器取代了我们的五官,取代了人的五官,传感器现在深入的在发展。现在有三个方向:   1.建立在极致掌握材料器件技术基础上的高性能传感器。   2.新应用目标驱动,新的需求需要我们建立在交叉学科跟集成技术上面的新型传感器。   3.科学研究驱动,构建异质材料的新结构,发现多场耦合效应,这些效应也可能实现新高性能的传感技术。   比如说以光电为例要做到极致,光电器件有好多的,比如说光电导型的、光伏型的,比如说低温工作的半导体红外的。做好以后放到飞机上是航空遥感,放到卫星上是航天遥感。当然做这个要极致,要对里面的物理图像非常清楚的了解,每一步都要计算的清清楚楚。光有了图像还不够,还要对技术方面非常的极致能够掌握好,有的时候我们是做的不错但做不好,从做不错到性能好要有性能的发挥和极致掌握。比如说从短波红外探测器都是需要的。   这里有15张图,每张图是一个波长、一个波段的图,而且把空气大气从36000多公里每一层大气的温度像CT一样的把它做出来,所以现在的天气预报很准。最近广东省深圳那边澳门不得了的风云,目标非常的准确,那就是有卫星在上面看,有传感器在上面看。所以我们你看美国NASA这个图,有几天换成了风云4号的图,当换了几天又换过去了,因为原来有协议的就是要用NASA这张图,但是这张图的NASA非常好。   还有像图上看这个苹果可见光很好,用短波一看是烂苹果,不同的波段有不同的用处。还有下面的这个人有胡子,但是短波一看胡子是假的,所以这人要么是演员,要么是可疑分子,伪装自己。   我们还要发展太赫磁的器件,短波很长,有很多的用处,市场也负责的大,它看一个人有一种透视本领,可见光看上去人拿了报纸,但是太核磁一看报纸里面是一把刀,看人像不穿衣服一样的,因为它有透过一定深度的本领。这种技术要发展光源、探测器,最近我们实验室里面发现了新的效应,就是窄进半导体跟太核磁光产生效应作用。如果太核磁光进到我这个器件结构里面,它就聚集以后电导增加就可以判断,这个原理是新的。所有现在光导探测器、光伏探测器都没有这个原理,所以新的原理做成的室温工作的探测器,它的效率、它的灵敏度比现在所有的都要高。所以我们同学在研究工作过程中间也要想办法做一些有创新的,原理是新的,在这样的基础上面建立我们新的基础。   第二,新应用目标驱动下建立在交叉科学和技术集成基础上的新型传感器。比如我们去年的墨子号要把两个纠缠光子扔下去,纠缠光子都是偏正的,那就需要我们有高保偏的分子薄膜要做到极致,能够做到这样子才能把纠缠光子使得它不会改变它的偏程度。我们把探测器放到月亮上面去,月亮下去的时候方向不平,怎么会方向不平?那就是激光雷达发现上面不平。不平了以后怎么样?后移动25米下去就平了,这里面都是一种新的需求。现在我们生物的识别也需要一种成像来识别,还有分子信息传感。比如说有人带了炸药进来能不能报警?有一种效应叫做荧光猝灭效应。你看它比狗还要灵敏,狗是专门查炸药的,炸药放在边上它不知道,它查不到,不知道。大家看计算机用的狗鼻子,它就是用萤光猝灭效应来检查。大家看计算机它就报警了,所以非常的灵敏,当然现在做的很小,一开始做的很大,现在做的很小了,好多人开会的时候经常会用这个作为安保系统。   医学成像也是很大的领域。   第三,构建异质材料新结构、发现多场耦合新效应、实现新型高性能传感技术。本来发现一个效应后来觉得可以做压大传感器,电子皮肤都可以做,这些新的效应就不说了。   另外,除了我们传感以外还有识别,识别里面非常重要的是用图像来识别。建模型先要做数据库存到数据库里面去,数据库做好之后就可以知道水稻,亩产500斤还是亩1000斤。比如说油矿也可以先把光谱做出来,然后跟数据库去对。月亮上面有月兔在上面,干什么事情?把月亮表面土地的光谱做下去,做下来跟数据库去对看月亮表面是什么东西。所以我们智能化行为的系统智慧城市是非常大的领域。另外,智慧城市有很多方面做,由于时间关系不讲了。   智能化人工智能系统,这是上海一家公司做的典型的人工智能。球过来他能够实时知道球打在哪里,它做计算能够把球打回去,所以它有动态的传感,智慧的分析,及时的反应,具备了人工智能的三大条件。京东的分快递也这样在发展。   我们同学们,大学生,研究生,还是希望在新的时代里面,既看到国家现在发展的有水平的地方,也要看到我们现在国家发展还有很多不对的地方。既要看到我们国家GDP的数量是比较大的,也要看到我们GDP的人均值是非常低的。所以我们大家还是要很努力的来做。   过去历史上有一句话叫做,“千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金。”李白小时候不用功,后来很用功,变成大诗人。少林寺把地练的凹进去,哈佛大学凌晨4点那么多人在看书。时间到了,我下面就PPT放一下。   我有个学生叫田博博,一个博士生,他在博士期间发表的这三篇文章也很用功。所以我们要培育健康的心灵、健康的体魄,要给予外界的养料,要融入时代的潮流。谢谢大家!   (根据现场速记整理,未经发言人审阅)

褚君浩:当前处在后信息化时代 科技发展有三大特征

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