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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？

薛其坤院士对话马斯克！下一个颠覆性创新会是什么？ 学术头条
2021-03-20
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导读：薛其坤院士对话马斯克！
来源：科学网
作者：郑金武

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，美国特斯拉公司首席执行官埃隆·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。我们应该探讨，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，我们也很快就会实现，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。我们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，我们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，我们的化石能源，按照目前的发展水平和用量，50年后我们的化石能源将用完。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？

马斯克先生为我们提供了部分答案，例如发展电动汽车。

但是，我们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，我们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，并产生干净的水和二氧化碳。

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，我们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，任何能源使用过程都会造成浪费，造成二氧化碳等污染。所以我们还是要回归初心，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。

希望全球的科学家、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知识，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知识，之后让他们逐步参与进来。

要强调知识的相关性。我们经常教学生一些知识，学生们之后找工作，但这些知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知识，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，是要把学习的知识与社会经济发展相结合。例如像马斯克先生，基于您的公司办一所大学，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。

事实上我们也想过这个问题，例如机器人编程方面，我们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。

教育除了教授知识和技术，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，我也是支持的，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。我们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。我们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，把我们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，那么我们就寸步难行了。

所以我们是有很强的保密意识的，否则我们就会被关停。

我们要想要什么样的未来，我们是否能够互相信任？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。

学习物理就是希望能够了解自然了解宇宙。物理所教授的知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，但他创立了特斯拉公司；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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