褚君浩：当前处在后信息化时代 科技发展有三大特征

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）