他是中国自主培养的第一个红外物理博士
提出国际晓誉的CXT(褚-徐-汤)公式
他参与领头建成红外物理国家重点实验室
使中国在此学术领域跻身全球第一梯队
在深耕科研之外
他也是科学精神与公共意识的倡议者
作为一位“年轻”的B站up主
深入浅出躬身科普
他是“科普院士”“挖井院士”
半导体物理和器件专家
中国科学院院士
复旦大学光电研究院院长
他是褚君浩
春暖花开,疫情消散。在百业复苏、一片生气蓬勃中,中国经济的下一个增量会在何处?科技创新如何更好地与经济动能融合?科创领域蕴含哪些发展机遇?
复旦泛海国金2023校友新春年会上,褚君浩院士带来了题为《第四次工业革命的技术态势与产业机遇》的主旨演讲,并针对科技创新与经济发展等时代命题给予了个人解读和描绘——“在智能时代背景下,科技创新不断提升信息传感分析和数字技术水平、促进传感器物联网与智慧城市数字城市建设,从而推动数字经济发展,提高人们生活水平。”
人类在多次工业革命中实现腾飞。第一次工业革命以蒸汽机的出现为代表,特征是机械化。第二次工业革命始于能量守恒定律和电磁学定律的发现,它的特征是电气化。第三次工业革命的出现是由于电子技术、微电子技术、原子能技术、光学技术、信息技术等一系列技术的发展。科学规律推动技术的发展,从而引起整个信息化时代的发展。
现在,我们上升发展到第四次工业革命,进入智能化时代。此时是起点之时,是充满变化、非常敏感的时刻。新的业态、新的产业、新的思路、新的技术,无数新潮涌起。尤其是从事金融投资的朋友,一定要看得准。
所谓智能化,就是把智能融入到物理系统里去,核心就是智能化系统。智能化系统有三大支柱,第一是动态感知,包括动态传感器等,第二是智慧设备,第三是自动反应,比如近期兴起的聊天机器人ChatGPT,它写报告是挺像样的,但也有问题,比如我让它写褚君浩做过什么贡献,它说褚君浩是数学家;且它的数据库目前只到2021年。当然,ChatGPT目前是一个智能化的新事物,未来还将持续发展。
总结来说,智能时代的发展特征有三:一是信息科学技术在学科交叉基础上进一步提升;二是科学技术多个领域的发现和发明多轨并行、交叉推动,各领域相互渗透,深度融合;三是科学和技术密切结合,相互促进,科学技术转化为生产力的速度加快。
在此基础上,智能时代的技术趋势大体有五个方面:一是智能化分布式能源系统,诸如低碳技术、能源互联网等;二是智能化复杂体系,以人工智能、智慧城市、ChatGPT等为代表;三是智能化制造技术;四是智能化诊断、智慧医疗;最后一点则是运用智能化升级传统工业。我认为,未来与这些方面相关的业态会有比较好的发展前景。
目前的智慧设备使用很大程度上依赖于大数据。
大数据怎么来?有两个渠道:一类是互联网上已有的文本大数据,另一类就要靠传感器实时传感获得。所谓传感,举个例子,把红外探测器放在飞机上对地观测就是航空遥感,放在卫星上对地观测就是航天遥感;再比如,我们可以看到不同波段的卫星成像的云图,可以把从地面到大气的每一个点的温度都测量出来。这里面的核心技术都是传感器。
在探索新原理、新材料、新结构、新器件时,我认为有三个问题非常重要。第一,能否(如何)实现极致?事情做不到最好就没有市场,尤其是高端市场。第二,新需求驱动下能否(如何)实现创新?新的需求很多,智能终端也有各种问题,进行融合创新是很必要的。第三,基础研究结果能否(如何)拓展实现应用?有时候我们写的论文放在那里,却不能够实现真正的应用,这是值得反思的。
现代传感技术是多传感、多频谱及其融合和集成的传感技术,包括光传感器、电传感器、声传感器等等。它们形成的物探大数据、医疗大数据、能源大数据、交通大数据等,构建着我们的物联网、数字城市和数字经济。相关领域近三五年诞生了约有三万亿的产值。
如何认知大数据?智慧分析便是第二个核心技术。过去我们有指纹分析、人脸识别,现在光谱也可以识别。放在月球背面的嫦娥四号是做什么的呢?就是在那里做月面的光谱成像探测,分析月球面的矿物成分。
很早之前,军工相关的红外技术是我国的“卡脖子”难题。因此,20世纪70年代末,我国开始进行自主研究,现在的水平很高。我们的红外探测器放在月球上、放在火星上,收集表面土壤岩石的光谱来进行智慧分析。
智慧城市由互联网+物联网+模型和控制组成。
我将用四个数字具体阐释:
“2”——两项核心技术,实时传感与智慧分析
“3”——三大信息基础,互联网、物联网、大数据和云计算
“4”——四个层面,感知、互联、分析、反应
“5”——五大应用场景,城市综合管理、交通物流贸易、能源环境安全、医疗文化教育和城市社区安居
说到物联网数字技术,它有“四个面向”。一是面向信息传感科技前沿,二是面向物联网技术产业发展,三是面向智慧城市框架建设,四是面向人民生命健康安全。
面向信息传感科技前沿,这个要求比较高,要进行光、电、磁等多维度信息获取,要像孙悟空的火眼金睛一样、一看便知,从而发明新技术、实现感存算一体化。
面向物联网技术产业发展,第一个就是发展传感器和光电器件产业。目前的产业要特别重视仪器设备,这是由国内仪器设备部分仍存有相对落后等难题所导致的,因此好多实验室拿大量经费买国外的仪器,好多公司也都用进口仪器。仪器设备要从源头上进行研究、改进,比如说光电传感器做好了,那么相关的仪器设备就都可以做出来了。此外,无人驾驶、数字物流、北斗导航等也是值得关注的新兴产业。
第三是面向智慧城市建设,包括智慧医疗、智慧政务、智慧金融等等。有人说,智慧城市是信息化,不是智能化。实际上,智能化是实时得到信息并进行分析,而且是有针对性地分析,这里面有很多讲究。
第四是面向人民生命健康。智能医疗能够有效缓解中国因人口多、地方水平参差造成的医疗难题,信息技术和科学医疗的结合是非常重要的,尤其是仪器设备方面的工作。
最后是今天的结语:智能时代背景下,科技创新不断提升信息传感分析和数字技术水平,推进物联网与智慧城市建设,推动数字经济发展,提高人民生活水平。
我的分享到此结束,谢谢大家!
毫无疑问,科技创新必然推动经济发展,进而提高人民的生活水平。
我们正站在智能化时代的起点和潮头,既要瞄准创新风口投资前景产业,也要敏锐感知其中的风险与变动,如此才能乘着技术发展的劲风,真正抓住第四次工业革命的产业腾飞机遇。褚君浩院士在短短20分钟的时间里,深入浅出、条理明晰地剖析了智能时代的技术态势与产业机遇,让大家看到了更开阔的风光、更具象的未来图景。
立于新时代风口,我们共同寻找下一个增量。