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军事科学院徐馥芳:要有勇闯科技“无人区”的胆识******

军事科学院徐馥芳:要有勇闯科技“无人区”的胆识

  光量子干涉实物图。图片来自新华社

  党的二十大报告在总结十年来的重大科技创新成果时,再一次提到了量子信息。近年来,“墨子号”“九章”“祖冲之号”等一批量子信息领域的成果集中涌现,我国量子科技实现从跟跑、并跑,到部分领跑的重大历史性飞跃,量子科技发展的体系化能力正在稳步建立。

  量子力学自1900年诞生以来,打开了人类认识世界的一扇新的大门。第一次量子革命,量子力学催生了晶体管、激光等重大发明。近年来,以量子计算和量子通信为代表的第二次量子革命兴起,极大地影响和改变着人类的生活。

  本期科技访谈录,我们邀请到军事科学院量子技术方向学科带头人、国防科技创新研究院前沿交叉技术研究中心副研究员徐馥芳,请他谈一谈神奇的量子世界,展望量子科技发展的宏阔未来。

  量子之美,美在未知

  记者:习主席在党的二十大报告中,把量子信息列入新时代十年重大科技创新成果之一。量子信息是什么?它和我们经常提及的量子科技有什么关系?如今我国在量子信息领域都取得了哪些重要成就?

  徐馥芳:量子信息是量子物理学和信息科学交叉催生的技术领域。它利用微观体系的量子效应,实现信息的高灵敏感知、安全传输和高速处理。量子信息主要包括量子通信、量子计算和量子精密测量等3个典型技术分支。

  量子科技是一个更宏观的概念。它指的是量子力学建立后催生和发展起来的一系列科学与技术。随着量子信息技术的发展,量子科技发展进入新阶段,第二次量子革命兴起。这是一次巨大的飞跃,直接或间接改变和提升着人类获取、传输和处理信息的方式和能力。

  近年来,我国在量子信息领域取得了很多重大成果。在量子通信领域,我国实现了光纤量子保密通信应用演示与验证的“京沪干线”,成功发射了“墨子号”量子卫星;在量子计算领域,我国实现了“九章”光量子计算原型芯片和“祖冲之号”超导量子技术原型系统;在量子探测领域,我国多个单位研制的冷原子干涉重力测量样机在国际重力比对试验中都取得了优秀成绩,针对水下目标探测的量子磁力探测样机已经针对典型场景开展了测试,等等。

  记者:我们知道,量子力学是描述微观物理世界的理论。在您的眼里,又或者说在您的想象里,量子世界有多美?

  徐馥芳:量子世界之美,在于它的神秘与未知。在量子的概念提出之前,我们对微观世界的认识,往往基于对宏观世界的理解之上。受到物理学自身限制,我们无法直接观测微观世界,甚至借助光学、电子学显微镜等也只能观测到皮毛。如今,了解过量子测量的我们都知道,量子测量会对被测量子系统产生影响;处于相同状态的量子系统被测量后可能得到不同的结果。这种因果颠倒的试验结果听来近乎玄幻,也是诸多科学家无法用经典物理学理论解释黑体辐射实验的原因。

  在量子世界,很多经典物理学中不存在的物理状态变得可能。量子力学直接颠覆了我们对整个世界的认知。一个全新的世界在我们面前徐徐打开,太多的未知等待着我们去探索。这怎能不令人欣喜?

  如今,还有许多物理现象难以被我们理解,比如量子隧穿、电子自旋、电子轨道跃迁、单电子自身干涉、测量导致的坍缩、共轭物理量无法同时精确测量(海森堡测不准原理),等等。这些都是量子世界里的一扇扇神秘的“大门”,一旦打开走进去,里面可能是一个更加幽远深邃的“洞天”。

  但是,量子世界的神秘,或者说对量子世界的疑惑,并不足以使我们怀疑量子力学。量子力学的一部分已经得到实验验证,基于量子力学发展起来的科学与技术,已经极大地改变了我们的社会,并将继续服务于人类社会生活。

军事科学院徐馥芳:要有勇闯科技“无人区”的胆识

  量子概念图。资料图片

  对未来世界的影响,将远超你的想象

  记者:有句俗话说,“遇事不决,量子力学”。量子似乎已经走进了人们的日常生活,又似乎还很遥远。您怎么看?

  徐馥芳:很多时候,我们会觉得量子力学离我们很远。这一略带神秘、略显高深的学科,告诉我们微观世界中存在一些超导、超流、纠缠等神奇的量子效应,一般人很难理解。虽然一直都在说量子科技正在走进我们的生活,但是这一过程,往往以基础科学的形式在起作用。量子力学指导和推动了电子技术和信息技术的发展,但是我们的科学家、工程师和用户并不一定需要对量子力学懂太多。传统的学科还在将技术进一步推向前沿,仍有在不引入量子力学的情况下的进步空间。或者更直白地说,期望改变世界的量子信息技术,目前许多还停留在实验室阶段或者初步应用阶段,有待进一步突破。

  另一方面,量子力学其实离我们又很近。我们周围的物质,包括我们的身体和大脑都是由原子分子构成的,它们在微观上遵守的是量子力学的规则。我们享受的现代科技产品,手机、电脑等都是量子力学指导的产物。近年来,随着量子信息技术的快速发展,量子通信、量子计算、量子精密测量领域都取得了一些重大进展,相关的科技产品正在加速走进我们的生活。

  当然,我们更需清醒地看到,量子技术在向世界展现出其强大能力和发展潜力的同时,也面临巨大挑战。这其中,不仅有来自对量子态的长时间维持和精确调控等人类改造世界能力的挑战,更牵扯到物理学基础理论等人类认识世界能力的挑战。也许,还需经过漫长的时间,有新材料、新机理等特殊契机出现后,量子技术才能真正向世界显示其威力。

  记者:请您设想一下,量子信息技术会给我们的未来生活带来怎样的改变?

  徐馥芳:量子信息技术对未来世界的影响,将远超你的想象。在量子信息技术的3个分支中,量子精密测量和量子通信发展得相对成熟,已经从实验室“飞入寻常百姓家”。而难度最大的量子计算,发展仍处于早期阶段,距离商用普及仍有较长距离。我们乐观估计,还要20年以上的时间才能实现。

  量子计算是量子信息技术中最综合的一个技术分支,也是对信息技术冲击最大的一个分支。从算盘时代发展到冯·诺依曼架构的电子计算机时代,人类社会发生了翻天覆地的变化。从经典计算机到量子计算机,“量子比特”取代了经典的“比特”,量子计算机在理论上具有秒杀所有传统计算机的计算能力。可以想象,一旦通用量子计算机发展起来,人类社会又将再次经历巨大变化。网络信息安全、大数据和人工智能、化学生物制药、金融工程、智能制造等领域都将因为量子计算机的巨大信息处理能力,发生颠覆性改变。

  有没有勇闯科技“无人区”的胆识,决定了我们未来能走多远

  记者:在钻研量子技术的道路上,您遇到最艰难的挑战是什么?

  徐馥芳:从我的经历来看,最艰难的往往是起步阶段。我们这个团队是伴随着2017年新军事科学院调整组建而成立的一个研究团队,刚刚成立时,团队只有几个人,来自全军不同的单位。我还清楚记得,大家刚来到单位的时候,办公场地都是临时借用的,第一份项目申报书,是在临时租借的宿舍中完成的。但大家都没有被这些现实困难吓倒,科研经费有限,就省吃俭用买设备买器件;团队人才短缺,就想方设法引进、培养青年人才……几年时间过来了,我们的团队已经相对稳定成熟,科研条件有了很大改善,也取得了不少研究成果。

  回顾这段从零起步的创业历程,我最大感触是,我们这一代科研人员赶上了一个好时代。在国家高度重视科技创新的大背景下,在党中央和中央军委的相关政策扶持下,在军事科学院良好的科研氛围下,我们团队可以瞄准一个目标,心无旁骛地共同努力。在这种环境下,拼搏也成为内在的自发本能。

  记者:您认为,研究量子技术和其他科学技术有什么不同?研究量子技术需要怎样的科学精神?

  徐馥芳:由于量子物理的概念与宏观世界完全不同,从事量子技术研究需要经过科学的系统训练,接受其独特的逻辑和技术方法。量子力学是一门完备的、严谨的科学。没经过系统训练,利用学习到的部分量子概念,结合自己的现实经验看待或处理问题,很容易走入歧路,产生错误观点。

  现在社会上对量子技术存在着两种极端理解:一种是认为量子技术是骗子技术,所有的都是假的,不认可量子力学的正确性,或者认可量子力学但不认可量子技术;另一种认为量子技术是万能的,会彻底颠覆现在的电子技术和信息技术。这两种理解毫无疑问都是错误的。量子力学是一门基础学科,我们需要理性认识基于量子力学发展起来的量子技术,尤其是方兴未艾的量子信息学。它是一门全新的交叉学科,它的发展将成为我们传统信息技术的有力补充,并成为信息技术深化发展的基础。

  从我长期从事量子技术的经历来看,我认为,研究量子技术,一是需要科学严谨的态度,能够严格依据量子理论进行推理和验证,进行试验设计和现象解释;二是需要前瞻的洞察力,量子世界的现象和规律与我们熟悉的经验世界完全不同,对研究中碰到的问题,必须敢于大胆假设,勇于创新,小心求证;三是需要持之以恒的韧劲,在研究量子信息技术时,科学难题和工程技术难题同在,很多时候在短期内都难以出重大应用成果。中国古人常讲“十年磨一剑”,但在这个领域,有可能十年都难磨一剑,所以必须沉下心来埋头苦干。

  在科学研究上,有时看似下的是慢功夫,实则走的是快车道。量子技术是一门非常前沿且深奥的学科,目前虽然已经有了一些研究成果,但还有更多的“无人区”等着我们去探索。当我们与世界同行站在同一起跑线上,有没有勇闯科技“无人区”的胆识,决定了我们未来能走多远。

  文字整理:张志华

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东西问·中外对话 | “全球化”概念首倡者:“统一的西方”概念已经过时了******

  中新社柏林4月22日电 题:“全球化”概念首倡者:“统一的西方”概念已经过时了

  中新社记者 彭大伟

  马丁·阿尔布劳(Prof. Martin Albrow)是西方率先提出“全球化”概念的学者之一,从事社会学职业生涯长达半个多世纪。马丁·阿尔布劳获剑桥大学博士学位,他是英国社会科学院院士、英国社会学会荣誉副主席、全球中国学术院荣誉院长。阿尔布劳教授近年来的研究方向转向中国,已出版两本研究人类命运共同体的专著。

  中新社德国分社首席记者、中新网研究院副院长彭大伟近期与阿尔布劳教授进行了对话。阿尔布劳表示,人类无法回到新冠疫情前的世界,但全球范围内的科学家们围绕抗疫开展的大量合作本身就是一项全球性的进程,展现了全球化所取得的进展。

  阿尔布劳认为,西方理解中国抗疫需要理解中国社会秩序所具备的历史基础,以及中国的执政党从中国传统中所汲取的治理智慧;中国的治理模式下,中央对社会的管理更加深入,也更有效率,这也造就了疫情下中西方表现的巨大差别。

图为马丁·阿尔布劳著作。供图图为马丁·阿尔布劳著作。供图

  针对中国能否避免“修昔底德陷阱”,实现和平崛起的问题,阿尔布劳认为,我们不应总是执着于旧式的地缘政治视角,而是更多地关注人工智能等新技术的发展,并且从国际社会的角度共同携手治理,进行对话与沟通,以引导新出现的技术向善,并管控风险。

图为马丁·阿尔布劳 供图图为马丁·阿尔布劳 供图

  对话实录摘编如下:

  彭大伟:您认为新冠疫情对全球化的发展会造成怎样的影响?我们能否最终回到我们曾经熟悉的那个“疫情前的世界”?

  阿尔布劳:简单地说,我的回答是“不能”。我们无法重回疫情暴发前的那个世界,这是因为我们本来就无法回到过去。疫情让我们看到,全球范围内的科学家们合作研究病毒、开发疫苗、交流信息,这就是一项全球性的进程,展现了全球化所取得的进展——至少在科学技术等领域。当前全球化的推动力来自于一种强大的压力,这种压力指向如何更好地通过技术控制住疾病、气候变化和实现军备控制等等。

  彭大伟:我此前采访马丁·雅克先生时,他曾说,要想理解中国抗疫,西方最好去读一读孔子。西方是否应从中国的做法中获得借鉴?

  阿尔布劳:在某种程度上,是的。我将儒家伦理视作中国古老的文化传统中非常重要的一个方面。两者是密不可分的。另一方面,我认为与儒家相关的若干实践,尤其是强调读古书、通过教育提升社会地位等,至今仍对中国社会具有十分深刻影响的因素。西方不应忘记的一个事实是,中国共产党是建立在中国数千年的传统之上的。尤其是考虑到中国传统中关于一个人应当通过知识和教育提升自身社会地位的部分,中国共产党是一个推动教育运动的政党,与纯粹的经济因素相比,它更重视文化价值、伦理因素。

  西方理应理解中国传统中的这一关键思想。这意味着,当应对新冠大流行这样的灾难时,国家做的是去唤起社会价值中广泛的共识。中国的执政党从中国传统中汲取了治理智慧。在这一意义上,我赞同马丁·雅克所说,我们永远不应忘记中国社会秩序所具备的历史基础。

  我想补充的是,除了历史传统外,中国共产党还从中央层级提供了非常强有力的推动力。基于此,中国的中央政府对社会的管理更加深入,也更有效率,尤其是借助现代技术的帮助后,这方面的管理效率之高(与西方相比)就更加突出。甚至在帝制时代的中国,这样的社会管理都是无法实现的。因此在疫情下,中国的表现和西方就有了巨大的差别。

  彭大伟:您认为中国能真正实现和平崛起吗?

  阿尔布劳:美国学者亨廷顿提出的“文明冲突论”,其立论建立在不同文化之间的深层次差异之上。但我并不真正相信这一理论,这是因为我认为不同文化可以共存,而且以一种相对和平的方式共存,并相互交流。不同文化之间或许会出现争端,但这并不意味着文化的差异性导致它们无法共存,共存是可能的。另一方面,至于“修昔底德陷阱”这一概念,与其说关注文化领域的现实,不如说更侧重于战略领域的现实。“修昔底德陷阱”关注的是这样一种事实,即“如果在一个单一世界里,有两方争夺主导权。那么要想避免爆发冲突,对双方而言都将变得十分艰难”。与文明的冲突相比,我认为第二种情景对世界构成更加真实的风险和威胁。

  我并不认为我们未来一定会面临“修昔底德陷阱”。只要我们将精力集中在上述全球融合的领域,聚焦我们的共同之处,这就包括全球化的生活方式,一切能够将我们凝聚在一起的文化成果。我认为这将胜过那些持续希望向外扩张、挑动冲突的群体和组织的影响力。

资料图:中欧班列长安号跨里海、黑海班列首发。 西安国际港务区供图资料图:中欧班列长安号跨里海、黑海班列首发。 西安国际港务区供图

  我更加担忧的是,由于某些偶然事件所引发的冲突和争端,例如人工智能的崛起,或是新型武器的发展。这是因为它们很容易就会发展到全自动的水平。各国在争夺新型武器的过程中也会卷入争斗。这些都是真实存在的风险,全世界都应该关注到这一风险。换言之,最大的风险不是地缘战略问题,而是新技术带来的后果。

  彭大伟:假如真的要迎来“亚洲世纪”,西方已经准备好接受这样一个世纪了吗?西方会乐见亚洲成为世界中心吗?

  阿尔布劳:我们所谈论的这个“西方”,其影响力目前看上去覆盖了世界的绝大多数地方,但“西方”绝对是在通向一个更加碎片化的方向。“西方”不会像美国人所希望的那样被视作一个整体。的确,美国总统拜登正在试图构建某种意义上的“民主国家联盟”,而这种做法已经近乎可笑了,因为拜登基本上是在邀请所有“不喜欢中国的国家”加入其中,而并不计较这些国家到底持什么政策、拥有什么政体。

  我认为,“统一的西方”这样的概念已经过时了。从这个角度来看,中国的领导力如今在国际机制和国际组织中体现得淋漓尽致,中国正努力推动这些机制和组织聚焦于全球共同的目标,聚焦于务实的项目、为全世界树立榜样,正如中国在应对气候变化和发展太阳能发电等诸多领域所做的那样。

  中国不仅拥有作出重大决策所需的资源和政治体制,更能够迅速地作出决策、且将其付诸实施。这是中国相比世界其它国家所具有的一项比较优势。

资料图:一处光伏基地。孙睿 摄资料图:一处光伏基地。孙睿 摄

  彭大伟:您对中国推进实现共同富裕有何看法?

  阿尔布劳:中国过去半个世纪以来的案例十分引人入胜。50年前,中国几乎没有什么能够被称为“福利国家”的要素。而在过去50年间,中国在教育和医疗等方面的公共福利持续得到增长。这是实现共同富裕的重要一环。

  因此中国是具备实现共同富裕的要素的。中国人口数量众多,且十分勤劳。与此同时,中国的政府明白应该经常地引导富裕群体去帮助那些在经济生活中不够成功的人群。我们需要明白的是,仅通过勤劳是不足以创造财富的,还需要有竞争。在这一方面,中国政府表现出了极大的智慧,将竞争放在一个符合全体人民共同利益的水平上加以管理。

  彭大伟:过去十年,中国特色社会主义进入新时代。您对中国这十年的发展有何看法?最重要的进展是什么?

  阿尔布劳:过去十年最重要的特点之一是,中国共产党更加广泛地代表了道德、社会和伦理层面的价值,更好地代表了整个中华民族的社会意识(social conscience)。如果中国共产党能够更好地胜任这一角色,且这一角色越来越得到普遍的接受,正如近十年所发生的那样,那么(中国的)未来看上去是十分充满希望的。(完)

   编者按:访谈全文收录在阿尔布劳新著《中国与人类命运共同体:探讨共同的价值与目标》(伦敦:环球世纪出版社,2021年版),并在2022年伦敦国际书展面向全球推介。

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