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陳光祖:“雙碳”為引子,大科學對汽車産業發展影響深遠(四)

[資訊-牛車網]

什麼是大科學,它的作用要多大。

我記得有一次研讨會上,有一位報社記者,也是老朋友問我:氫能源汽車是不是新能源汽車的終極點?我思索一下說:是也不是。21世紀是一個大變革的年代,科技創新是無底洞的,是海嘯般湧動的,正如比爾蓋茨說:“微軟離破産永遠隻有18個月。如果企業創新跟不上,像諾基亞、摩托羅拉這樣的企業,都不能适應形勢,被改造了,是以說21世紀汽車到底是什麼形态還是不确定的,還是在變化中。她回答說:你說得很有新意,值得思索。

“大科學”(Big Science,Megascience,Large Science)是國際科技界近年來提出的新概念。太空飛彈、超音速噴氣飛機、前期的原子彈、氫彈等科技不斷發現、應用,還得到不斷改進、更新中汽油車、柴油車等等,這在現在觀點看,已經是不相适應的東西了。

21世紀新興起的大科學的特色:現代化大科學應是一個巨大的、先進的、龐大的,不斷持續發展的系統工程,也可叫,認知工程,它具有統一性和預測性,力圖改變世界事物的深度數字化應用成果;具有嚴謹的,高度認知化的基礎研究和實驗基地,反複進行科學的基礎研究和嚴密實驗驗證;科學的高度化發展層次不斷加深,分工不斷深化,專業化嚴密度不斷提升,呈現出極為複雜,又互動分支體制,你的我的大家一緻又分工,滲透到難以想象的科學化又具有自己特色的規律;大科學的本質是思維驅動,表現為真理性、創造性和開放性,會無盡序列,接納一切新的求進思想;大科學是人類共同的文化觀,某種意義上說,探索帶有一種遊戲性活躍,有時會出現意想不到的奇怪心态,而超越正常的文化發展觀。歸結起來,大科學将改變世界的現有形态,出現全新的經典商業化範式,出現高度發達的,以知識與智慧為價值的新社會。

這裡我想重點講一下,以“雙碳”和“新型汽車制造業”為引子,這隻是一個很淺薄,微小的動因,真正興起大科學邁進的動力,或是說促進發展的焦點推動力,是一種超級的人工智能思維的認知,躍進和破壞性的創新舉措,在起重要的作用。先進人工智能思維認知的革命性變革問題,當代正處于一個“智能爆炸”年代,當智能機器的能力跨越一個臨界點之後,人類的知識單元、思考方式、行為活動,将旋入令人暈眩的景地,一種人機複合體的物種進入“蘇醒”狀态,世界上将出現一種“新腦”,進行人類創造性思考和行動。

今天的地球是一個瑰麗多姿的生命體,人類智力的探索是經曆數億年或幾百萬年活動才形成的,這時刻的事太遠了,隻能說人腦是人類智能化發展的一個寄居地。

這裡我們隻從近代人類的認知重大進展曆程來觀察,人類智能化社會發展革命化曆程,可能比較清楚。

第一次革命是哥白尼日心學說(1593):使我們意識到人類并非宇宙的寵兒。從《天體運作論》來看,人類宇宙觀,使人類重新思考自己的位置和角色,明白知道人類隻是太空宇宙運作系統中一個渺小而又脆弱的星體。

第二次革命的命題,人類不再是萬物之靈:這是達爾文進化論所指引的,他告訴我們,人類是單細胞起源的物體。1859年《物種起源》證明,人類選擇必須在不斷的“進化”賦予新義。

第三次革命是人類不再是自我意識的絕對主義:科學家弗活伊德發現,人們在大腦中有太多無意識的行為,大腦常會虛構出一些自我解釋。當時倡導笛卡幾名言,“我思故我在”,而開始改變人類無法掌握的思維,用激情情感信仰等心理,實行有絕對意義的自我控制權力。

第四次革命是人類不再唯一智能體:圖靈計算機論粉碎了人類思維的最後尊嚴,《圖靈計算機與智能》将數字化、虛拟化越來越多替代人類原本需要人的思想來解決問題的任務,即使的網絡圈内比較進階信徒,也不再是牛頓的信奉者,隻是成為替代人低筆運算過程的抽象行為。

那麼,第五次的認知革命是什麼?谷歌工程總監,美國奇點大學校長雷·庫茲韋爾,他堅信人類一定會創造出與人腦相媲美的“仿生大腦新皮質”,甚至比人腦更具可塑性,并直噴向雲端,這樣的仿生大腦新皮質與人類新皮質“對接”起來,就能創造無限量的人類智能大爆發,迎來人類蛻變的奇點,這一切不是幻想,而是基于“加速回報定律”的嚴謹推測。

庫茲韋爾認為,2045年将成為人類超越自己生物存在的年份。人工智能将超過人類本身,并将開啟一個新的文明時代,這不僅是擴充到設計智能機器上,更要為從容應對科技的快速發展及其帶給人類的重大挑戰成為現實。

這可能是人類走向智能化世界的認知規律,是科學家發明之“道”,那麼“破壞性創新”則可能是其“行”,“道阻且長,行則将至”。

必須指出,中國也是世界上先行的認知型大國,還有一些重大産業領域的認知度躍居世界前列地位,而且實作了更加準确研發和應用。2003年,中國科學院成立《腦與認知科學研究中心》,接着還成立中國科學認知協會,建設一批高水準的國家項目認知基礎研究和實驗室,在一些大學設立認知教育專業,共同培育國家高水準認知科學人才,這充分說明國家重視認知科學,有利于符合國家長期或中期研發科技的項目相融合,成為當代新型科學的熱點和新的生長點,這對提升國家國際競争力,提升國民素質,建構國家實力和造福人民,特别是做強做優做大國家制造業和實體經濟起到相當好的支撐作用。

這裡再說個例子,大家多知霍金是個殘障人士的科學家,他坐在輪椅上進行長時間的天體黑洞蒸發和量子宇宙論的艱辛研究,并取得很好的成果。他在國際上享有很高的聲譽,說是成為愛因斯坦之後又一著名學者。他預言2600年左右,地球最終将變為火球,他著有《時間簡史》預測宇宙可能發生的規律,據說世界上有三千萬讀者。在2012年美國播出五集《生活大爆炸》影片,霍金參與客串。2018年霍金去世,享年76歲,當時世界上有四、五億人為之悼念,其中包括不少中國人。

在這之後,天文科學家對天體暗物質、暗能量也不斷的在研究。暗物質據說可能占天體上物質80%以上,是巨大不明體在運動中,這些研讨對震動自然界科學具有太深遠意義。

這你是不是說的太玄,不是的,我不是天體科學家,隻是一個關注汽車業老人,但我隻是從過去我們太看重自己的汽車界作為,在多學習一些宇宙科學後,知道至今,人類對宇宙活動和規律的了解探索的應用還太少了,對天體非線性無窮多自由度複雜系統的研究,将出現極為複雜,貌似無規則的運動—混沌,這進一步動搖了牛頓以來占主導地位的“機械決定論”,現在揭示宇宙之謎,21世紀将為既古老更是新型的命題,一個人類宇宙年代到來了,一個認知宇宙的大科學年代到來了。

陳光祖:“雙碳”為引子,大科學對汽車産業發展影響深遠(四)

一些對汽車産業影響力巨大的大科學事例

——可控核聚變電站:這是指由品質最輕的原子氫,在超高溫高壓條件下,發生原子核互相聚合,生成較重的原子核,并釋放出巨大能量。

2007年中國、歐盟、南韓、日本、俄羅斯和印度合作,組成《國際聯合實施熱核聚變反應堆計劃協定》(ITER Tokamak),以法國為試驗點的重大合作,計劃在2039年建成一座可以運作的核聚變電站。

核聚變應用燃料,開始是氘和氚,氘可在海水中提取,可用上億年氚資源很少,但可用人工制取,這時反應堆有非常少的中子反應,有一點核污染,現在新燃料用氦3,這種聚變完全沒有任何核污染,是完全清潔的能源。

核聚變電站的能量可能是現在核裂變電站的百倍,被稱為“人造太陽”。

中國在研制核聚變電站上,已積累了不少經驗和成果。2006年中國等離子實體研究所所設計的大型Tokamak實驗站,已應用雷射的限制技術,被稱為“神光”,躍居世界先進水準。2021年12月,中科院合肥實體科學研究所的Tokamak的試驗在最高溫度,即在1億度以上運作1056秒,證明我們核聚變的可行度,已邁出重要一步,我們的可控核聚變電站的應用一定不會是太遙遠了。

陳光祖:“雙碳”為引子,大科學對汽車産業發展影響深遠(四)

中國的可控核聚變發電站試驗裝置

——量子計算機:當代量子技術主要應用在量子通信、量子測量和量子計算三大領域中,随着量子力學的研發應用不斷深入,人們對微觀實體體系的觀測和調控能力不斷提升,以微觀粒子系統(如電子、光子和冷原子)為操控對象,借助量子疊加和量子糾纏效應等獨特實體性,進行資訊的擷取、處理、傳輸的量子技術已蓬勃發展,量子計算機就是量子資訊技術和核心所在,其基本單元“量子比特”已經應用,能夠以難以想象的計算速度進行并行式、高難度、抗困抗、優應用,以解決特定的指數式計算問題,成為新興社會資訊革命關鍵點,計算速度是目前計算機的千億倍。

中國在量子計算機領域上不斷出現重大的突破,相信未來可以幫助中國解決各個領域,包括汽車産業在内的各種實用性計算問題。據說光量子計算的“九章”問世,計算速度大大超過谷歌的“量子霸權”的水準。

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中國的“九章”量子計算機

——電動汽車無線充電道路:現在國際上已研發出一種專門用于電動汽車,在運作中進行充電的車道,可以實作這走邊充電,開啟了電動車充電的好模式,這我在南韓看過這種試驗,中國有個别在省市高速公路上建設無線充電道路。這樣在網絡化統籌下,全自動化駕駛電動汽車一天跑二、三千公裡也很随心所舒。

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世界和中國電動汽車無線充電道路圖樣

——太空太陽能發電站:據悉,大陸航天部門正籌建一個超級航天工程,計劃在2035年前,建造一個巨型太陽能發電站,約從3.6萬公裡高空将電能傳輸回地球。在太空的陽光比地表面強5-10倍,而且是全天候發電,用電磁波輸回地球,可以最大的限度利用太陽能。

陳光祖:“雙碳”為引子,大科學對汽車産業發展影響深遠(四)

日本也提出計劃,要在距地面22360英裡(約3.6萬公裡)建造太空發電站,可發電10億瓦的電力,足以保證30萬家庭用電需求,相當于目前一個核電站的發電量。

2017年美國加州理工學院已設計出超輕型的太陽能電池闆子產品化電廠,利用電磁場傳輸到地表面,預計2050年實作可提供2000兆瓦的電力,這個數字算是很大的。

——6G網絡:這是指第六代移動通訊技術,主要是促進物聯網颠覆性創新,目前6G仍處在開發階段。據說6G的傳輸能力可能比5G提升100倍,網絡延遲也可能從毫秒降到微秒極,這意味着在無人駕駛汽車,在一秒鐘可以錄下一部電影等活動十分自如。

2019年11月大陸科技部、發改委、教育部、工信部、中科院,在北京召開會議确定開展6G研發啟動工作。目前我們應該是普及5G和開展6G前期工作并重,華為也在加速布局6G研制,在水準上已處于世界領先地位。2021年4月華為宣布6G将在2030年左右推向市場。

目前6G已是成為世界每個國家兵家必争計地,如美國的5G跟不上,想繞過5G實作6G的争奪戰,這樣美國的6G技術已呈現相當優勢,與此同時日本也擲入500億,争奪6G陣地,競争形态将從地面,走向太空,實際将是一場“天空的wifi”戰,我們一定要加倍努力,在6G領域方方面面,要有更加擁有有力的話語權。

——二氧化碳合成澱粉:二氧化碳能人工合成澱粉,這不是空想的天方夜譚,中科院天津工業生物所經6年多努力研發,于2021年9月24日實作了首次在實驗室,給出了成功的答案。這可以說是一項人類的破壞性創新項目的一個突破,對于人類社會的糧食安全,外星探索,氣候變化都具有巨大意義。目前咱們要擷取澱粉,都是由玉米、小麥、大米等谷物糧食中為原料提取,而應用二氧化碳人工合成澱粉,是科學家用無機催化劑還原為甲醇然後将甲醇轉化為三碳,接下來再将三碳合成六碳,最後聚合成澱粉,這需要耗費不少糧食和能源,現在研讨,還将為人類的太空探索提供重大的助力,如去火星種洋芋了,因為火星大氣中96%是二氧化碳,這将造成一個超級太空糧倉,而且最重要的不再需要光合作用,而是純工業化工廠去合成,就像我們用工業發酵生産啤酒一樣生産澱粉,從理論上1立方米的生物反應器年産澱粉量相當于5畝玉米地年産的澱粉量,更重要的可以直接利用二氧化碳為資源,為減少社會的溫室效應,實作“碳中和”提供很有利支撐。

目前發明專家指出,正利用人工澱粉進行改性和變異性創新,生産粘接劑、塑膠防震結合劑,人工紡織上防靜電材質上研發和試驗,這對今後工業領域應用有很大好處。

陳光祖:“雙碳”為引子,大科學對汽車産業發展影響深遠(四)
陳光祖:“雙碳”為引子,大科學對汽車産業發展影響深遠(四)

——元宇宙(Metaverse):這是近來應用多種新技術整合産生虛實相融合的網際網路應用和社會化新形态,也就是現實世界眏射與互動而形成的虛拟世界,具備現代化社會新型的數字生活空間,正對内容生産、經濟系統、使用者體驗進行大量創新過程中。

它主要核心技術可能有四項,一是擴充現實技術,如VR、AR的應用,實作沉浸式的體驗;二是數字孿生,能夠把現實世界鏡像到虛拟世界裡去,可以看到很多自己的虛拟序列的分身;三是用區塊鍊來搭建新的經濟體系,加強現實社會的模拟程度;四是人工智能多重的融合,使虛拟世界也成智能化。

最近元宇宙已成為人們熱門語題,由于構成十分複雜,是循序漸進、共享平台、進化前行,我們一時還不用太多的去解釋,但可以加速的應用已有成果,加強實踐,這就像哥倫布發現新大陸一樣,徹底改變人類的生活新格局,真實的應用還需要一個時間,但相信它會給人類社會解決現實的存在的重大的困擾和疑難雜症問題,對實體經濟和制造業跨域發展極有利益,目前應該把元宇宙應用步步深化,步步應用,不求一步到位。

陳光祖:“雙碳”為引子,大科學對汽車産業發展影響深遠(四)

汽車産業高品質發展要主動積極擠進大科學相關項目中

進入21世紀以來,全球科技創新進入空前密集活躍的時期,新一輪科技革命和産業變革正在重構全球創新版圖,重塑全球的經濟結構。我們正是按着這一指引,努力把大科學更好更快搞上去,為實作中華民族複興和提高人民福祉服務。

現在,我們汽車産業正在努力向高品質發展路徑上邁進中,大科學是十分廣泛的領域是全社會化進步的産物,我們汽車産業隻是其中一個小分子,要設法主動積極的擠進大科學的相關領域中,一定會給汽車産業帶來更加美好的景界。但擠進大科學不是那麼容易的事情,大科學自身也在發展變化中,汽車産業發展也處在不确定的年代,雖然我們知道拿到大科學的應用是一件大好事,使人憧憬着未來,但也怕拿不住,拿不好會發生反向逆差,出現吃力不讨好的毀壞境地。正如狄更斯在第一次産業革命時曾這樣說道。

這是一個最壞的時代,

這是一個最好的時代,

這是一個令人絕望的冬天,

這是一個充滿希望的春天,

我們面前什麼也沒有,

我們面前什麼都有。

這正是我們想到在當代汽車産業處于轉型更新年代,但這種曆程,絕不是一帆風順,也不單單是為科學而科學,更是把偉大的大科學力量轉化為社會生産力,簡要說是更好地汽車産業實體經濟推上去,達到國際先進水準國家共享的一流水準上。

這裡我們對我們汽車産業高品質現代化發展的體驗是科學形成的生産力真谛是,在于抓好轉型更新的要害,我們隻想能不能抓好這個轉型更新的三大要點,也可以說是突破口問題。

一是大科學還處在進化年代,汽車産業如何按大科學進化規律,積極去配合,了解,把分散,個别,波浪,多元以及無序現象,正好像“熵”化一樣,走向有序、生态、融合、共享的範式上,達到影響力高度化的生成點上,而能不斷的持續跟進,以至在理論上完善最優化應用體制。

如果從宇宙觀念來看,我們不少大科學還處于物質發展結構的謎的哲學命題上,茫茫大海,巍巍天體,我們整個地球還是一個“誇克”的傳播子,要從這樣微小物體,用星球光速走向太陽系,以至銀河系,當然這隻是一種例子,說的是新物質發展潛力太大了,但艱難也太多了。世界總是在沖突運動中發展的,沒有沖突就沒有世界。縱觀曆史,人類正是在戰勝一次次考驗中成長,在克服一場場危機中發展。我們要在曆史前進的邏輯中前進,在時代發展的潮流中發展。這多麼迫切的回應了大科學進化發展的應用,汽車産業擠進大科學的規律性問題。

二是大科學進化與全息論。應用大科學為汽車業應用上,急需找一種解釋過去,說明現在和預測未來的有效理論方法,那就是全息論。目前,對應用全息論有不少争議,但我認為随着人類對大科學事物認知的深化,全息認的名譽,盡在迎刃而解之中。

1993年,諾貝爾得主荷蘭科學家傑拉爾杜斯·霍夫特提出的宇宙全息假說,風靡并震撼了世界。就是說,同一體的部分與整體之間,同一層次與系統中的事物之間,事物的開端與結果,事物發展的大過程與小過程,時間與空間,都存在着互相全息的對應關系。大到整個宇宙,小到一個微小的電子,它們都隻是宇宙本體的投影,包含着宇宙本體的所有資訊,說電子放大無數倍即是宇宙,宇宙縮小無數倍即是電子。無獨有偶,此後英國實體學家伯姆指出了一個更“腦洞”的觀點:認為宇宙隻是一個巨大的幻影,宇宙萬物都不是真實存在的,宇宙中的事物完全隻是被投影的幻象。

在中國全息技術為代表的微美全息團隊通過多年研發,已經打造出第3代6D光場全息技術産品,這在國際被認為虛拟現實産業核心産業之一,它的全息AI雲移動軟體開發,也成為海内領先的全息AI領域的一個整合的平台之一。這些說明全息時代正慢慢走向人間社會。2020年特斯拉公布一項“用于螢幕顔色比對的全息裝飾玻璃”專利,這樣技術很好改善車内顯示屏的視角,看起來很舒服。

說了半天,那麼什麼是全息論特點:一是事物整體中抓住一小部分關鍵點可以映射事物整體的全息元;二是時段也可以映射事物事件的發展過程,抓住事物發展曆程關鍵時段是關鍵點;三是多元時空的抽象“域”可以映射事物整體進化曆程。歸結起來是母事物的子系統分析十分重要,子系統可以反映整體事物的本質。這樣我們認為大科學的系統工程,要用聰明手法抓住大科學的系統工程太複雜,就是要用聰明手法,抓住大系統關鍵點以此展開,去掌握大科學的整體效應。

三是應用破壞性創新手段:這個概念是著名經濟學家,荷蘭人熊彼特在1912年提出的。他認為創新即建立一種新的生産函數,其目的是為擷取更大潛在利益,到百年後,克裡斯坦森對破壞性創新進行更清晰的表白,認為破壞性創新是一種對主流市場發展趨勢背道而馳的創新活動,它的破壞威力極為強大,一般維持性創新難以達到這種市場需求,往往是講按客戶的需要進行按排,而破壞性創新是客戶不知道會有什麼新的消費,你發明一種産品,讓客戶才知道去消費,這是客戶意想不到的獲得樂意去消費的産品。如蘋果IPad是應用科技發明一種你想不到,看到後才喜歡消費的産品,是科技創造一種新的市場勢力很典型事例。如在汽車上應用安全氣囊和坐椅的懸挂帶連動,對發生一般性汽車碰撞起到很好保護作用,這是汽車發明家創造出一種新的市場,讓客戶高興的去用,但隻是小小的改進而是一種科技的創新成果的轉化。又如上世紀90年代初,博世公司發明汽車ESP(車身電子穩定系統),對汽車急轉彎時具有極好穩定掌握平衡狀态,前幾年博世冬天在呼倫貝爾湖面冰上時進行第五代ESP試驗,也請我去體驗,感到非常安全平穩,很不容易。據說原在歐盟、美國每年發生汽車事故緻死5-6萬人,用上ESP後減少1萬次事故以上,現隻有3萬多人緻死率。應該說這些發明都是有一定的破壞性創新意義,但這些整合隻是讓大家更了解可能還不能列入大科學的範疇中,這隻對破壞性創新是具有很好說明。

以未來的科技,引領創新生态,以先見之眼界,颠覆出行想象,綠色、零碳、智能、生态,共享的移動世界已經到來,讓汽車行業給人類社會帶來更多幸福感,大科學不僅是哲理,一件件都是未來人類社會的現實東西,對建設中國特色社會主義的偉大事業,起到很好推動作用,一定會在中華土地上描繪出更新更美的畫卷。

陳光祖:“雙碳”為引子,大科學對汽車産業發展影響深遠(四)

2022年元月,中國汽車工業協會,中國汽車工業咨詢委員會情況通報會議上,安慶衡,陳光祖會上留影,我們熱烈期待春節來臨之際,祝汽車界友人,工作生活美好萬事順,福壽團圓過大年。

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