作者 | 郑金武
人类经历了三次工业革命。 下一阶段哪些领域会出现革命性新技术和颠覆性创新？ 大学教育如何帮助年轻人实现真正颠覆性的技术创新？ 物理总是给人一种枯燥乏味的感觉。 如何吸引年轻人进入物理领域？
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与特斯拉公司首席执行官埃隆·马斯克就“中国发展”主题进行对话。 “下一个颠覆性创新。” 清华大学苏世民书院院长薛澜主持对话会。
以下为对话会相关内容：
薛澜：首先请两位专家做开场发言。
▲马斯克：今天讨论的话题非常重要。 我们应该探讨颠覆性创新将如何塑造未来世界？ 将会有哪些新的进展和影响？ 它对人类社会有什么影响？
现在谈科技，就不能回避人工智能、数字医疗等，比如人工智能辅助疫苗研发，会带来很大的进步。
我们很快就会实现自动驾驶汽车，这将极大地改变当前交通的面貌。 隧道技术对于缓解城市交通拥堵也发挥着巨大作用。 世界各大城市都存在交通拥堵问题，三维隧道在这方面发挥了巨大的作用。 我们刚刚演示了拉斯维加斯隧道交通的应用程序。
人类将实现多行星居住。 地球已有 45 亿年的历史。 现在人类有机会走出地球。 我们还可以探索其他星球，维护人类的传承和延续。
▲薛其坤：未来30年，颠覆性信息技术之一将是量子计算机和量子网络。 即以电子计算机为基础的互联网将进入量子时代。 这将是第二代互联网技术。
但我今天要讲的是，太阳能的高效利用和可持续循环是否会成为未来可能的终极颠覆性技术？
太阳上每时每刻都在发生核聚变反应，产生大量的能量。 当这种能量到达地球表面时，相当于每秒500万吨煤辐射到地球的能量。 太阳能创造了地球上的一切，以及石油和煤炭等能源。 这些都是不可再生能源，用完后就会消失。
人类历史上发生过三次工业革命，其共同特点就是化石能源的开采和利用。 没有能源，今天使用的高科技就不会存在。
据统计，按照目前的开发和利用水平，我们的化石能源将在50年内耗尽。 那么到2070年，如果石油、天然气和煤炭耗尽，哪些技术将会消失？ 汽车、飞机、轮船等技术还能继续吗？
马斯克先生为我们提供了一些答案，比如电动汽车的发展。
然而，我们这一代人不可能用完地球上所有的化石能源，必须尽可能地留给子孙后代。 要维持当前的产业发展，唯一的答案就是通过技术创新开发取之不尽、用之不竭的太阳能。
所以我认为下一个颠覆性的技术，也是一个非常重要的技术，就是基于光电效应的太阳能的高效利用和可持续回收。
所谓可持续循环，是指包括太阳能电池在内的清洁能源能够在不使用化石能源的情况下，确保三次工业革命创造的主要技术得到可持续利用。
要实现这一目标，我们还需要一些配套技术，比如高效储能技术，让太阳能像化石能源一样方便使用。
当然，这里还有另一个答案，那就是用氢气（H2）来替代煤炭、石油和天然气。 氢气燃烧产生能量和清洁水。
如何获得氢气？ 最有效的方法是利用太阳能分解水产生氢气。
目前，在太阳能电池技术中，砷化镓的转化率达到47%。 未来，我们能否制造出像硅一样具有成本效益、像砷化镓一样高效的太阳能电池，使太阳能转换效率从27.6%提高到40%甚至更高？ 这就要依靠材料科学、量子物理等科学研究来回答这个问题。
因此，下一次工业革命将是前三次工业革命主要技术的完善和普及，而基本不消耗化石能源。 按照目前的科学规律，只有出现量子力学、相对论等科学革命，才会出现这种情况。
自然的基本规律是从伟大到简单，人类社会发展的规律也是从伟大到简单。
根据热力学定律，化石能源的使用会造成浪费并造成二氧化碳等污染。 因此，我们还是要回归初心，从爱因斯坦质能方程最基本的关系出发，利用最简单的元素——氢，研发最清洁、最有效、最持久的太阳能光伏和氢能技术。
中国提出二氧化碳排放在2030年之前达到峰值，力争2060年实现碳中和。美国总统拜登也提出到2050年实现碳中和。高效、可回收的太阳能技术是未来可期的颠覆性技术之一将为构建人类命运共同体作出积极贡献。
希望全世界的科学家、工程师、企业家等团结起来，通过技术创新，在30年、50年甚至100年的时间内，完成这一使命，确保在化石能源耗尽之前人类社会的可持续发展。
薛澜：大学教育如何帮助年轻人实现真正的颠覆性技术创新？
▲马斯克：在教育过程中，能够教给学生简单的物理知识也是非常有用的。 因为物理学是一门关于宇宙和世界运行的科学，所以物理学中有一些基本定律可以帮助大家思考和实践。
物理也可以以更具互动性的方式教授。 可以早期教一些基础知识，然后逐渐让他们参与。
强调知识的相关性。 我们经常教学生一些知识，学生后来找到工作，但这些知识可能不会用到实际工作中。
尤其是大学教授。 教授一个人不停地说话、跳舞，这是一种重复的教学； 与其这样做，不如让学生参与。 在大学教育中，课堂上应该有更多的时间用于讨论。
▲薛其坤：在自然学科的教学中，要教会学生了解自然规律，也要教育学生运用所学到的知识为人类可持续发展这个命运共同体做出贡献为了人类，为了未来更加美好的生活。
最重要的一点是将所学到的知识与社会经济发展相结合。 比如像马斯克先生一样，以自己的公司为基础设立一所大学，可以将教育和工业结合起来。
对于像特斯拉这样的大公司来说，建立一所有更明确目的的大学，促进教育与产业、经济的融合，或许是未来的趋势。
▲马斯克：这个想法很有趣。
其实我们也思考过这个问题。 比如在机器人编程方面，我们感觉这方面的专业人才比较缺乏； 现在很多行业都需要机器人，但是会编程机器人的人才却很短缺。
特斯拉曾经想过这个不是一个物理学家，我认为未来是可以做到的。 特斯拉建立大学来培养专业人才。
薛澜：颠覆性技术给人类带来了巨大变化，但我们如何看待其中的风险？
▲薛其坤：
风险问题与颠覆性创新同样重要。 因为任何技术都是一把“双刃剑”。
科技越具有颠覆性不是一个物理学家，科技的“双刃剑”就越锋利。 总会有好的一面和坏的一面。
教育除了传授知识和技术外，还教会人们引导创新朝着有利于人类可持续发展的方向发展。
比如，利用核能可以解决人类能源短缺的问题，但利用核能制造原子弹也会毁灭地球。 在人类发展的过程中，必须以友好的方式使用技术，这样技术才能向最好的方向发展。
还有人工智能。 如果未来人工智能超越人类智能，我们必须引导人工智能健康发展。
因此，必须设立红线。 未来，一旦人工智能和机器人越过红线、发生犯罪，人类警察应该能够阻止。
这些都是颠覆性技术发展过程中非常重要的问题。
▲马斯克：人工智能是未来人类社会面临的重大挑战，也可能是最重要的挑战。 智能是人类与其他物种的主要区别，但人工智能尚未出现我们所担心的情况。
我认为人工智能管理和人工智能之间的共生非常重要。 人的大脑是有限的，因此发展人工智能很重要。
我也支持对人工智能的监管。 未来将设立相关部门对人工智能进行监管。
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存在哪些问题？ 您有什么建议？
▲薛其坤：当前，中美科技合作正处于相对困难时期。 无论是清华大学还是南方科技大学，都有很多有兴趣去美国留学的年轻学生，但现在签证很难获得。 所以影响还是很大的。
科技合作对科学发展仍然具有巨大的推动作用。 一两个国家之间的不合作是一种短期行为。 我们人类共同生活在这么小的地球上。 科学是为了认识世界，技术是为了改变世界。 改造世界的目的是让各国、全世界人民都非常幸福。
所以无论发生什么，作为一个物理学家，我始终觉得应该加强交流与合作，包括科学合作、技术合作、产业合作。
就像特斯拉一样，它在中国有大型工厂，所以这种合作非常重要。 我们不能只看短期的五年、十年，而应该把目光放得更长远。
我的建议是，各国应求同存异，实现共同利益最大化。 这是我发自内心的建议。
▲马斯克：我还建议双方建立互信。
很多时候，各国都对间谍保持警惕。 例如，美国即将封城。 幸运的是，这并没有发生。 很多人担心秘密被盗，但这根本就是不必要的担心。
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的话，其实会给企业带来很大的负面影响。 例如，如果特斯拉使用特斯拉汽车在中国或其他地方进行间谍活动，那么我们就会遇到麻烦。
所以我们要有很强的保密意识，否则我们就会被关停。
我们想要什么样的未来，我们可以互相信任吗？ 在我看来，最好的未来是每个人都可以互相信任。
观众：物理总是给人一种枯燥的感觉。 那么如何让年轻人对物理产生兴趣呢？ 如何吸引年轻人进入物理领域？
▲马斯克：
事实上，我一点也不觉得物理枯燥，我觉得它很有趣。
学习物理学是希望了解自然和宇宙。 物理所教授的知识可能看起来有点枯燥或者不是很有趣。
但在学习过程中应注意两点：一是学生在物理学习中要培养感情。
人类是有情感的动物。 如果你想吸引人，老师必须通过情感告诉学生物理为什么有趣。 当然，在物理实验和物理论文写作中，不能用情绪来影响结果。
这一点非常重要，因为我们想告诉学生，物理不仅仅是记住一些公式。
第二点就是一定要学经济学。
你做的物理研究不仅要证明在实验室里是可行的，而且从成本角度来说也是可行的。 这是指技术解决方案。
技术方案必须是性价比高的，包括它是什么样的方案，需要最少的资源。
▲薛其坤：我也觉得物理不是很无聊或者无趣。 只要你投入其中，还是很有趣的。
物理学是人类用来理解宇宙建立的最系统的科学之一。 学习物理还是有光明的前景的。
就像马斯克先生一样，他也是学物理的，但他创立了特斯拉； 学过物理的薛澜先生成为重要的公共政策专家和管理科学专家。 我留在了物理学领域并做出了一些小贡献。
虽然我已年近60岁了，但我每天仍然在物理领域快乐而激动地奋斗。
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