Dan Shechtman，2011年诺贝尔化学奖取得者、以色列工学院教授
新浪科技讯 8月11日音讯， 8月10-12日，国际科技立异论坛在北京会议中心举行，包含Kip Thorne、Thomas J.Sargent、Michael Levitt、朱棣文在内的20余位诺贝尔奖取得者，以及曹春晓、美国国家工程院院士陈刚等许多中外尖端学者专家应邀出席，一同打造前所未有的我国最高档别才智盛宴，评论全球科技立异作用、描绘未来我国科技立异蓝图。
咱们需求新的资料才干满意在航空、轿车、生物可降解方面的资料，在这些方面还没有咱们有的最优的资料，所以咱们现在依然在等候这些新资料的呈现，而这是一个不断演进的进程。一同有一些资料是等候着新的运用，比如CVD钻石，钻石是一个十分好的资料，是最好的热传导器，比铜是4倍，也是国际上最硬的资料，并且是通明的。它对许多的光谱都是通明的，与此一同它是十分好的一种资料。
以下是讲演全文：
今日我要讲一讲资料科学和工程学方面的应战。假如你想要知道咱们现在在资料科学和工程学方面需求什么，咱们科技到英特网上去看一看，一些大的组织，他们想要去找什么。比如说咱们能够去美国国防部的网站，问一下他们现在需求什么，他们会通知你什么呢？他们想开发一个结构性的多功用的资料，想要开发动力资料和发电资料，还期望能有电子资料和光子资料，功用的有机的资料，来自于生物以及生物启示的这些资料。那么这些是他们期望在未来几年能开发出来的资料。从今日我的讲话中，我会通知咱们，咱们在资料科学方面取得了什么样的开展。
首要咱们看看现在要花多少时刻传递信息呢？以及花多少时刻传输人和产品，我刚刚从以色列来，从香港起色，花好久的时刻才到了北京。但假如给我一条微信信息发到我的手机上，可能只要一秒的时刻。为什么这样呢？60年前和今日，1950年代的时分，超越60年前的现在，咱们要传输物品、产品，从北京到巴黎，可能需求一天的时刻通过飞机，而现在仍是一天，没有发作什么改动。但假如你的信息想要传递，比如你寄给巴黎的一封信最起码一周的时刻吧其时，而现在只要一秒钟的时刻，为什么？为什么咱们现在能够这么快的传输信息，而产品的传递方面简直一百年没有什么速度上的改动，这就和物料科学有关，以及视野和革新，或者说革新有关。咱们说结构性的金属，它是一个演进，而硅的技能是一个革新和革新，这个是带来很大的改动。
我讲讲资料方面的运用，咱们需求新的资料才干满意在航空、轿车、生物可降解方面的资料，在这些方面还没有咱们有的最优的资料，所以咱们现在依然在等候这些新资料的呈现，而这是一个不断演进的进程。
一同有一些资料是等候着新的运用，比如CVD钻石，钻石是一个十分好的资料，是最好的热传导器，比铜是4倍，也是国际上最硬的资料，并且是通明的。它对许多的光谱都是通明的，与此一同它是十分好的一种资料。几年之前咱们只要天然的钻石，假如咱们有许多的钻石的话，那么这是一个十分了不得的国际。真的吗？现在咱们有了技能能够出产任何规划任何巨细的钻石，通过CVD出产钻石。但你对此能实在运用，运用是十分少的。
还有准周期性资料，这是我的研讨，它依然是有许多很有意思的特色，在寻觅这些新的运用。当然现在钻石和这些资料都有运用，但还不多。咱们现在来看看这一方面的运用，比如民航，这是1950年代时分的一个飞机，差不多是70年前的一个飞机了，其时是国际上最好的机型，能够跨过大西洋的飞机，而现在咱们有787的波音飞机，它做的作业和七十年前相同但速度会更快，但没有更快。当然波音能够做许多其它的功用，但和其时的机型没有太多速度的改动。
其实60年以来，咱们能够看到飞机的引擎在得到改进，那么一方面愈加安全，比如每一百万飞翔的事端率改进了90%，所以现在是十分十分安全的，比开车还要安全。别的相关于分量的推进力改进了350%，现在的引擎是十分好的。别的燃油功率也得到45%的改进，引擎的噪音降了35db，现在变的更好了，能够看到飞机也变的更好了。飞机现在能够飞的很远很广，能够飞人飞产品，比如你在我国从任何一个城市能够飞到任何一个城市，每个人都能够飞，并且价格是比较合理的，每个人都能够做到这一点，所以飞机的通行现在是合理的价格，许多人都能够飞，许多的飞机公司都在竞赛取得客户。
问题在哪里？首要咱们的飞机速度还不可快，特别是和曾经比较没有快太多，并且门对门的时刻，其实和60年前是差不多的，当然假如你包含比如说安检时刻的话，这个时刻就会更长。比如你要在起飞前2~3小时就到机场，但在曾经可能你并不需求前3个小时就抵达机场，所以门对门的时刻并没有太多的改进，要处理这个问题需求更好的高温资料，能够进入到飞机的引擎傍边十分热的部分，这样的话飞机能够飞得更快。
这种资料演进的机会是不错的，或许咱们能够终究通过演进抵达那儿，可是这个革新的可能性是十分少的，咱们估计在这样一个资料科学方面不会呈现革新性的革新。咱们看一下关于新资料的开发、运用与现有的运用是十分长的，并且需求花许多的精力，找到正确的合金运用是榜首步。找到这个资料仅仅刚刚开端罢了，整个流程可能会花很长时刻，而处理一个新的合金是下一步，并且这需求许多的尽力，包含智商上和财力上，这样的流程可能会花许多年的时刻。
比如说，钛化铝是钛和铝的化合物，三铝化钛和铝化钛，这可能是有用的资料，我也做了许多年前的博士研讨，是七十年代的时分。我其时就研讨了这些资料变形的进程，咱们去了解这些资料，也知道它们的组成。
咱们从50年代的时分就知道资料的组成了，咱们知道铝化钛加上其它一些资料，咱们就能够组成一个比较好的资料，咱们从50年代的时分就知道了这一点。但一个引擎公司拿了一个新资料来开发这种资料，咱们想想发作了什么，要把它放到飞机的引擎傍边。过了几年之后，整整过了40年的工艺流程，咱们找这个资料很快就找到了，可是它的处理流程、工艺流程花了40年，而这家公司是一家十分强的公司，十分有才干的公司。那么这样一个产品开发的进程，就是我所说的汽油车到电车、动车。特斯拉现已走到前沿，日本、韩国、德国也在开发这些车，但到现在停止咱们还没有一个完美的电池，为什么是电池呢？这是福特的T型轿车。
这个车能做的作业现在的车还做不了呢？由于其时路欠好，所以福特车在车况十分欠好的时分规划的，这个车底盘十分高，路况很欠好的时分能够开。但现在的车，路况很好，所以咱们看特斯拉的车底盘是十分低的，这些车在曾经的路上是开不了的，只要T型车才干开。电池这一块，我就跳过了，直接讲一讲生物可降解的假体植入物。
咱们都知道有一些人有心脏的问题，他其实有很好的处理方案，不需求做开胸手术，才干处理血管栓塞的问题，能够放一个假体进去，飞机短的时刻患者就能醒过来，没有什么损伤。把这个假体放进去，撑开，血管栓塞就处理了。但血管会缩短、扩张，每一次心动的时分都会这样，但支架不会这样做，所以它可能会有一个缓慢的问题，假如你有一个生物可降解的假体就能够处理这个问题。比如血管栓塞处理之后，这个支架就会消失，会降解，不再会有任何的参加，所以不会有缓慢病留下来。许多情况下这种假体最好是生物可解说的。
现在运用最好的资料就是不锈钢，但这种资料现在却不是生物可降解的，假如运用生物可降解资料的话，要么是运用镁铝，为什么镁铝欠好用呢？由于溶解的速度不可，聚合物欠好用是由于强度不可，所以现在没有什么好的处理方案，在支架上依然寻觅更好的原料，让它完成生物解说性。
资料方面有什么趋势呢？前面我谈到钻石，也谈到CVD钻石，今日由于时刻有限没有办法给咱们介绍俄罗斯的科学家大卫的研讨作用，他能够说在科学家引起了一场风暴，他在50年代创造晰，有一天说能够从气态状况中生成钻石，其实说的没错，现在能够通过CVD能够来出产钻石，任何的量都能够出产出来。
下面咱们来谈一谈准周期资料，准周期资料有着特别的特性，比如在导电性、绝缘绝热方面，低温下面，它的导电性会下降，它有许多咱们现在详细的资猜中的运用，下面我想给咱们讲一个我想要给咱们聊一聊的论题。
青铜年代，大约公元前1200年，人类就发现了铁，开端运用铁。可是铁和其时的这种青铜比较，强度不可，所以几千年以来即便铁创造出来了，人们也更情愿运用青铜。直到公元前8世纪发现在铁里边参加少量碳，就会构成钢，钢这种资料是十分十分好的。直到今日咱们在修建范畴许多运用钢材，曩昔许多轿车也是运用这种钢材的，现在许多都是运用塑料原料了，但在修建行业在工厂里边，运用许多的原料就是钢。能够说钢是现在运用的十分重要的一种金属，还有是合金。一开端铝创造出来的本钱比制作黄金还要高，但后来找到一种办法能够从矿石中制作合金，本钱大下降，所以铝大幅度运用。
后来NASA想要发射一个航天器向太阳进军，由于太阳温度十分十分高，靠太阳越近温度越高，假如今日走到室外的话发现温度很热，假如离太阳越近的话这个温度会越来越高。NASA这个航天器究竟能离太阳多近呢？最高的温度是1370度，这个问题现已十分高了。但假如这样的温度下怎样确保航天器遭到维护不受影响呢？这儿边需求运用碳这个组成物，外面有石墨烯的板，这个是现在运用最好的资料，能够绝热，能够坚持内部温度30度左右，确保航天器内部正常运作，而外面涂成白色来反射辐射而不要吸收辐射。
航天业的革新是由莱特兄弟建议的，1903年莱特兄弟试飞榜首架飞机，其时的引擎就是运用铝，出产铝的这家公司直到今日依然十分红功。里边参加80%的铜，但他们其时不知道为什么这么好，当然咱们现在知道了。其时知道这种铝铜的合金特别适合做飞机的引擎，现在许多轿车的引擎也是运用这种合金。
现在能够运用金属的3D打印了，咱们叫金属的增材制作，可是增材制作现在所出产的这个产品还不可好，速度还不可快，本钱还不可低。可是咱们现已看到了这样一个趋势，咱们现在正在阅历这种逐渐的革新，咱们现已看到了这个地道止境的曙光。
别的一种加工工艺是叫挤出工艺，通过这种挤出工艺你能够出产出愈加精细的这种金属资料，让它取得愈加优异的功能。
终究，在今日的技能中，最大的一个约束就是资料技能方面的的缺少，咱们祈求着在资料学中也能起到所谓的革新，而不是渐进式的缓慢开展。谢谢咱们。
刘科：十分感谢精彩的讲演，关于资料方面的。下面咱们请下一位诺贝尔奖F.Duncan M.Haldane，他结业于剑桥大学，1978年取得博士学位，他的博士导师安德森也是一个诺贝尔奖取得者，他之前在法国的一个研讨所，南加大贝尔试验室和UC作业，从1990年开端，从普林斯顿一向做物理，于2016年取得诺贝尔物理奖，方才跟他谈天的时分，有几位凝集态物理，咱们我国的温小刚也做这个，咱们咱们也能够重视一下。现在咱们欢迎F.Duncan M.Haldane。
F.Duncan M.Haldane：十分感谢约请。前面F.Duncan M.Haldane现已谈到了资料学的详细的运用，下面我想谈一谈理论方面的论题。我所介绍的就是量子力学中的玩具模型。这种玩具模型和实在的资料其实是有许多的联络的。那资料科学家能够通过这种玩具模型来开发出新的资料，让这个资料具有一同的量子特性。
量子力学其实是一个老学科，有着90年的前史了。量子力学的原理在1932年底子上完成了，到今日根底原理没有发作太多的改动，量子力学的原理都通过验证证明是正确的，可是已然知道量子力学的原理，也不意味着咱们了解量子力学的全部现象。比如说麦克斯威尔在1864年完成了电磁力学的公式，可是电磁的运用在多年之后才面世。
比如说曩昔几十年，咱们知道有一些光镁的晶体就运用了这种电磁规律。其时英国的辅弼格拉斯顿问说：你创造晰这个有什么作用？麦克斯威尔说：我也不知道，可是未来能够通过电磁规律给政府带来税收。在80年代咱们对量子力学有着越来越多新的了解，尤其是对凝集物物有了越来越多更深的了解。咱们发现一些凝集物的具有，咱们之前没有预料到的拓扑态，这是许多人没有想到的。由于其时认为有了充沛的了解，可是发现有一些意想不到的作业呈现。
之前50年代由费曼研讨量子信息理论，之后有一些不同的动态的差异，包含凝集物质、原子、物理学等等都影响到了量子力学，所以许多人说在量子力学面对第二场革新。咱们现在有才干对物质的量子态进行精细的操控和调整。这样一来也能够让咱们开发出新的处理信息技能。我关于这表述仍是有一点点置疑，由于咱们不知道未来量子方面的开展有多快，由于现在依然没有实在制作出运用量子力学的这种高档的设备。
我想讲的一个要害的要素就是跟着量子力学的深化了解，新的资料将给咱们带来新的可能性。咱们也会在这样一个根底上发作新的技能。在这个进程中肯定会呈现意想不到的研讨效果呈现。一般来说，咱们讲到bit要么就是开要么就是关，你也能够把它当成许多的自旋，要么是向上要么是向下，可是量子信息关于信息的状况不相同。一个自旋的咱们叫做q-bit，是能够在部落后球面中指向任何一个方向。不像传统的只要开和关、上和下，这是量子力学的信息贮存的根底理论彻底不同。
一个要害的原理是叫做量子羁绊。20年前凝集物质学家还没有开端研讨环绕问题，爱因斯坦也说在量子力学可能会呈现这种羁绊现象，可是现在跟着关于量子羁绊越来越多的了解，未来量子核算它将扮演一个重要的作用。爱因斯坦讲到量子力学的时分，他觉得这样一种理论，羁绊理论太张狂了，那当然了，爱因斯坦是由于这个效应取得诺贝尔奖的，可是到1935年的时分，他对量子理论持对立定见，他说量子的羁绊太古怪的。薛定谔给出一个界说叫量子羁绊，通过这个概念来描绘粒子之间的联络。量子力学的底子原理是泡力不对等原理，两个量子力学不可能在一个同一个状况下。咱们知道电子状况取决于旋转的方向，电子之间的化学件是由两个电子组成的，并且是反向旋转。所以能够占有同一个空间，只要这样才干构成所谓的化学件。这个化学件也就是这个电子之间量子环绕的一个根底。
爱因斯坦就觉得有着这种化学件的时分会有量子羁绊，可是跟着电子间隔越来越远，那可能是不会呈现这种所谓的羁绊。他觉得这违反了根底的一些原理。可是在爱因斯坦提出这个问题之后，别的一个学者，他其时和爱因斯坦进行了许多协作，他找到了《纽约时报》把爱因斯坦的言辞发表出来，说爱因斯坦他不认可这个量子力学，当然爱因斯坦对这篇文章十分愤恨，觉得不应该把私事爆出来，可是不论怎样样，在1935年的时分确实是一个颤动性的工作。
这儿边提出来EPZ（音），爱因斯坦觉得这个不符合广义相对论，可是后边的学者做了深化的研讨，在80年代，由法国的科学家Aspect做了这样一个研讨，发现EPZ彻底符合所推导出来的理论。间隔越远，这样的化学件越软弱。当然，光子也有不同的偏正态。它就是阿斯配运用偏正态做试验，两个不同偏正态的光子来研讨他们两个的羁绊状况。后来，上一年在中科大的这个潘建伟教授也在卫星上完成了量子信息的传输。EPA就标明量子力学没有过错，量子环绕是存在的，可是八十年代凝集物的科学家对根底的性质和电磁认为应该标明晰解，可是没有涉及到量子羁绊。可是后来这个时刻他们发现凝集物有两个一同的特性，一个就是量子霍尔效应，这个是由盖乐森所发现的，其时我没有认识到他跟我研讨的一个联络。我是发现的这种拓扑的量子态。
在一开端的研讨之后，咱们发现其实咱们研讨的这两个一同的性质，其实都是遵从相同的原理的。在曩昔十几年咱们找到了许多的拓扑态的量子物质，这儿边的要害就是量子羁绊导致了一些物质体现出一同的拓扑性质。
什么是拓扑物质？它和传统物质不同，由于首要它有着这种羁绊的特性，并且由整数进行描绘。一般一般的物质，它仅仅由1和0这些数字来描绘，而量子态的物质是由其他的这种一同的整数来描绘的。比如说假如有一个物质的一个状况能够用-2来标明，而传统的物质用0标明，两者之间存在一个鸿沟。也就是说从传统物质会转化成拓扑物质，中心有一个鸿沟。
咱们发现了必定的自在状况，往往它是在正常和拓扑物质的鸿沟呈现。在1980年之前，人们在研讨资料的时分，发现边际没有什么特别，可是假如是拓扑物质的话，它是没有决裂的对称的，它的内部跟外部没有显着的不同。可是，咱们认为拓扑物质跟一般物质之间是有边际的。资料的拓扑状况不能继续改动，正是这个特色，使得拓扑物质关于杂质有很强的这个鲁棒性。这个跟一般的物质性质不相同，比如说硅片的出产要在十分洁净的净室内出产，由于尘埃会损坏硅片，可是拓扑物质不怕，至少尘埃量不是太大的尘埃。
在数学里边，咱们把挨近外表的时分对它看，它的这个洞的数量比如说，比如说足球，你能够拉扁成美国足球或者是橄榄球，没有改动拓扑性质，可是改动了形状，中心碰一个洞，这时分实施许多的力才干改动。所以有一个阈值，别的咱们说拓扑状况下是一个整数，不是一个继续的改动。
高斯巨大的数学发现，他做出来一个十分重要的数学发现。高斯理论，邦耐特帮他写下来后来被证明晰，这是一个高中数学的比如。一个球面，咱们知道球面的面积是4π的平方，把它的曲率球面结合在一同，得出这样一个等式。可是高斯和邦耐特，对任何一个形状，只要是不破洞，这个答案仍是正确的，不必定非得是十分规范的球。可是假如穿了一个洞，它就不相同了。所以咱们最开端研讨拓扑物质的时分，特别喜爱用咖啡杯来做比较，就是咖啡杯和咱们从球变成甜甜圈，到终究的咸饼干，一个咖啡杯没有把，到有一个把的咖啡杯，到有两个把再到怎样样。而实在的像有三个洞的德国的咸饼干，我不知道能不能打这个比如，有三个把的杯子，就叫做"加州和睦杯"，这当然是恶作剧了。这个比如变得更准确了，这儿要感谢陈省身数学家，他将高斯博内公式进一步概括，答应它能够用来处理量子问题。
咱们说哪一个数学奖适当于物理学、化学这种诺贝尔奖呢？有人说是菲尔兹奖，也有人说是CHEN奖，适当所以数学界的诺贝尔奖。近年来咱们认识到量子凝集态具有了一些奇特的性质，能和远间隔的量体环绕有关。这儿咱们把简略的环绕，把它一拆为二拆成两个部分。我在做完一边的丈量时分不会影响另一边的样本的自在度。咱们把这些非简略环绕的资料，会发现它们有一个边际状况，假如全部为二，首要体系会阅历环绕，那么它的边际状况是存在的。由于你首要要完结它的环绕状况。就像你要把北极跟南极分隔是相同的，把量子态的物质一分为二的时分，那么这时分往往会完结它们之间的羁绊。
咱们知道，在拓扑上非简略的状况的物质，它能够通过把原子放在一同拼装起来，那么整个进程中，它的电子都是直间连状况，咱们在拼装的时分，电子是相互间连的，间隔十分远的电子和聚在一同的电子之间发作改动的时分需求施加外力。这时分要跟原子状况的这个性质有关。
咱们回顾前史来看一些早的核算，这拓扑绝缘体的体现。这跟肖克力1939年的核算有关，这也一种意为的固态，看这张图。这儿有一个间连的状况，将原子聚在一同，它会有一个合在一同跟分隔之间的边际状况。假如电子的数量和我一开端拼装起来的数量是相同的，那么它会在这两种状况中心，那么它只能是多一个电子或者是少一个电子，你会发现一半地电子在一侧，另一半的电子在另一侧，这也是咱们讲的部分分化化的一个特征。
到了1981年，我开端研讨磁力。我遇到了很古怪的状况，这个状况和一般咱们讲的磁性的研讨十分纷歧致。一般来说，咱们说自旋，假如是有磁性的话，那它一般是对称的。那么在一维的情况下是不可能的，可是人们认为部分是可能的。可是事实上假如你有一个整数自旋，假如是它们就像是这个完成了环绕，每一个电子是它自旋一半。在链的边际有一个剩下。其时我是很吃惊的，由于我是从头视角看这个问题。用新视角看问题能带来新的发现，尽管了解的现象，可是要用不同视角看待它。
从这个视点来说，传统的这种磁性通知我应该得出一个定论，可是实践上我观察到的不是这样，一会儿咱们从头查验咱们的传统才智。有一些时分人们会习认为常，你习认为常的东西是过错的，或者是过错的处理了原有的模型。其时咱们从头去检视了许多已有的模型的解读。当年还有不少人由于我的研讨而感到懊丧。咱们说理论学家的理论之争终究都会得到资料的查验，实践学家也喜爱用实践证明谁是对的谁是错的。所以咱们做了一些样本模仿理论的问题。
人们设置了一个有机链，当试验效果证明晰这一点，对我来说是好的，证明我是对的，这种理论之争才有意思。其时引起了许多人的爱好，所以一会儿发作了一个十分风趣的研讨学派。
打的比如适当于一群人是环绕的，就适当于人们都是手牵着手，你会发现在边际总有人的手是空着的，两个边际都有人的一只手是空的。我由于这个得奖了。我时刻不多了，再后边讲讲其他风趣的研讨。
那量子霍尔效应也是有关拓扑的风趣研讨，咱们知道它是拓扑性质的，可是咱们认为边际的状况是证明它处于拓扑状况的要害。那么这儿跟我一同得诺贝尔奖的人是一个数学家，找到了十分棒的数学公式，能用这个数学公式来解说它的曲率。他也验证了前面讲的高斯规律。咱们曾经觉得量子霍尔效应是不存在磁性的，可是通过玩具的石墨烯的模型，咱们发现1988年提出的这个玩具模型其时花了好多年才老练，咱们看到了它呈现了拓扑绝缘资料，咱们想这是一个具有磁性的拓扑绝缘资料。在北京，当然不是北京大学，是清华大学在没有磁场的情况下，依旧具有十分美丽的边际状况，现在能够把超导体放在上面，由于不存在磁场，它有许多运用的远景。这儿打一个比如，一个方向的高速公路怎样样去办理它，分红几个车道，一个走这个方向，一个走另一个方向。这个体系是很有意思的。
终究是量子核算了。最早，它是一个开始的版别，是由两个教授来核算说用于量子核算，这儿的信息是存储在羁绊状况中，所以量子核算这个拓扑量子核算能够发作在羁绊中，能够在羁绊中去处理。咱们说信息能够藏在非部分的当地，咱们来看量子比特，假如说它们的间隔十分远，这样的话就能够不受部分的影响，我时刻差不多了，要完毕了。
能够在它们的羁绊状况下存储信息，这个跟量子核算有关，并且现在微软公司情愿花巨资开发这个渠道，一维的拓扑的超导资料，现在也在开发2D渠道，可是现在还没有打破。其实背面的理论现已预备好了，那么今日咱们说微软的项目它背面仍是咱们讲的玩具模型，它具有的特性跟咱们讲的自旋链模型是相似的。这时分还有一个费米子，电荷被超导给拿走了有两个半个的费米子，在模型中能够把它和超导体结合，它们能够从头跟街坊握手。
方才我跟咱们介绍的就是微软在做的一些试验，咱们有其他许多不同办法来运用量子信息学的理论来做出一些立方体。咱们都不知道终究出来的技能是怎样样的，可是由于有那么多人，那么多的钱出资在那儿，所以咱们会看到有各式各样的新的开发现在正在进行傍边。我不知道终究回出来什么，可是我现在越来越有决心，咱们会有十分有意思的东西学到，可能会有第2次的一次新的技能出来。
终究给到咱们的信息就是这些信息它其实是来自于三个最底子的要素，一个是玩具模型，就是把非实践的可是能够核算的玩具模型，其实十分要害，协助咱们发现许多的这样一些效应。在这个之后是一些数学的原理，包含CHNE的准则，对数学家来讲，不知道物理学方面的玩具模型，是一个十分深的数学原理。终究一个是最先进的一些物料科学，资料科学，把玩具模型变成实践。终究咱们讲的方才的这些东西，它其实是之前彻底没有猜测到的，所以我给这边的研讨生或者是相关的研讨人员一条信息，就是你真的是一个十分聪明的人，可是有的时分不必定有满足的命运碰到一些的新的技能发现。所以，我觉得在任何做根底研制的人，都是有潜力的，是能够取得诺贝尔奖的，由于你能够是，或许你这个怎样说呢？就像你走路的时分不听踢小石子的，总有一天会踢到钻石，可是不逆向下看会错失，有命运的时分会加上一些预备，可是你有主意的时分会遭受一些质疑，这是我给咱们的一个许诺。谢谢！
刘科：下面咱们进入对话环节，我请四位嘉宾上台，找到你们的位子。我国科学院大学的副校长和汉德工业促进本钱主席蔡洪平先生来介绍一下。下面环节请中方的两位嘉宾每人先花5-8分钟时刻作个简略介绍，然后咱们来问问题。
先介绍一下中方的嘉宾，苏刚教授是我国科学院大学的副校长，物理学特聘教授，国家杰出青年基金的取得者，取得学位今后先后在纽约、日本等大学从事作业，也是凝集态物理方面的，我国许多学者做了许多这方面的作业，这块是我国跟国际接轨比较近的当地。
别的咱们请来了多年在华尔街帮我国民企和国企上市的蔡洪平先生，蔡先生也是我国在金融界很闻名，方才咱们聊的时分有许多一同的朋友，李山、张宏利（音）、汪潮涌等等，有些乃至都是他的部下，协助许多的民企，包含好朋友的公司，凤凰网刘闯他们上市都是在华尔街德意志银行时分一同做的，很快乐蔡先生今日跟咱们一同同享。
首要请苏刚教授，我国科学院大学的副校长跟咱们同享5-8分钟时刻。
苏刚：谢谢，由于方才两位诺贝尔奖讲的跟资料都有联络，榜首位的Dan Shechtman：教授讲的是种金取得的诺贝尔化学奖，是十分重要的发现。第二位取得者F.Duncan M.Haldane教授是讲的拓扑资料，从凝集态物理尤其是量子物理隐身开展的，现在拓扑资料对未来的量子核算，尤其是拓扑量子核算有很重要的运用。
咱们这个部分的主题是新资料先进制作的新引擎，我的讲话主题是说由于先进制作需求资料，资料从哪来？新资料从哪找到？所以这是一个十分艰巨的使命。我的讲话的主题是说新资料从经历探究到可猜测的规划。
咱们知道，资料是构建咱们社会开展的物质根底，从开始的从天然资料的远古年代，到后来用火，制作青铜器和铁器的年代，咱们有了许多的文明，再逐渐运用物理、化学的原理人工制作资料，到了工业革新时期，这儿边高分子资料和复合资料等等，再到今日的信息年代和大数据年代，这样的话在这个年代人类能够运用先进的核算机技能，结合量子力学的原理核算、规划、猜测资料的功能，这些都标明人类社会的开展时期往往是以资料的开展为标志的，能够说人类社会的开展史就是资料的开展史，资料是制作的根底，先进制作更要充沛运用功能优异的新资料才干够完成。另一方面，才干的组成和运用也是推进科学技能迅速开展的主要原因，新资料的开发对推进新资料的制作、科技开展乃至人类文明进程都是至关重要的。
提到新资料的研制，惯例的资料研制大多是通过感觉或者是经历的探究，或者是偶尔的要素完成的，无论是从天然资料的提纯到组成资料，仍是从单一资料到复合资料，人们经历从中起到很重要的作用。新资料从开始开展到终究大规划运用需求10-20年，乃至更长的时刻。方才Dan Shechtman教授也讲到铁里边加了碳，还有铝里边加了铜，运用到工业时刻很长。怎样习惯人们不断添加的物质和精力的需求，要缩短新资料的研制周期，咱们能够很快速的把新资料找到，并且下降费用，这就是本世纪资料科学家面对的巨大应战。可是走运的是，咱们信息的技能和核算机的开展使得这种探究是可能的，人们能够通过核算机的模仿来完成资料的研制途径，从经历型的探究到可规划、可猜测的方向开展。这儿边有个很重要的比如，2011年6月份，奥巴马总统提出来一个资料基因组的方案，这个方案实践上是为了将动力、交通和安全的资料等范畴先进资料的研制时刻和研制费用折半，底子的思路是这样的，资料基因组工程的思路是这样的，通过开发快速牢靠的核算办法和核算程序，依据元素的底子性质，从元素周期表找几个元素，依照底子性质以及物质结构和承建理论，依照高功能核算机规划模仿和猜测相关资料的化学性质，取得猜测资料各种参数，然后再开发高通量的试验办法快速的对理论猜测进行验证，这样能够构建巨大的数据库，然后大大缩短新资料的研制周期，然后极大下降新资料的研制费用，由于不需求盲人摸象了。
这种新资料的研制形式，尤其是在新药创制和新动力等等范畴发挥十分重要的作用。由于这样的方案，国际各国都在活跃的做，我国也做了许多的项目和工程。最近几年使得核算资料科学的开展方兴未已，从头资料的结构规划与猜测，核算办法与核算程序的办法，特别是机器学习和人工智能技能的资料查找办法，到实践资料的组成及表征的验证，以及树立与大数据的同享等等，这些都为新资料的挑选和研制奠定必要的理论根底。现在咱们从网上看到许多资料的库，包含我国有许多新资料的库，使新资料的研制从经历的探究到可规划、可猜测的方向开展。
这儿要着重一点，理论规划和猜测都是在抱负的条件下，依据物理与化学原理，通过大规划预算得到的。规划资料也是这样的一个方法，理论规划可能跟试验制作在参数和功能上或许存在必定的距离，这样的探究是值得的，是为前期海量的可能性中快速挑选出适宜的，少量的资料指出了方向，哪些结构是能够的，能够去试，哪些结构不能够，你不用去试了，这样大大缩短了新资料的探究周期，下降了费用。所以咱们能够斗胆的想象一下，在未来新资料的研制和工业制作，能够依据人们进行的需求的功能，就跟饭馆点菜相同，依据功能进行资料和器材的一体化规划，再加上快速开展的3D打印技能，直接从资料规划到一次性成型，把所需求的器材打印出来、制作出来，这个可能是未来先进制作的方向。我的讲话就到这儿，谢谢。
刘科：下面请蔡洪平先生从本钱的视点谈新资料相关的论题。
蔡洪平：十分赞同苏刚校长的观念，人类的文明史就是新资料的进化史，从旧石器年代、新石器年代、青铜器等等，下一个年代是什么？许多说法都有，我认为这个年代是对的。
我有两个问题，咱们作为一个出资人、商人，咱们看到两大问题怎样处理，这是咱们需求评论的。新资料是推进人类文明和今世科技进步很重要的东西。两个问题，一个问题是咱们在投的进程中，但凡咱们想投一些新的资料公司，我想我要不要跟科学家走，我永久要听他们说什么，可是我真的不情愿投什么，由于这个是一个长时刻的进程。举个比如，许多比如能够阐明，现在半导体资料的硅，现在构成的砷化钾等等，这个是新的有远景的东西，投进去需求十年乃至二十年，远远超越咱们的出资周期，咱们从出资视点时刻的有效性和技能资料研制和商业化的长时刻是不成正比的，这是榜首个很大的瓶颈。
第二个很大的新资料，我再举个比如，现在无人驾驶车，我上一年还斗胆在旧金山坐了一次无人驾驶车，上了101高速，开到80迈的速度，停下来一看底子无法用，这就是人工智能，后来恶作剧说人工智能听他们说能够，讲故事能够，一旦出资必定死的，这是咱们从商业视点。可是这样对科学家不公正，他们做了许多奉献，那个车开完今后，上面雷达扫射，下面芯片处理，后边现已烫的不可，三分之一的电都被核算烧掉了，先不说多贵，有科学家通知我他们正在做14纳米的芯片，可是14纳米的芯片做出来今后，谁帮你留片，排留片要排半年以上，并且这么小的规划可能也不可，为什么协助四你做留片，乃至真的要跑上动态的，在160多个无人驾驶的场景下，核算各种不同场景的效果和算法出来，14纳米都不可。后来有几个科学家很好，创造晰扫射的时分固定的高楼和树不需求扫，仅仅动态的物件，对车发作风险的扫射一下，所以变成了小雷达。可是这些都需求新资料的跟进，都需求芯片。所以我看比如说芯片14纳米、7纳米，可是真的投进去看不到鸿沟，这是咱们蛮苦恼的作业。
第二个是是一个法令瓶颈，怎样样能够从商业化推进新资料的运用，这是咱们对科学家仅有做的作业，不然许多科学家出来的东西，许多诺贝尔奖取得者跟我说曩昔许多新科技没有被运用就筛选了，没有被验证的东西可能没有生命力，终究的作用是要查验你对社会的奉献和运用的可能性，这个问题是要解题的。
第二个题，有些科技理论出来今后，终究核算瓶颈无法处理，怎样样做出产就是一个问题，现在提到14纳米，我看光科技都要做很大的调整，有的简直超出人的极限，我在德国看了一个做半导体光科设备的一家企业，它简直就是在这种想象力，比如说多少微米的，终究怎样做成功产品，里边最要命的两个问题是，一个是稳定性，还有一个是合格率。这个稳定性不处理、合格率不处理，没有一个商人会用你的。咱们看到我国有些人做（英），日本有人做了许多年，有两个老板，一个死掉了，一个癌症。我的家庭是做化纤的，碳化进程中的均衡度，96%的合格率，这家江苏的企业做出来了，800T也做出来了，700T也做出来了，1000T也做出来了，合格率只由60%。所以那个老板在三年前见我的时分说不敢晚上去卫生间，12点今后去了卫生间就睡不着觉，他现已投了几十亿元进去。
我国对新资料的研制有三大问题需求处理，榜首个是合格率需求处理，这个跟设备有关，跟IP有关。第二个是牢靠性要处理，精度要处理。咱们现在看到的国内曾经，不是现在，报纸上常常充满着院士们常常吹嘘逼，报喜，厉害了我的国，在资料上底子没有处理这些问题，我看了蛮痛心的，很着急的，他们一般把一个论文认为就是技能，他们把中科院评院士当成待遇，后来许多人跟我说当了院士今后没有作用了，我不相信这句话，可是确实是这样。资料这块在我国的运用上面，特别是在我国，还有许多的路要走。
两周前我看了深圳和宁波的科技企业，我发现今日停止全部的配备都是进口的，比亚迪是在16年前一手帮的忙上市的，我其时很感触的，其时进入半自动化出产线做出了电池，电池是做锂电池，咱们伴生的出产线能够做这样的电池很不错，可是在一个月前我观赏的时分傻掉了，这么好强的企业家终究电池出产线满是智能化的，没有工人，他终究设备是1000多万美元，没有一家是我国的，这么好强的十多年前电池革新的人，今日做电池的他要做811，电池密度很重要，要到280以上，乃至到300以上，终究现已不是人能够操作的，必定要有设备。有了设备今后再往上走，到300以上，咱们设备哪里来？咱们设备技能跟上也是很大的瓶颈。
两大技能，一个是技能要跟进，配备要跟进。这两个不跟进，别的一个最大的问题就是再好的东西拿来今后，我投了德国的做轿车轻量化的资料，45秒钟到50秒钟一个零部件就出来，分量比铝还要轻，可是王传福就跟我说的很清楚，蔡总，没问题，可是我期望你轻一公斤的质量不能添加我30块钱，这个砍就很费事，现在车2.5吨是不可的，电池一吨不能降资料，今后可能今后会降，分量1.5吨，所以要把钢铁产品变成化工产品，化工产品要求十分高，这样的话里边资料的要求也十分高，这儿边问题来了，用了资料今后，一公斤两千人民币真的不敢用。所以咱们一同考虑和一同尽力，来处理推行进程中的问题，怎样去战胜。
