从凝聚态物理到量子计算,中国科研之路的机遇与挑战 未来二十年,中国科研力量将闪耀诺奖舞台?

本文围绕中国科研发展展开,涉及凝聚态物理和量子计算等领域,探讨科研组织形式、资助体系等问题,强调科研投入与心态的重要性,对中国科研未来发展充满信心。

在未来的科研格局中,中国科学家必定会成为引领全球科研前沿的重要力量。就拿当下热门的人工智能领域来说,华人在其中的活跃度极高。考虑到诺贝尔奖存在延迟效应,我大胆预测,再过二十年,会有更多中国人荣获诺贝尔奖。

(一)

我主要从事凝聚态物理方面的研究,具体是运用光电子能谱来探究高温超导体和新奇量子材料的电子结构以及物理机理。

凝聚态是固体和液体的统称。在人类历史上,凝聚态领域最伟大的发明当属晶体管,它的出现催生了经典计算机。而我们如今研究的拓扑材料,能够为量子计算机提供更为稳定的量子比特实现路径,是量子计算机不可或缺的关键材料。

当前,量子计算热度居高不下。前段时间,潘建伟院士发表了一篇文章,我认为这篇文章来得十分及时,且观点中肯。目前产业界关注或者支持的量子计算公司,实际上并不能真正推动量子计算的发展。过度炒作反而会让整个生态难以实现健康发展。量子计算是一个需要长期投入的领域。我非常赞同潘院士的观点,我们目前的基础科研还有大量工作要做,量子计算距离商业化阶段还十分遥远。

那么,如何推动像量子计算这样的研究呢?我觉得需要一些全新的组织形式。现有的科研评价体系,常常使得科研机构难以让优秀的年轻人长时间专注于一个课题。

回顾以往的科学研究历史,依靠个人力量也能够取得显著成就。像牛顿、爱因斯坦,一位科学家带着几个学生就可以开展研究。然而,到了大科学、大工具时代,就需要集中力量来推进科研。尽管一个人或者一个小组也能发表一些文章,但这些研究往往是孤立的。而一个系统性的工程,则需要一个大型团队来推动,因为它需要众多材料和设备的支持。

但是,这个大型团队究竟应该是什么样的呢?现有的高校、研究机构能否组建这样的大团队呢?这是一个值得深思的问题。

无论是在中国还是美国,都有企业开展科研工作的例子。比如中国有大公司涉足量子计算领域,但有些公司做着做着就放弃了。我认为,类似这种需要长期投入的研究,确实不太适合企业来做,因为企业的创新规划通常只考虑未来三到五年。

从历史经验来看,真正能够在科研上取得优异成绩的公司,大多有强大的资金支持。其中最著名的当属美国的贝尔实验室,AT&T的电话费业务为其提供了源源不断的资金,从而诞生了晶体管这样伟大的发明。

其实DeepSeek也类似,由于有量化交易的资金支持,创始人有着美好的愿景,既没有过多的监管束缚,也没有投资机构催促上市,它能够以更加灵活的机制专注于科研工作。

未来,我们能否建立一个资助体系来催生新型的研发机构,能否打造中国的“贝尔实验室”呢?这是我们当下必须思考的问题。过去在科研方面,政府承担了很大的责任,但发放科研经费就意味着要进行相应的考核。我认为,我们应该探索更多样化的形式,例如是否可以鼓励一些国央企资助独立的科研机构,通过资助创新来反哺社会?同时,在国有资产资助创新方面建立更宽容的容错机制?上海最近成立了未来产业基金,投资周期为15年加3年,我觉得这是一次非常有益的尝试。

(二)

做科研就像是一场马拉松,一开始就必须全身心投入。我自己在科研道路上也“玩命”投入了好几年。我的太太曾调侃我的工作是世界上最差的,因为同步辐射光源建在地下室,我常常连续工作24小时甚至48小时,一年中有半年时间都待在地下室。如今,我的学生比我年轻时还要用功,我每次去实验室,都能看到有学生在埋头工作。

年轻的时候,一定要先吃这份苦。因为随着年龄增长,人的精力和体力都难以承受这样的高强度工作。而且,对科研人员来说,年轻时取得成果,就会拥有底气。

实际上,无论是在中国还是美国,企业在招聘时更看重年轻人的品质。大公司青睐清华、北大的毕业生,并非完全因为他们在名校学到了更多知识,而是因为他们为了考上名校付出了巨大努力,这种为目标奋斗的品质才是大公司所看重的。

做科研需要有一些“偏执”的精神,但同时也要拥有良好的心态。有时候,不是学生不够聪明、不够努力,而是遇到问题后无法克服或者不想克服。良好的心态能够帮助科研人员直面挫折和失败。

2008年,我辞去美国终身教授的职位回国。当时,中国的凝聚态物理研究与美国存在较大差距,该领域的大部分杰出人才都在美国。然而如今,无论是论文发表数量还是成果质量,中国都不逊色于国外。尊重科学和知识的氛围,以及中国人勤奋刻苦的品质,推动着中国科研实力迅速提升。

现在的中国年轻人非常国际化,自信且敢于表达,很多人的教育背景也十分多样化。我坚信,未来中国的科学家必然会成为引领全球科研前沿的中坚力量。就像在当下的人工智能领域,我们已经看到华人的活跃度极高。考虑到诺贝尔奖的延迟效应,我判断再过二十年,会有更多中国人获得诺贝尔奖。

本文围绕中国科研发展展开多方面探讨。在科研领域,如凝聚态物理和量子计算,指出当前科研面临组织形式、资助体系等问题,强调需要探索新形式推动科研。同时强调科研需要投入与良好心态,以中国科研发展历程为例,展现中国科研实力的提升,对未来中国科学家引领全球科研前沿、更多人获诺贝尔奖充满信心。

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