從“模仿式”進(jìn)步到“顛覆性”創(chuàng)新

李乃勝

十八屆五中全會(huì)強(qiáng)調(diào)：“創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動(dòng)力，必須把創(chuàng)新擺在國家發(fā)展全局的核心位置”，而且特別提出“重視顛覆性技術(shù)創(chuàng)新”。由此可見，顛覆性創(chuàng)新的特殊意義。

我國實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)戰(zhàn)略，旨在實(shí)現(xiàn)從科技大國向科技強(qiáng)國的宏偉跨越；而實(shí)現(xiàn)這一跨越的標(biāo)志就是由科技創(chuàng)新的“跟跑者”變成“領(lǐng)跑者”；而完成這一“華麗轉(zhuǎn)身”的突破口就是從“模仿式”進(jìn)步到“顛覆性”創(chuàng)新。

顛覆性創(chuàng)新拉開

新一輪科技革命的序幕

當(dāng)前，新一輪科技革命蓄勢(shì)待發(fā)，大有“山雨欲來”之勢(shì)。即將到來的科技革命可能是人類歷史上，最具顛覆性、最具綜合性、最具劃時(shí)代意義、最徹底地改變?nèi)祟愇拿鬟M(jìn)程的一次完整“革命”！其源蓋因?yàn)椋@次革命的標(biāo)志是“機(jī)器人”為代表的“智能化”，有可能導(dǎo)致當(dāng)今人類世界進(jìn)入一個(gè)自然人與機(jī)器人“并行”的新時(shí)代。這次革命不再局限于某一學(xué)科分支和某一技術(shù)領(lǐng)域，而是產(chǎn)業(yè)革命、工業(yè)革命、科學(xué)革命、技術(shù)革命“四位一體”的綜合性革命！

1.第三次產(chǎn)業(yè)革命的浪潮

就人類文明進(jìn)程中來說，經(jīng)過漫長(zhǎng)的“農(nóng)業(yè)革命”和“工業(yè)革命”的崎嶇攀登，今天走到了一個(gè)新的拐點(diǎn)，就是“智業(yè)革命”的起跑線！

近日來，一場(chǎng)“人機(jī)大戰(zhàn)”引起全世界高度關(guān)注。前世界圍棋第一人、韓國九段名將李世石，以1：4的總比分?jǐn)〗o了谷歌的人工智能程序“阿爾法狗”。一時(shí)間，關(guān)于人工智能的討論在世界范圍內(nèi)達(dá)到了“白熱化”的程度。“人工智能將給人類帶來滅頂之災(zāi)”“計(jì)算機(jī)將全面超越人類”，甚至出現(xiàn)“機(jī)器人將全面戰(zhàn)勝人類”的呼聲！

“人機(jī)大戰(zhàn)”由來已久，這不是第一次，也不是最后一次。1997年5月，IBM的機(jī)器人“深藍(lán)”戰(zhàn)勝了當(dāng)時(shí)的國際棋王卡斯帕羅夫；2002年10月，德國的機(jī)器人“深?yuàn)W的弗里茨”又與新棋王克拉姆尼克4：4戰(zhàn)平。

2016年3月10日，中國科學(xué)院上海光機(jī)所強(qiáng)場(chǎng)激光物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室宣布其利用超強(qiáng)超短激光成功產(chǎn)生了反物質(zhì)——超快正電子源，這也是我國科學(xué)家首次利用激光成功產(chǎn)生反物質(zhì)，這一發(fā)現(xiàn)將在材料的無損探測(cè)、激光驅(qū)動(dòng)正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)、癌癥診斷等領(lǐng)域具有重大應(yīng)用。

這一重要發(fā)現(xiàn)再次引起各界對(duì)于“反物質(zhì)”的關(guān)注，而這一經(jīng)常出現(xiàn)在科幻電影中的名詞其實(shí)并沒有那么神秘和遙遠(yuǎn)，我國科學(xué)家近年來在反物質(zhì)領(lǐng)域也取得了許多突破性進(jìn)展。

上海光機(jī)所強(qiáng)場(chǎng)激光物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室利用飛秒拍瓦激光裝置和高壓氣體靶相互作用，產(chǎn)生大量高能電子，高能電子和重核材料靶相互作用，由韌制輻射機(jī)制產(chǎn)生高強(qiáng)度伽馬射線，伽馬射線再和重核作用產(chǎn)生正負(fù)電子對(duì)。正電子譜儀經(jīng)過精心設(shè)計(jì)，成功解決了伽馬射線帶來的噪聲問題，利用正負(fù)電子在磁場(chǎng)中的不同偏轉(zhuǎn)特性，實(shí)驗(yàn)中在單發(fā)條件下就成功觀測(cè)到了正電子。這也是我國首次利用激光產(chǎn)生反物質(zhì)。上海光機(jī)所早在2001年就開始超強(qiáng)超短產(chǎn)生正負(fù)電子對(duì)的理論研究，提出利用強(qiáng)激光和納米薄膜靶相互作用產(chǎn)生正負(fù)電子對(duì)。該工作在國際上得到了廣泛關(guān)注，獲得反物質(zhì)超快正電子源將對(duì)激光驅(qū)動(dòng)正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)等具有重要意義。

我國科學(xué)家首次成功獲得反物質(zhì)引起了科學(xué)界的巨大反響，那么究竟何為反物質(zhì)？反物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷了怎樣的歷程？科學(xué)界普遍認(rèn)為，宇宙起源于大爆炸，之后逐漸演化、發(fā)展、膨脹，直至今天的物質(zhì)世界?？茖W(xué)家們認(rèn)為在大爆炸的初期，物質(zhì)與反物質(zhì)幾乎是對(duì)稱存在的。但是，為什么自然界中充滿肉眼可見的普通正物質(zhì)，但卻看不到反物質(zhì)呢？反物質(zhì)是否存在？存在的形式又是怎樣？這也是現(xiàn)代物理學(xué)研究的基本問題之一。

反物質(zhì)的概念由英國物理學(xué)家狄拉克于1931年因?yàn)榈依朔匠特?fù)能解問題而首次提出。1932年安德森在宇宙射線中發(fā)現(xiàn)正電子；1955年塞格雷和張伯倫通過伯克利的同步穩(wěn)相加速器把質(zhì)子加速后打到銅靶上而發(fā)現(xiàn)了反質(zhì)子；1956年考克等人利用反質(zhì)子轟擊質(zhì)子，在湮沒過程中觀察到了中子和反中子，其他的反粒子也在隨后的科學(xué)實(shí)驗(yàn)中被逐漸發(fā)現(xiàn)，眾多的諾貝爾獎(jiǎng)工作成果讓反物質(zhì)的概念開始深入人心。簡(jiǎn)言之，物質(zhì)和反物質(zhì)是對(duì)稱的，其所有的性質(zhì)或是相同或是相反。在這個(gè)邏輯下，如果用反質(zhì)子和反中子代替原子核中的質(zhì)子和中子的話，就得到一個(gè)反原子核。如果再配以正電子，就形成反原子，例如歐洲核子中心科學(xué)家實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)室捕捉反氫原子技術(shù)。再用反原子組成反分子，從而構(gòu)成反物質(zhì)。