文 | 鄧曉婷
黃維中國科學院院士、俄羅斯科學院外籍院士、美國國家工程院外籍院士。西北工業(yè)大學學術(shù)委員會主任、校務委員會副主任。有機電子、塑料電子、生物電子、印刷電子、能源電子、智能電子、健康電子和柔性電子領(lǐng)域?qū)<摇摇?73”項目、國家重點研發(fā)計劃、國家變革性技術(shù)專項首席科學家,國家哲學社會科學重大招標項目首席專家。
“以柔克剛”,是哲學,亦是技術(shù)。
柔性電子技術(shù)起源于集成電路,在集成電路產(chǎn)業(yè)“器件尺寸已逼近傳統(tǒng)電子學的物理極限”的情況下,柔性襯底將微電子集成芯片拓展到更貼近人體和可穿戴的狀態(tài)。目前,作為世界電子產(chǎn)品的第一大生產(chǎn)基地和全球集成電路產(chǎn)品的主要消費大國,中國柔性電子產(chǎn)業(yè)迎來曙光式發(fā)展??苹秒娪爸械碾娮悠つw等智能化可穿戴設備或?qū)⒊蔀轭嵏伯斚律?、助推“元宇宙”格局落地的現(xiàn)實。
在未來,信息、能源、醫(yī)療、國防等領(lǐng)域?qū)⒁劳腥嵝噪娮蛹夹g(shù)實現(xiàn)迅猛發(fā)展。中國科學院院士黃維談道,在以創(chuàng)新帶動增量的過程中,柔性電子等顛覆性技術(shù)領(lǐng)域的人才培養(yǎng)意義重大。
《教育家》:您曾經(jīng)談道:“沒有柔性電子技術(shù)落地,很多元宇宙的概念將會成為泡沫。”對于“元宇宙”概念目前還存在很多爭議,您如何看待“元宇宙”的提出和發(fā)展?
黃維:“元宇宙”在一段時間內(nèi),是學術(shù)界和社會公眾熱議的名詞。“元宇宙”作為基于互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、區(qū)塊鏈以及虛擬現(xiàn)實(VR)、增強現(xiàn)實(AR)等技術(shù)的集成創(chuàng)新與融合應用,有望將數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展帶向新的高度。
回顧歷史,人類文明進程與科技發(fā)展休戚相關(guān)。每一次科技革命與產(chǎn)業(yè)變革都對產(chǎn)業(yè)的形態(tài)、分工和組織方式產(chǎn)生了重大影響,重構(gòu)了人們的生活、學習和思維方式,對世界發(fā)展格局造成了深遠影響。第一代互聯(lián)網(wǎng)通過網(wǎng)絡連接整個世界,使地球變成了地球村。第二代互聯(lián)網(wǎng)通過移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)使萬物相連。而現(xiàn)在面臨的第三代互聯(lián)網(wǎng),就是“元宇宙”互聯(lián)網(wǎng)。應該說,“元宇宙”開創(chuàng)了互聯(lián)網(wǎng)新局面。
在過去一段時間里,國內(nèi)多地已經(jīng)超前布局,杭州成立了“元宇宙”專委會,網(wǎng)易“元宇宙”產(chǎn)業(yè)基地落戶三亞,深圳成立“元宇宙”創(chuàng)新實驗室。國家有關(guān)部門也著力培育一批進軍“元宇宙”、區(qū)塊鏈、人工智能等新興領(lǐng)域的創(chuàng)新型中小企業(yè)。同時,不少科技巨頭紛紛布局“元宇宙”?!霸钪妗彪m然基于互聯(lián)網(wǎng)而生,但其并不是一個簡單的虛擬網(wǎng)絡。隨著各種數(shù)字技術(shù)的成熟和商用的普及,“元宇宙”所要構(gòu)建的是囊括用戶、網(wǎng)絡和各種終端的一個永續(xù)的、廣覆蓋的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。這一虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)與現(xiàn)實世界相互映射、平行存在。在這個如同真實宇宙一般的數(shù)字宇宙中,個體不僅可以借助虛擬身份進行娛樂、社交等活動,還可以借助平臺的資源進行創(chuàng)作,并將作品轉(zhuǎn)化為虛擬資產(chǎn),真正獲得沉浸式交互體驗。
不過,從另一個角度來看,現(xiàn)實世界與虛擬世界之間的界限越來越模糊后,個體的真實身份與虛擬身份是否能自如地進行轉(zhuǎn)換?“元宇宙”中的社會關(guān)系是否會影響個體的現(xiàn)實生活?“元宇宙”中的經(jīng)濟系統(tǒng)如何與現(xiàn)實世界中的經(jīng)濟系統(tǒng)并行存在?虛擬空間與現(xiàn)實世界的制度如何兼容?個體存在的形態(tài)是“人”還是其他,存在的意義又是什么?這一系列問題都需要我們思考和面對。
《教育家》:柔性電子及其他顛覆性技術(shù)對未來經(jīng)濟社會將產(chǎn)生哪些影響?
黃維:柔性電子等顛覆性技術(shù)的加速創(chuàng)新,正在成為重組全球要素資源、重塑全球經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、改變?nèi)蚋偁幐窬值年P(guān)鍵力量。我們認為,在“硅基材料+電子過程”基礎上孕育形成的“微(納)電子時代”,已進入較低附加值的夕陽產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段,而以“碳基材料+光電過程”為基礎,形成的柔性電子等關(guān)鍵根部技術(shù)引領(lǐng)的時代,將孕育具有超高產(chǎn)業(yè)附加值特征的巨型朝陽產(chǎn)業(yè)。因此,我們倡議要聚力數(shù)字產(chǎn)業(yè)布局,打造“中國碳谷”,引領(lǐng)科學技術(shù)和新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
大家知道,提升科技自主創(chuàng)新能力,盡快突破關(guān)鍵核心技術(shù),既是關(guān)系我國發(fā)展全局的重大問題,也是形成以國內(nèi)大循環(huán)為主體的關(guān)鍵所在。眼下,于危機中育先機、于變局中開新局,實現(xiàn)格局重塑、優(yōu)勢再造,比拼的是眼光、能力和智慧,考驗的是信心、韌勁與追求。我們必須聚焦未來可能產(chǎn)生變革性技術(shù)的基礎科學領(lǐng)域,包括柔性電子、人工智能、材料科學、泛物聯(lián)網(wǎng)、空間科學、健康科學、能源科學和數(shù)據(jù)科學等,我們稱之為“饑餓科技”。同時,進一步強化重大原創(chuàng)性研究和前沿交叉研究,把提升原始創(chuàng)新能力擺在更加突出位置,創(chuàng)造更多高水平科技自立自強的中國經(jīng)典。
《教育家》:近 20 年來,您牽頭創(chuàng)建了我國許多柔性電子重點實驗室及高校柔性電子研究院,當下我國的柔性電子發(fā)展取得了哪些成果?
黃維:“無論我們走得多遠,都不能忘記來時的路?!弊?0世紀 90 年代出國留學,21世紀初回國創(chuàng)業(yè),隨后輾轉(zhuǎn)多地,我一直都有一個特點,那就是在我學習工作的地方,努力打造柔性電子、有機電子領(lǐng)域內(nèi)世界級的創(chuàng)新團隊。我希望以自己的微薄之力,實踐“兼濟天下”的夢想,就是在中國建設一個能夠代表我國最高水平,能夠在高新技術(shù)前沿領(lǐng)域參與實質(zhì)性國際競爭的高水平研究機構(gòu),打造一支中國創(chuàng)新創(chuàng)造旗艦團隊。懷抱著這個夢想,我和團隊選擇了回國創(chuàng)業(yè),白手起家,這也堅定了科教興國的理想信念。
近20年來,團隊的發(fā)展可謂是一段篳路藍縷艱苦創(chuàng)業(yè)的歷程,不斷書寫著從“0 到 1”的歷史。目前團隊建設了以南京、西安為核心的教學科研基地,以寧波為中心的產(chǎn)業(yè)化示范基地,輻射廈門、福州、廣州、鄭州等多地的產(chǎn)學研用一體化創(chuàng)新體系。在國家戰(zhàn)略的引領(lǐng)下,團隊在柔性電子的科學技術(shù)前沿,在若干細分領(lǐng)域取得了開創(chuàng)性的好成績。我們提出的新概念和新方向,以及大量原創(chuàng)的、國際領(lǐng)先的研究成果,支撐著我國在柔性電子領(lǐng)域的引領(lǐng)地位。我國目前已經(jīng)具備在柔性電子方向開展從材料可控制備、器件表征到光物理的創(chuàng)新全鏈條的研發(fā)能力,部分成果已經(jīng)成功地實現(xiàn)了轉(zhuǎn)化。
我們還與劍橋大學幾乎同步開展了鈣鈦礦發(fā)光顯示領(lǐng)域研究。在最近的七八年間,我們在此領(lǐng)域產(chǎn)生了大量成果,一直引領(lǐng)國際技術(shù)前進,不斷創(chuàng)造新的世界紀錄。針對傳統(tǒng)鈣鈦礦光伏器件制備過程中的工藝復雜、成本高、穩(wěn)定性差等問題,團隊開創(chuàng)的離子液體絲網(wǎng)印刷鈣鈦礦光伏技術(shù),實現(xiàn)一臺設備解決全部功能層制備,實現(xiàn)了全絲網(wǎng)印刷鈣鈦礦光伏器件。
《教育家》:您認為在該領(lǐng)域的人才培養(yǎng)過程中,還存在哪些痛點、難點?對高校和企業(yè)提出了哪些挑戰(zhàn)?
黃維:從突破關(guān)鍵核心技術(shù)到引領(lǐng)未來前沿技術(shù),都需要有實力、有規(guī)模的優(yōu)勢科研單位和創(chuàng)新型企業(yè)重點扶持、整合資源、集成優(yōu)勢。建立科技創(chuàng)新能力強、產(chǎn)業(yè)結(jié)合度高的科研平臺,著力原始創(chuàng)新研究,攻堅關(guān)鍵共性技術(shù),對鋪平戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路意義重大。同時,依托高水平大學和相關(guān)領(lǐng)域企業(yè)設立協(xié)同創(chuàng)新平臺,促生重大顛覆性科技創(chuàng)新要素的優(yōu)化組合、協(xié)同創(chuàng)新;借助優(yōu)勢企業(yè)的技術(shù)孵化和工程創(chuàng)新,培育一批在相關(guān)領(lǐng)域具有國際競爭優(yōu)勢的龍頭企業(yè),打造完整的產(chǎn)業(yè)鏈。
我曾在20世紀末向國家有關(guān)部委提出“在有選擇的若干領(lǐng)域建設 5-8 家國家實驗室的初步構(gòu)想”,希望集中力量做大事,打造代表國家最高科技創(chuàng)新水平的“國家隊”。國家實驗室是美國、德國、法國等主要經(jīng)濟體比較成熟的做法,作為國家原始創(chuàng)新的中流砥柱,它能夠積聚力量、獲得穩(wěn)定支持,使科學家能夠集中精力、心無旁騖地開展科技創(chuàng)新工作。在此方面,我們團隊也正在探索“有機電子與信息顯示國家重點實驗室”及未來全國實驗室的建設,并希望在各方力量的支持下,分批分層級打造“中國碳谷”,孕育以光電子產(chǎn)業(yè)為先導的柔性電子巨型信息產(chǎn)業(yè),為全國柔性電子信息產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供強力支撐。
教育是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的基礎性工程。黨的二十大報告指出,要加強基礎學科、新興學科、交叉學科建設,加快建設中國特色、世界一流的大學和優(yōu)勢學科。柔性電子作為新興交叉學科的典型代表,面向國家重大戰(zhàn)略,必須不斷探索人才培養(yǎng)的創(chuàng)新路徑。當前,對于學校來說,柔性電子學專業(yè)的人才培養(yǎng)尚處在積極摸索階段,尚無成熟的培養(yǎng)方案可資借鑒。同樣,對于社會公眾尤其是創(chuàng)新型企業(yè)來說,學科與社會需求的融入方面還需要進一步強化。目前,柔性電子學學科建設和人才培養(yǎng)工作,還有相當一部分局限在學科、專業(yè)和課程的“物理式結(jié)合”,我們正在探索,依托強大的產(chǎn)學研用一體化體系,將課程、項目、實踐等環(huán)節(jié)實現(xiàn)跨學科整合、重組和優(yōu)化,實現(xiàn)“化學式融合”。
《教育家》:以柔性電子、人工智能等為代表的新興技術(shù)、顛覆性技術(shù)、“卡脖子”技術(shù)的發(fā)展,讓跨界創(chuàng)新人才及未來領(lǐng)軍人才的需求變得更為緊迫。要適應未來發(fā)展,我們的創(chuàng)新人才需要具備哪些核心素養(yǎng)?
黃維:“天下事莫不成于才”。創(chuàng)新驅(qū)動實質(zhì)上是人才驅(qū)動,誰擁有一流的創(chuàng)新人才,誰就擁有科技創(chuàng)新的優(yōu)勢和主導權(quán)。當前,世界各國都把人才視為最稀缺的戰(zhàn)略資源,高科技人才更是各國爭搶的重中之重。人才強國建設是一項需要持之以恒、久久為功的歷史性工程,需要遵循人才成長規(guī)律,堅定走好人才自主培養(yǎng)之路,不斷優(yōu)化人才隊伍結(jié)構(gòu),重點抓好戰(zhàn)略科學家、頂尖人才、“卡脖子”技術(shù)攻關(guān)人才、基礎研究人才的培養(yǎng),為全面建設社會主義現(xiàn)代化強國凝聚強大動力、提供強大支撐。
這兩年,在年輕人當中,有一個詞很流行,那就是“內(nèi)卷”。我以為,“內(nèi)卷”背后,其實是創(chuàng)新的匱乏。不能通過創(chuàng)新帶來新的增量價值,陷入低水平的存量競爭。但凡增長停滯,發(fā)展放緩,必然會帶來“內(nèi)卷”。因此,要開辟新賽道,要開道超車,以創(chuàng)新帶增量,發(fā)現(xiàn)新機遇,制造新紅利。柔性電子學作為由多個基礎學科交融支撐的新興交叉性學科,對于基礎研究有著特殊重要的需求。特別是在人才培養(yǎng)的過程中,有必要重點關(guān)注、著力發(fā)展“MILPA”學科,這也是人才成長過程中必備的核心素養(yǎng)。五類學科的英文首字母組成了原意為“農(nóng)田”“栽培地”的“MILPA”一詞,此處我們賦予其“夯實發(fā)展基礎”的寓意。即作為科學技術(shù)基礎工具的數(shù)學科學、以信息科學為代表的應用科學、以生命科學為代表的前沿科學、以物質(zhì)科學為代表的基礎科學、與自然科學互補共進的藝術(shù)科學,夯實科學技術(shù)前沿發(fā)展基礎。發(fā)展“MILPA”學科,將打破學科的內(nèi)外部界限,嘗試不同學科之間的融合,推進跨學科知識生產(chǎn)模式,促進具有異質(zhì)性與融合性的知識生產(chǎn)。
《教育家》:您曾經(jīng)談道,要圍繞價值塑造、能力培養(yǎng)、知識傳授、智慧啟迪構(gòu)建“四位一體”的柔性電子人才培養(yǎng)模式,可否展開談談這四個維度的具體內(nèi)涵?
黃維:不斷創(chuàng)新人才培養(yǎng)機制和模式,實現(xiàn)知識傳授、能力培養(yǎng)、價值塑造、智慧啟迪“四位一體”柔性電子人才培養(yǎng)模式,就是要深化教育教學改革,不斷激發(fā)學生探求知識、追求真理的內(nèi)驅(qū)動力,重點提高獨立分析和攻堅克難的能力,使他們具備深厚的人文底蘊、寬廣的全球視野、強烈的創(chuàng)新意識、突出的領(lǐng)導潛質(zhì)和豐沛的智慧涵養(yǎng)。在強調(diào)知識和能力的同時,更要關(guān)注學生的品德、意志、情操、規(guī)則和價值理念,努力將社會主義核心價值觀的要求變成青年學生日常行為準則和內(nèi)在信念追求,使他們在施展才華、成長成才的過程中,無論在人生順境還是逆境中,都能始終胸懷理想、堅守良知,勇于承擔時代賦予的責任。
在長期奮斗的過程中,讓我們深有感觸的是,沒有強大的人才隊伍做后盾,經(jīng)年累月的原始創(chuàng)新就是無源之水、無本之木。20 多年來,我們先進材料和柔性電子創(chuàng)新團隊,一直不唯出身、背景、學歷、論文論英雄,鼓舞、激勵、留住、培育了一大批青年科技人才,營造了有利于創(chuàng)新的獨特的團隊文化。我們稱為 SCIENCE 團隊文化,這也恰好就是 7個英文單詞首字母的組合,即 S(Skepticism,科學質(zhì)疑)、C(Curiosity,好奇驅(qū)動)、I(Industriousness,天道酬勤)、E(Enthusiasm,奉獻熱忱)、N(Novelty,守正創(chuàng)新)、C(Confidence,堅定自信)和 E(Ethics,守望良知)。良好的團隊氛圍帶來了強有力的團隊凝聚力、創(chuàng)造力,極大地增強了團隊人才的創(chuàng)新自信和文化自信。