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潘建偉教授:拳拳赤子心 殷殷報國情

來源:學習時報 2019-12-11 18:04:52
內容摘要: 潘建偉,1970年3月生,浙江東陽人。中國科學技術大學常務副校長、教授,中國科學院院士,中科院量子信息與量子科技創新研究院院長。

作為國際上量子信息實驗研究領域的開拓者之一,他是該領域有重要國際影響力的科學家。其研究成果曾多次入選英國《自然》雜志評選的年度重大科學事件、美國《科學》雜志評選的“年度十大科技進展”、英國物理學會評選的“年度物理學重大進展”、美國物理學會評選的“年度物理學重大事件”以及兩院院士評選的“中國年度十大科技進展新聞”。由于潘建偉在量子通信、量子計算以及多光子糾纏操縱等量子信息實驗領域中作出的杰出貢獻,他榮獲了國家自然科學一等獎、改革先鋒獎章、未來科學大獎物質科學獎、香港求是科技基金會“杰出科學家獎”以及何梁何利基金“科學與技術成就獎”等重要榮譽獎項或稱號。

記者:潘院士您好,非常高興您能接受我的采訪。我看過一個資料,1996年您去奧地利留學,第一次見到導師塞林格教授,當時導師問您的第一個問題是:“你的夢想是什么?”當時您給出的回答是,“在中國建一個世界一流的量子物理實驗室”,如今您的夢想已經成真。我想請您用最通俗的講述方式,為我們的讀者科普一下什么是量子科學?

潘建偉:準確而言我們所從事的是量子物理基礎檢驗和量子信息科學研究。上世紀初量子力學的建立是人類歷史上最偉大的科學革命之一。量子力學已經成為整個現代自然科學的支柱,并直接催生了現代信息技術,促進了人類社會物質文明的巨大進步,這被稱之為“第一次量子革命”。通過對量子疊加、量子糾纏等量子力學基本現象的實驗檢驗,人們具備了對光子、原子等微觀粒子進行主動地精確操縱的能力,這意味著人類認識和改造世界的實踐達到了一個新的歷史高度。作為量子調控技術的系統性應用,量子信息科學主要包括量子通信、量子計算與模擬、量子精密測量等三個方面。量子通信可以提供一種原理上無條件安全的通信方式,有效解決信息安全傳輸問題;量子計算具有強大的并行計算和模擬能力,可為人工智能、氣象預報、資源勘探、藥物設計等所需的大規模計算難題提供解決方案,并可揭示量子相變、高溫超導、量子霍爾效應等復雜物理機制;量子精密測量可以大幅度提升衛星導航、激光制導、水下定位、醫學檢測和引力波探測等的準確性和精度。

記者2018年您被黨中央、國務院授予“改革先鋒”稱號,不久前您又榮獲了“最美奮斗者”稱號。作為一個科學家,您獲得了祖國所能給予的最高嘉獎。您有兩次流淚讓我印象深刻,第一次是當年您留學時,大使館為留學生播放了一部紀念“兩彈一星元勛”的片子,您看到飛機失事后郭永懷先生和勤務員兩具燒焦了的尸體緊緊地抱在了一起,就是為了保護當時在基地獲取的數據,當時您淚流滿面。還有一次是您在2017年榮獲未來科學大獎“物質科學獎”的獲獎感言中講到的:有一次您需要緊急回到國內來做一些事情,而女兒肺炎發燒住院了,兒子才兩三歲,在家里面沒有人管。當時在機場的時候,您說您真的眼淚流下來了。這兩次落淚讓我想到了科學家的人生是經過了審視的人生,科學家的生活是一種值得過的生活。我想請您談一談如何理解科學家的家國情懷。

潘建偉:郭永懷先生的事跡確實一直讓我很受感動。我還記得我和家人剛回到國內時,我女兒才7歲。由于對國內生活的不適應,她有時會哭著問我為什么要回國。我說一個人總要為自己的國家做點事,女兒反問我,為國家做事跟她有什么關系?有一次,我愛人帶著孩子們在福建參觀了黃花崗72烈士之一的林覺民故居,看到了林覺民在起義前夕寫給妻子的《與妻書》,孩子們覺得很難過,非常受震動。我告訴他們,如果當時沒有這么多先烈為中國的前途命運去探索的話,我們今天就不可能有國家的強盛和人民的幸福,就不可能有個人真正的幸福。對于科技工作者也一樣,在新中國成立初期百業待興的時代,正是包括郭永懷先生在內的一大批愛國科學家,為了國家的科技事業奉獻了自己的一切,完成了“兩彈一星”的壯舉,奠定了我國穩固的大國地位,我們國家才能在相對穩定的環境下發展。正因為在前人的奉獻之下,我們才能有今天好的環境,我們這一代科技工作者,也應承擔起自己的歷史使命,為國家的可持續發展貢獻應有的力量,讓家國情懷薪火相傳下去。

記者您曾經講過這樣一段話:我相信每一個中國人,在同樣的條件下,如果美國給你這個條件,中國也給你這個條件,他肯定會選擇回到自己的祖國來開展工作。2015年您獲得了“國家自然科學獎一等獎”,當時您作為獲獎人發言時說到:這是一個可以大有作為的偉大時代!您還講過:每一位科學家做好自己研究的同時,在有可能的條件下,要竭盡全力去推動國家高新技術的發展和產業的發展。請您談一談在這個時代作為一個科技工作者的使命和擔當。

潘建偉:剛才說到老一輩科學家奠定了我們國家穩固的大國地位,完成了他們那一代科學家的使命。改革開放40多年來,我國經濟飛速發展,但主要依賴要素驅動,真正科技含量高的產業有限,“出口一火車衣服換一皮包芯片”的被動局面尚未從根本上改變。正因為要素驅動的模式發展到目前,已經面臨著不可持續的困難,黨中央適時提出了創新驅動發展戰略,將科技創新擺在國家發展全局的核心位置,我們這一代科技工作者責任非常重大。經過多年的發展,特別是改革開放以來,我國的整體科技水平已經有了長足的進步,已經成為一個科技大國,但還不是一個科技強國。在從科技大國向科技強國轉變的過程中,一個重要的標志就是要在多個領域有源源不斷的原始創新成果。當初我們提出衛星量子通信的構想時,常常被人問及,美國和歐洲有沒有在做?他們沒有在做的話,我們先做是不是有風險?而我們堅信,中國的科技創新一定不能僅滿足于跟蹤和模仿,我們也一定能做出開創性的成果。中國科學院以前瞻的態度,支持我們從事這樣一項國際上未有先例的原創研究,我國得以發射成功國際上首顆量子科學實驗衛星,實現了廣域量子通信技術的國際引領。因此,只要廣大科技工作者進一步發揚敢于擔當、敢為人先的精神,一定能夠在更多的領域實現從跟跑到并跑、領跑的轉變。勇于創新、善于創新就是我們這一代科技工作者的使命和擔當。

記者2017年初,我在《民主與科學》上看到了您的一篇文章《探索的動機》。我知道這篇和愛因斯坦的同題文章,應該是表達了您對他的敬意。看了這篇文章,當時我就下定決心要采訪您,所以說,這應該是一次遲到了很久的采訪。我為什么被這篇文章所吸引,就是因為您講到的兩位女士,一位是您在阿爾卑斯山區邂逅的80多歲的老奶奶,她竟然讀過您在《自然》雜志上發表的文章,雖然她并不是很懂量子物理。另一位就是您在海德堡大學做手術的醫院的那位護士,她同樣表達了對您研究領域的濃厚興趣。近幾年,您身體力行參加了不少社會活動,包括中央電視臺的《開講啦》,甚至《閱讀者》這樣欄目的錄制。我想請您談一談在中國如何增強大眾對科學的興趣,來培植一種更好的科學文化的土壤。

潘建偉:目前的年輕人,常常有比較明顯的功利化傾向,從學校、教師到學生都不容易潛心做學問。把求知變成了解難題、考高分,上好學校的目的就是為了以后能夠找一個好工作。這種外在的、功利的文化氛圍,對青少年影響尤其大,讓他們變得越來越現實,難以靜下心去鉆研,培養大師更是難上加難。您提及的這兩個事例確實讓我感觸很深,在歐洲,人們對科學和藝術的熱愛是融入大眾的血液之中的。當然,我們也要認識到,功利化絕非中國文化的傳統,也不屬于中西方文化的本質差異。相反,正如習近平總書記多次強調的,要有“文化自信”:在中國的傳統文化中,關于治學就有“格物致知”“誠意正心”“修身齊家”“治國平天下”等美德,其實已經為改變功利主義提供了良方。正是由于對文化的自信,在教育體系中就應該注重文化素質的培養,就像梅貽琦先生所倡導的“通識教育”一樣,大學階段應要求學生對自然、社會與人文三方面都具有廣泛的綜合知識,而“不貴乎有專技之長”。

  另外,優秀的科學家應積極參與科學普及工作。在科普的過程中,不僅僅是介紹知識,達到“解惑”的目的,而更應該是“傳道”,讓大眾特別是年輕人認識到,熱愛科學并不一定意味著將來就要從事科學研究。領悟科學的精神,包括理性的思辨、執著的探索等等,無論他們從事什么行業,都會大有裨益。

     記者您在一次公開授課中,講過這樣一件事,有一年您本來應該從維也納到海德堡去做一個重要課題,但是您又想留下來在多瑙河邊采野菜,因為您非常“留戀”那里的野菜,“留戀”這個詞我印象非常深刻。結果野菜采到了,但是別的科研小組卻把這個實驗做出來了,但是您講您并不后悔,您覺得“采野菜”是您前進當中的一種需要。您曾經表達過:和其他國家或地區的學生相比,我們大陸學生更希望快出文章、快出成果,這是一種急躁心態的反映。您期待我們的知識分子能夠回到一種從容和貴氣的狀態。您認為這種“從容和貴氣的狀態”或者說“前進當中的一種需要”對科研工作能夠起到什么作用?

      潘建偉:很有意思的是,科學研究除了“很有用”,本身也能夠帶來人生的感悟。科學研究面對的是未知的世界,只能去探索,探索就意味著不計其數的失敗。就像經典物理學的建立,牛頓最終成為歷史的幸運兒,是建立在伽利略、開普勒等先驅的發現的基礎上。今天我們都說“牛頓力學”,并沒有“伽利略力學”“開普勒力學”,但后者仍然是偉大的科學家。盡力去做事而不可強求,這正是整個人類科學發展的歷程所告訴我們的人生觀。我時常告訴學生們,既然大家已經進入了科學研究這個領域,智力上就沒有太大的差別,成功與否就看耐心。有耐心就不怕失敗,失敗可以再來一次,但如果不去努力,連再來一次的機會都沒有。當然,最終的成功還需要一些幸運,其實幸運也需要耐心。在等待的過程中不斷積累,充實自己,時機到了自然會有好的成果出來。更重要的是,探索和努力的過程本身,已經是科學帶來的最大樂趣。

記者當前我國面臨的一個突出問題是掌握在手里的核心關鍵技術有限,在諸多領域面臨“卡脖子”問題。愛因斯坦在《探索的動機》一文里曾經提到過做科學的人的動機是多種多樣的:有一類人去尋找世界的體系,并以此作為感情生活的支點,希望通過尋找科學規律來達成內心的自由和寧靜。他們每天的努力并非來自所謂深思熟慮的計劃,而是直接源于激情。您說過:如果對科學沒有原始的沖動,沒有興趣,我們就不可能變成一個真正的創新型國家。我想請您談一談中國要想建成一個真正的創新型國家,目前應該在哪些方面作出切實的努力?因為您還擔任了全國政協委員的職務,您也可以結合政協委員建言咨政的職責談一談。

     潘建偉:建設創新型國家,某些產品被“卡脖子”只是直接的表現,而更深層次的根源是:我國的自主科技創新體系還有待完善。自主科技創新體系,需要從相關的基礎研究、應用研究、技術研發再到產業化的全鏈條順暢發展、長期積累,需要有長遠規劃和頂層設計。就我國當前的整體情況而言,由于聚焦長遠的系統性布局有所缺乏,基礎研究總體上得到的支持偏少,而研究本身又往往僅以發表論文為目標。上游基礎研究有短板,核心技術只能在別人的基礎上發展;對于若干技術突破,即使在指標上已滿足應用的需求,但在工程化方面受限于整體工業水平,往往難以轉化為現實生產力;而到了產業化階段,企業長期以來抱有“能買就買”的心態,片面追求盡快獲利,自主研發的動力和能力都不足。上中下游都存在缺陷,關鍵領域的創新能力就會受到影響。因此,需要在重大領域建立起國家層面的系統性布局,面向長遠科技目標形成攻關合力,提前為核心技術和產業競爭力的跨越式提升奠定基礎。

  在這一過程中,鼓勵企業直接投入前沿基礎研究和關鍵技術研發非常重要。其實在發達國家,很多原始創新成果都是由企業完成的,根本的原因在于發達國家特別是美國的科技金融體系比較完善。正是由于擁有相對完善的資本運行機制,使得投資風險和收益達到平衡,美國的企業普遍熱衷于面向長遠的風險投資,即使只有很小一部分最終能夠形成顛覆性技術和產業,企業也將獲得豐厚的回報。而這種科技金融體系的缺乏,使得我國企業對短期內無法獲利,或是存在較大不確定因素的前沿研究和未來可能的顛覆性技術,普遍投入熱情不足。因此還需要建立起符合我國國情的促進創新的科技金融體系。

  就我的研究領域言,量子信息科技發展到今天,已進入到一個深化發展、快速突破的歷史新階段,特別需要多學科的交叉融合和各項關鍵技術的集成攻關。這就需要國家層面的頂層設計和系統性布局,以及相關研究機構、國家部委和企業的支持與協作。所以,作為全國政協委員和民主黨派成員,結合自身工作建言咨政,對國家在量子信息科技領域的戰略布局提出一些建議,這本身就是推動整個學科領域向前發展的重要工作。

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