军事科学院徐馥芳:要有勇闯科技“无人区”的胆识******
光量子干涉实物图。图片来自新华社
党的二十大报告在总结十年来的重大科技创新成果时,再一次提到了量子信息。近年来,“墨子号”“九章”“祖冲之号”等一批量子信息领域的成果集中涌现,我国量子科技实现从跟跑、并跑,到部分领跑的重大历史性飞跃,量子科技发展的体系化能力正在稳步建立。
量子力学自1900年诞生以来,打开了人类认识世界的一扇新的大门。第一次量子革命,量子力学催生了晶体管、激光等重大发明。近年来,以量子计算和量子通信为代表的第二次量子革命兴起,极大地影响和改变着人类的生活。
本期科技访谈录,我们邀请到军事科学院量子技术方向学科带头人、国防科技创新研究院前沿交叉技术研究中心副研究员徐馥芳,请他谈一谈神奇的量子世界,展望量子科技发展的宏阔未来。
量子之美,美在未知
记者:习主席在党的二十大报告中,把量子信息列入新时代十年重大科技创新成果之一。量子信息是什么?它和我们经常提及的量子科技有什么关系?如今我国在量子信息领域都取得了哪些重要成就?
徐馥芳:量子信息是量子物理学和信息科学交叉催生的技术领域。它利用微观体系的量子效应,实现信息的高灵敏感知、安全传输和高速处理。量子信息主要包括量子通信、量子计算和量子精密测量等3个典型技术分支。
量子科技是一个更宏观的概念。它指的是量子力学建立后催生和发展起来的一系列科学与技术。随着量子信息技术的发展,量子科技发展进入新阶段,第二次量子革命兴起。这是一次巨大的飞跃,直接或间接改变和提升着人类获取、传输和处理信息的方式和能力。
近年来,我国在量子信息领域取得了很多重大成果。在量子通信领域,我国实现了光纤量子保密通信应用演示与验证的“京沪干线”,成功发射了“墨子号”量子卫星;在量子计算领域,我国实现了“九章”光量子计算原型芯片和“祖冲之号”超导量子技术原型系统;在量子探测领域,我国多个单位研制的冷原子干涉重力测量样机在国际重力比对试验中都取得了优秀成绩,针对水下目标探测的量子磁力探测样机已经针对典型场景开展了测试,等等。
记者:我们知道,量子力学是描述微观物理世界的理论。在您的眼里,又或者说在您的想象里,量子世界有多美?
徐馥芳:量子世界之美,在于它的神秘与未知。在量子的概念提出之前,我们对微观世界的认识,往往基于对宏观世界的理解之上。受到物理学自身限制,我们无法直接观测微观世界,甚至借助光学、电子学显微镜等也只能观测到皮毛。如今,了解过量子测量的我们都知道,量子测量会对被测量子系统产生影响;处于相同状态的量子系统被测量后可能得到不同的结果。这种因果颠倒的试验结果听来近乎玄幻,也是诸多科学家无法用经典物理学理论解释黑体辐射实验的原因。
在量子世界,很多经典物理学中不存在的物理状态变得可能。量子力学直接颠覆了我们对整个世界的认知。一个全新的世界在我们面前徐徐打开,太多的未知等待着我们去探索。这怎能不令人欣喜?
如今,还有许多物理现象难以被我们理解,比如量子隧穿、电子自旋、电子轨道跃迁、单电子自身干涉、测量导致的坍缩、共轭物理量无法同时精确测量(海森堡测不准原理),等等。这些都是量子世界里的一扇扇神秘的“大门”,一旦打开走进去,里面可能是一个更加幽远深邃的“洞天”。
但是,量子世界的神秘,或者说对量子世界的疑惑,并不足以使我们怀疑量子力学。量子力学的一部分已经得到实验验证,基于量子力学发展起来的科学与技术,已经极大地改变了我们的社会,并将继续服务于人类社会生活。
量子概念图。资料图片
对未来世界的影响,将远超你的想象
记者:有句俗话说,“遇事不决,量子力学”。量子似乎已经走进了人们的日常生活,又似乎还很遥远。您怎么看?
徐馥芳:很多时候,我们会觉得量子力学离我们很远。这一略带神秘、略显高深的学科,告诉我们微观世界中存在一些超导、超流、纠缠等神奇的量子效应,一般人很难理解。虽然一直都在说量子科技正在走进我们的生活,但是这一过程,往往以基础科学的形式在起作用。量子力学指导和推动了电子技术和信息技术的发展,但是我们的科学家、工程师和用户并不一定需要对量子力学懂太多。传统的学科还在将技术进一步推向前沿,仍有在不引入量子力学的情况下的进步空间。或者更直白地说,期望改变世界的量子信息技术,目前许多还停留在实验室阶段或者初步应用阶段,有待进一步突破。
另一方面,量子力学其实离我们又很近。我们周围的物质,包括我们的身体和大脑都是由原子分子构成的,它们在微观上遵守的是量子力学的规则。我们享受的现代科技产品,手机、电脑等都是量子力学指导的产物。近年来,随着量子信息技术的快速发展,量子通信、量子计算、量子精密测量领域都取得了一些重大进展,相关的科技产品正在加速走进我们的生活。
当然,我们更需清醒地看到,量子技术在向世界展现出其强大能力和发展潜力的同时,也面临巨大挑战。这其中,不仅有来自对量子态的长时间维持和精确调控等人类改造世界能力的挑战,更牵扯到物理学基础理论等人类认识世界能力的挑战。也许,还需经过漫长的时间,有新材料、新机理等特殊契机出现后,量子技术才能真正向世界显示其威力。
记者:请您设想一下,量子信息技术会给我们的未来生活带来怎样的改变?
徐馥芳:量子信息技术对未来世界的影响,将远超你的想象。在量子信息技术的3个分支中,量子精密测量和量子通信发展得相对成熟,已经从实验室“飞入寻常百姓家”。而难度最大的量子计算,发展仍处于早期阶段,距离商用普及仍有较长距离。我们乐观估计,还要20年以上的时间才能实现。
量子计算是量子信息技术中最综合的一个技术分支,也是对信息技术冲击最大的一个分支。从算盘时代发展到冯·诺依曼架构的电子计算机时代,人类社会发生了翻天覆地的变化。从经典计算机到量子计算机,“量子比特”取代了经典的“比特”,量子计算机在理论上具有秒杀所有传统计算机的计算能力。可以想象,一旦通用量子计算机发展起来,人类社会又将再次经历巨大变化。网络信息安全、大数据和人工智能、化学生物制药、金融工程、智能制造等领域都将因为量子计算机的巨大信息处理能力,发生颠覆性改变。
有没有勇闯科技“无人区”的胆识,决定了我们未来能走多远
记者:在钻研量子技术的道路上,您遇到最艰难的挑战是什么?
徐馥芳:从我的经历来看,最艰难的往往是起步阶段。我们这个团队是伴随着2017年新军事科学院调整组建而成立的一个研究团队,刚刚成立时,团队只有几个人,来自全军不同的单位。我还清楚记得,大家刚来到单位的时候,办公场地都是临时借用的,第一份项目申报书,是在临时租借的宿舍中完成的。但大家都没有被这些现实困难吓倒,科研经费有限,就省吃俭用买设备买器件;团队人才短缺,就想方设法引进、培养青年人才……几年时间过来了,我们的团队已经相对稳定成熟,科研条件有了很大改善,也取得了不少研究成果。
回顾这段从零起步的创业历程,我最大感触是,我们这一代科研人员赶上了一个好时代。在国家高度重视科技创新的大背景下,在党中央和中央军委的相关政策扶持下,在军事科学院良好的科研氛围下,我们团队可以瞄准一个目标,心无旁骛地共同努力。在这种环境下,拼搏也成为内在的自发本能。
记者:您认为,研究量子技术和其他科学技术有什么不同?研究量子技术需要怎样的科学精神?
徐馥芳:由于量子物理的概念与宏观世界完全不同,从事量子技术研究需要经过科学的系统训练,接受其独特的逻辑和技术方法。量子力学是一门完备的、严谨的科学。没经过系统训练,利用学习到的部分量子概念,结合自己的现实经验看待或处理问题,很容易走入歧路,产生错误观点。
现在社会上对量子技术存在着两种极端理解:一种是认为量子技术是骗子技术,所有的都是假的,不认可量子力学的正确性,或者认可量子力学但不认可量子技术;另一种认为量子技术是万能的,会彻底颠覆现在的电子技术和信息技术。这两种理解毫无疑问都是错误的。量子力学是一门基础学科,我们需要理性认识基于量子力学发展起来的量子技术,尤其是方兴未艾的量子信息学。它是一门全新的交叉学科,它的发展将成为我们传统信息技术的有力补充,并成为信息技术深化发展的基础。
从我长期从事量子技术的经历来看,我认为,研究量子技术,一是需要科学严谨的态度,能够严格依据量子理论进行推理和验证,进行试验设计和现象解释;二是需要前瞻的洞察力,量子世界的现象和规律与我们熟悉的经验世界完全不同,对研究中碰到的问题,必须敢于大胆假设,勇于创新,小心求证;三是需要持之以恒的韧劲,在研究量子信息技术时,科学难题和工程技术难题同在,很多时候在短期内都难以出重大应用成果。中国古人常讲“十年磨一剑”,但在这个领域,有可能十年都难磨一剑,所以必须沉下心来埋头苦干。
在科学研究上,有时看似下的是慢功夫,实则走的是快车道。量子技术是一门非常前沿且深奥的学科,目前虽然已经有了一些研究成果,但还有更多的“无人区”等着我们去探索。当我们与世界同行站在同一起跑线上,有没有勇闯科技“无人区”的胆识,决定了我们未来能走多远。
文字整理:张志华
东西问丨王建华:百年考古如何令中华文明“西来说”不攻自破?******
中新社成都11月24日电 题:百年考古如何令中华文明“西来说”不攻自破?
——专访西南民族大学旅游与历史文化学院教授王建华
作者 贺劭清 王利文
百年来的考古实践和出土文物,如何丰富中华民族的历史维度,令中华文明“西来说”不攻自破?西南民族大学旅游与历史文化学院教授、四川省考古学会常务理事王建华近日接受中新社“东西问”独家专访,对此进行解读。
视频:【东西问】百年考古学如何让中华文明“西来说”不攻自破?来源:中国新闻网
现将访谈实录摘要如下:
中新社记者:“中华”一词最早见于何时?“中华民族”到“中华民族多元一体”理论的形成经历了什么变迁?
王建华:据考证,“中华”一词始见于西晋末,是中原士人为把中原的政治与文化同其他地区相区分而产生的自我称谓。
“中华”不仅表示一定的地域,更表示一定的文化和具有这种文化的人。伴随新思潮的传入,现代民族意识的萌发,“中华民族”一词脱颖而出。
1902年,梁启超在《论中国学术思想变迁之大势》一文中,首次提出“中华民族”这一概念。1905年,在《历史上中国民族之观察》一文中,梁启超比较正式地使用了“中华民族”的概念。此处的“中华民族”虽以汉族为主体,但多民族融合的观念已开始形成。
抗日战争全面爆发后,日本帝国主义与中华民族的矛盾成为当时社会的主要矛盾。正值中华民族危亡之际,顾颉刚发表《中华民族是一个》一文,指出“中华民族”的称呼虽出现于近代,但作为一个实体,至少存在了两千多年。
1988年,费孝通正式提出了“中华民族的多元一体格局”,从考古学、历史学、民族学的角度指出“汉族的形成是中华民族形成中的一个重要阶段,在多元一体的格局中产生了一个凝聚的核心”,在汉族形成和发展的过程中,其他民族不断地为汉族输入新鲜血液,汉族同样也充实了其他民族。
纵观从“中华民族”到“中华民族多元一体”理论形成,梁启超、顾颉刚和费孝通均从民族历史的角度进行了阐述,中国历史上数千年的民族交往交流交融形成了今天的中华民族,为“中华民族共同体”的提出打下了坚实的理论基础。
深圳锦绣中华景区举办的“民族嘉年华”节庆系列活动。陈文 摄中新社记者:考古学文化作为物质遗存共同体是如何产生的?历史长河中,考古学文化和民族共同体建立了什么样的联系?为什么1962年夏鼐在《新中国的考古学》一文中首次提出“中华民族共同体”?
王建华:19世纪后期,文化这一概念被引入考古学用以总结分析考古出土的遗存。1925年,考古学家维尔·戈登·柴尔德给考古学文化提出了较为精准的定义,用一种时空镶嵌分布的考古学文化模式来阐释一个区域中的史前文化的关系和演变。
有学者认为考古学文化既是一种概念又是一种理论,从概念的角度反映的是人群共同体与物质文化共同体之间的对应关系,符合遗存的群聚性和社会性法则,从理论的角度通过对遗存的分类和聚类研究实现了对遗存背后人群或族群的区分。
考古学是“俯瞰大地,仰望星空”的学科。人们获取的实物资料,是由人创造的物化形式,所以它和“人的共同体”直接相关。民族共同体的文化既表现在物质层面也表现在精神层面。从理论上讲,考古学文化作为物质遗存共同体,是古代群体在物质文化遗存上的表现,在某种层面上可以和中华民族共同体建立一种联系。在对某一考古学文化认识足够清晰的情况下,我们可以将其与史书中记载的古族相对应。
观众在故宫博物院观看展览。盛佳鹏 摄由于历史文献对于汉族以外的古代民族的记载稀少且不成体系,加之历朝历代的各种理解和传说的杂糅,若简单将考古学文化与历史上的族群进行对应,风险是巨大的。但至少可以在某种层面上,将考古学文化中的某一处或某几处考古遗存与文献中的族属之间建立起一种联系。
有学者认为考古学文化可以用古代的族名进行命名,如考古学上的夏文化“是夏时期夏族创造和使用的文化”,学术界普遍认为以二里头遗址为代表的二里头文化就是夏族在一定时期内的遗存。
1962年,夏鼐在《新中国的考古学》一文中论及考古研究在解决民族族源和民族史问题时就曾提到“各兄弟民族的祖先在悠久的历史过程中,与汉族的祖先建立起日益紧密的联系,今日大家一起构成了中华民族共同体”。从当前可见文献来看,是考古学的研究成果最早使用“中华民族共同体”这一术语,用以论述古代中国不同群体的紧密历史联系及新中国确立的民族共同体结构。这表示当时学者们就已意识到从考古材料可以观察到汉族从史前到历史时期的一个形成过程,只是“具体情况,还需进一步研究”。
观众在山西博物院参观中国少数民族文化特展。韦亮 摄《新中国的考古学》一文中关于“中华民族共同体”的提法是基于新中国成立后逐渐积累的考古学资料。新中国成立后的十几年间就发现了3000余处新石器时代遗址,经过发掘的有100余处。这些遗址分布于不同地域,代表了不同的文化面貌,体现了不同人群之间的交流与融合。
进入历史时期,文献记载与考古学资料的整合研究拓展了民族史研究的空间。无论是史前资料的大量发现,还是历史时期研究空间的拓展、学术研究的深化,都促使考古学者思考考古资料与族群之间的内在联系。
观众在河南洛阳二里头夏都遗址博物馆数字馆参观。黄政伟 摄中新社记者:百年来的考古实践和出土文物,如何丰富中华民族的历史维度,令中华文明“西来说”不攻自破?
王建华:历史长河中,许多古老的民族出现在史书的记载中,各民族在不断地分化与融合过程中延续下来,融入到今天中国56个民族之中,大家一起构成了中华民族共同体。就中国当代的民族来看,有自己的民族文字和历史记载的很少。倘若单纯依靠历史文献来构建民族史,那么很多民族尤其是已消失的古代民族将无史可考。
作为人文科学和历史科学的重要领域和组成部分,考古学是根据古代人类通过各种活动遗留下来的实物以研究人类古代社会历史的一门科学。中华民族的历史是全体民族共同创造的,而有文字的古史记载不超过四千年,剩下的历史都需要考古学的发现与研究。
在对没有文字的人类社会历史的研究中,考古资料起着主要作用。同时,考古学让各民族在历史上留下的物质文化都成为可以被观察分析和描述的对象。只要有人类活动的地方,就会留下实物遗存,考古学可以通过这些遗存去研究当时的社会和历史,因此极大地扩展了历史空间,尤其是民族史的研究空间,即考古学丰富了中华民族的历史维度。
游客参观秦兵马俑一号坑。张远 摄“仰韶文化西来说”是中国考古学诞生之初瑞典学者安特生在《中华远古之文化》一文中提出的。当时提出这个观点有特定的历史原因——当时中国的考古学资料有限。随着资料的不断丰富,发现中国不同地域文化是独立起源发展演化的,有自己的文化体系,尤其是史前时代,中华文明“西来说”也就不攻自破了。
考古学对构建古史尤其是史前史的贡献是其他学科无法取代的。经过百年来的考古实践和丰富的出土文物,已证实中华民族的文明有着悠久的渊源,从史前到历史时期有着清晰的独立起源发展脉络。(完)
受访者简介:
西南民族大学旅游与历史文化学院教授王建华。张浪 摄王建华,西南民族大学旅游与历史文化学院教授,四川省考古学会常务理事,主要研究领域是新石器时代考古,通过对黄河流域史前人口的系统研究,揭示史前人口规模、人口自然结构等变化规律,认为史前人口变化、社会组织的复杂化是中国文明起源和史前社会复杂化的一个重要动因。
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |