搜狐科技《思想大爆炸——对话科学家》栏目第121期，对话上海交通大学李政道研究所副所长、李政道讲席教授，中国科学院院士丁洪。
嘉宾简介：
丁洪，上海交通大学李政道研究所副所长、李政道讲席教授，中国科学院院士，未来科学大奖科学委员会首任主席，未来科学大奖十周年庆典Program Committee联席主席。
原始发现是不容易做的，第一次确实有运气成分在，后来慢慢摸索出了方法。
基础研究刚开始可能没有明显的作用，但之后会做的很好，要把眼光放长远一点。
做科研挺辛苦，要enjoy life，没有体会人生之美，也没法追求科学的发展。
我们国家的凝聚态物理，至少在实验方面不比美国差。
AI会增强创造力，以后AI看我们的智慧，可能就像我们看猫的智慧。
出品｜搜狐科技
作者｜周锦童
编辑｜杨 锦
在基础物理的探索路上，总有一些名字与重大的突破紧密相连，丁洪便是其中之一。
他在固体材料中发现外尔费米子，推动“梦之线”“梦之环”“梦之城”等大科学工程的建设，深耕高温超导与拓扑量子计算领域，保持着十年一个重大成果的科研节奏。
谈及这些成果时，丁洪笑称：“原始发现是不容易做的，可能我的运气比较好，第一次确实有运气成分在，后来慢慢摸索出了方法。”
他还笑称自己“不务正业”，“我很喜欢跨界，做科研就是为了推动人类知识和文明的进步，既然是这个目的，做规划也是很好的推动，有这样的参与机会我都是自告奋勇的。”
在未来科学大奖十周年庆典上，搜狐科技对话了这位爱“跨界”的科学家，听他分享中国凝聚态物理的发展情况，当下“内卷”的科研现状以及AI加速科研进程的新可能。
“我们国家的凝聚态物理，至少在实验方面不比美国差。”丁洪对搜狐科技说道。
自从2008年丁洪回国以来，中国凝聚态物理发展非常迅速，这得益于政府的大量投入、家长对子女从事科学研究的支持，以及华人在全球范围内的人才优势。
虽然这可能有些“卷”的意味，但丁洪认为，“卷”是有积极意义的，竞争能够促进人类社会的快速发展，但有些“内卷”是无意义的消耗和资源浪费。
此外，他还表示，AI会增强创造力，在AI的帮助下，未来拓扑量子计算和高温超导领域会有巨大突破，预计20年内可能出现实用量子计算机，更高温度、更实用的超导体，核聚变也可能在20年内实现商业化应用，带来意想不到的变化。
以下为对话实录（经整理编辑）
媒体：您能不能简单科普一下，外尔费米子到底是什么？
丁洪：费米子是一种自旋为半整数的基本粒子，例如电子、质子、中子等都是费米子。1928年狄拉克把狭义相对论引进了量子力学,外尔费米子是1929年德国数学家、物理学家赫尔曼·外尔在狄拉克方程的基础上，预言一种无质量的具有相反“手性”的粒子。
宇宙中是否存在“外尔”基本粒子一直是一个未解之谜，我们非常有幸在2015年第一次在“固体宇宙”中发现了以准粒子形式存在的外尔费米子。
媒体：这在未来会有什么应用?
丁洪：带有“手性”的外尔费米子有可能做成低功耗的器件，有些很特殊的光电响应，所以大家都憧憬有很好的应用，但目前主要还是在做光电探测器，我们也非常期待以后有更多的应用。
媒体：您觉得未来基础物理会如何改变世界？
丁洪：基础物理一直在改变世界，未来也会如此。比如说发现电子的时候，有人觉得电子没有用，但现在电子变得非常有用，比如电子学、电子器件等等。
后来相对论解释高速运动的物质、解释宇宙、黑洞，可能和日常关系不太大，但是我们现在手机上用的GPS减小定位误差就需要考虑到相对论效应的影响。基础研究刚开始可能没有特别明显的作用，但之后往往会发现有很大的应用价值，所以我们要把眼光放长远一点。
媒体：每10年您都会有一个重大的成果发现，是怎么做到的？
丁洪：我通常的回答是我运气比较好。原始的发现是不容易做的，第一次可能有一定运气成分在，后来是有方法的。
首先我们会去研究什么值得去做，研究课题挑选是非常重要的，第二步要知道什么是我们能做的，第三步就是怎么做。研究都在激烈的进展中，所以怎么样能有很强的执行力，能够率先做出来是非常重要的。在这个过程中我们积累了一套方法，形成一套经验。有时候我也在想为什么10年才有大成果，能不能更快一些，现在我们有AI的帮助，确实可以极大地加速。
媒体：您积极参与了“梦之线”“梦之环”“梦之城”三大科学工程的规划和建设，像科学城规化这种工作跟科研可能没有太多关系，您为什么会投入其中？
丁洪：我喜欢跨界，甚至有点“不务正业”。但反过来想，其实我们做科研的目的就是为了推动我们人类知识和文明的进步，既然是这个目的，做科学规划也是种很好的推动，有这样的参与机会我往往是自告奋勇的。
媒体：您觉得这种大科学装置对基础物理的发展有什么推动作用？
丁洪：有非常大的作用。“梦之线”是指上海光源中的一条性能指标世界一流的光束线站，是由我们团队设计并建设的，建好之后我们就发现了外尔费米子。“梦之环”是指北京高能同步辐射光源，是世界上亮度最高的高能同步辐射光源，虽然我以前做的是低能的光电子研究，但现在马上建好了，我发现我也可以用，因为我们现在做拓扑量子器件，需要高能X光穿透。“梦之城”更多的是对整个科学起到作用。
科学城更是这样，我在美国待了18年，看到美国的一些成功的科学范式，像国家实验室和科学城，所以我2008年回国就投入到北京怀柔综合性国家科学中心的事业中，规划和建设了一批大科学装置，还推动了一系列交叉研究平台。
媒体：您曾经说“没有科研的生活不可想象，但是人生也不可能只有科研”，科研对您意味着什么？科研之外您喜欢做什么？
丁洪：我是比较喜欢跨界的，喜欢做一些其他的事，除了做科研也喜欢做些规划，做些科普，还喜欢听听音乐。我前几天还成立了大理李政道科学艺术中心，邀请了多位科学家和艺术家进行了科学艺术之美的分享，大家觉得非常好。
其实有时候只做自己“一亩三分地”，事情做得比较窄，做些广的事情是比较好的，也能从中得到不少的启发，获得一些灵感。而且做科研是很辛苦的，也需要休息，需要enjoy life，没有体会人生之美，也没法追求科学的发展。
媒体：您觉得当前大学创新人才培养有哪些问题和挑战？年轻人该如何面对学历贬值的困境？
丁洪：学历贬值这个说法是有一定的道理。其实以前知识的获得是成本比较高的，为什么要去好大学，因为好大学有好的图书馆，可以看很多资料，后来有互联网之后这个壁垒就没有了，以后有AI的话，获得知识的壁垒就更少，人可以在更短的时间内获得更多的知识。
但是现在可能一些工作会被AI替代，比如编程，原来做“码农”很挣钱，但今后的做简单编程可能不行了，所以我们要追求更高层次的东西，这就对人的知识要求更多了，当然AI也可以帮助我们获得。
我想最终到了足够发达情况，就会按需分配，让工作不只是一个谋生的手段，能够做自己想做的事情。
媒体：您觉得AI会不会削弱创造力？
丁洪：我觉得AI会增强创造力，我认为地球的智慧正在在经历一个巨大的转变。20万前是智慧从猿猴到人脑，现在是从人脑到AI，以后AI看我们的智慧，可能就像我们看猫的智慧。我相信AI达到一定高度之后，道德水准也会更高，对我们会更友善。
我现在也会让AI帮我看资料、写报告，我们研究很多的时间是花在做调研报告上，以前可能需要花两个月做调研报告，现在用AI可能两小时甚至两分钟就完成了。
媒体：高温超导机理是物理学界公认的难题，您认为当前最可能突破的研究路径是什么？
丁洪：我一直是研究高温超导的，高温超导现在还是一个世界性难题。主要有两大问题，一是它的机理还不清楚，常规超导的机理在1957年就解决了，但1986年出现的高温超导就打破了这个常规理论，所以要发展新的理论，但现在过去了快40年也没有看到，到目前人们已经提出了上千种理论，到底哪个对还不好说。
第二大挑战就是高温超导体怎么很好地应用，高温超导体虽然具有高温、高抗磁性的特征，但是应用它往往需要跟普通金属一样具有有延展性，金属线可以加工，可以造成线圈，但高温超导体是陶瓷材料，绕线圈是非常复杂的，所以怎样解决材料的问题也是个难题。现在高温超导在核聚变领域应用前景很好，像上海超导制成的高温超导带材就供不应求。
媒体：我国在凝聚态物理研究领域，对比国际领先水平处在怎样的位置？
丁洪：从我2008年回国到现在，中国的科学，特别是中国的凝聚态物理有了飞速的发展，速度发展之快对于我们行业中人来说都感觉到很吃惊。我们国家的凝聚态物理，至少在实验方面不比美国差。
这得益于中国政府的大量投入，中国家长对小孩从事科学的大力支持，不光是中国的科学家，连美国的很多科学家都是华人，我们华人具有很大的人才优势，这对于中华民族的崛起将起到非常大的作用。
媒体：您觉不觉得从另一个角度来看，是一种内卷的现象？
丁洪：我们以前看觉得日本科学发展非常快，日本物理做得非常好，也获得了很多诺贝尔奖，但现在看日本新一代，感觉没有太多杰出的科学家。日本曾经也是很卷的，但现在躺平了，躺平的结果就是优秀科学家少了，所以“卷”有卷的积极的社会意义，竞争也能促进人类社会快速发展。
媒体：您曾说“做科研是一场马拉松，必须玩命的投入”，您是不是也“卷”自己？
丁洪：我显然不是一个非常“卷”的人。有些“内卷”是消耗的，是无意义的。比如挤地铁，发现车站很挤，反方向坐到终点得到位置，但大家都这么做，就毫无意义、浪费资源。
媒体：您觉得在凝聚态物理和量子材料领域，未来5-10年内会取得哪些重大的突破？
丁洪：我现在做两方面的研究，一方面是拓扑量子计算，另一方面是高温超导，这两方面是相辅相成的，我觉得未来这两方面都会有巨大的突破，未来20年可能会有通用量子计算机的出现。第二个就是会有更高温度、更实用的超导体出现。核聚变在未来20年内也有可能做到商业化，带来一些以前不敢想象的事情。
媒体：凝聚态物理的研究都为人类带来过哪些新发现？对物理学的发展带来了哪些突破？
丁洪：近代科技的突破跟凝聚态物理相关，最有名的例子就是晶体管，第二就是巨磁效应的实现，还有超导体。凝聚态物理对科学范式的发展也起到了很大的作用，创造了一种“More is different”的思维方式。
媒体：您目前最关注的科学问题是什么？
丁洪：我们目前最关注的是拓扑量子计算，我希望造出世界上第一个拓扑量子比特。
媒体：您理想中的量子计算机应该是什么样的？
丁洪：它的功能跟现在的计算机相比，计算速度几乎是快无穷倍，现在无法解决的事情对它来说都不是问题，比如破译密码、预测天气和发现新药等。
用经典计算机去模拟量子世界，是一件几乎不可能的事情，只有用量子计算机才可以，所以要探索宇宙奥秘，最终还是要依靠量子计算机。
媒体：超导在生活中的应用有哪些呢?
丁洪：应用比较多是医院里的核磁共振，高档的都是超导体做的。超导主要是做两方面，一方面它是用来做信息材料的。比如实现量子计算，现在主流的量子比特要用超导，我们做拓扑量子计算也是用拓扑超导体，所以量子计算最终大概率是依靠超导体。超导应用的另一方面是能源材料，比如核聚变，因为核聚变的实现往往用磁场去约束，而强磁场是需要高温超导体的。
媒体：拓扑超导和超导量子比特差异是什么？
丁洪：主要差异是具有天生的容错性，用拓扑保护来使量子计算不容易受外界的干扰，出错率大幅度降低。理论上是非常好，但问题是现在一个拓扑量子比特都没造出来，它不像超导比特现在可以造出来几百个。我希望拓扑量子比特在5年之内出现，我们现在也在紧锣密鼓地冲击这个目标。
媒体：人工智能加速了学科融合，未来学科分类会不会因此改变?
丁洪：为什么会有学科分类？我认为根本原因是因为人大脑的容量太有限。当人们发现人脑装不下所有知识时，就需要数学、物理、化学分开学。但有了AI以后，什么知识都能装得下，也许AI就不需要学科分类。未来人在AI的帮助下，也许在30岁前既是物理博士又是生物博士，还是计算机博士，这种高质量的模式，现在几乎是不可想象的。
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