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开讲啦杨培东演讲稿:科学是从零到一百的探索(194期)

发表日期:2016-10-12 15:34 来源:80后励志网 编辑:80后 点击:

文章标签: 开讲啦开讲啦演讲稿
文章导读: 纳米材料学家,美国科学院院士杨培东在《开讲啦》第194期的励志演讲稿:科学是从零到一百的探索。杨培东在开讲啦演讲中与青年朋友分享纳米科技究竟是个什么东西?为什么要研究纳米技术?它到底有什么用?分享杨培东开讲啦演讲视频

开讲啦杨培东演讲稿:科学是从零到一百的探索(194期)

科学是从零到一百的探索

 

演讲时间:2016年9月24日

 

——纳米材料学家杨培东在《开讲啦》第194期的励志演讲稿

 

今天我想要讲的是比较高大上一点的,我想讲的就是纳米科技是怎样在改变着我们现在和将来的世界。回过头来先做一些简单的科普,什么是纳米?刚才我们也提到了,纳米这个东西只是一个尺度,肉眼是看不到的,我们通常是要用电子显微镜来做这个东西。我们现在看一下几张图,像这样,大家看到的是一个厘米级跟毫米级的东西。这些蚂蚁,肉眼还是可以看得到的,毫米到微米差了三个数量级,大家的头发大概是几十个微米左右,微米级的结构肉眼已经看不到了,微米下面再小三个数量级就到了纳米级。这样的一个结构,一根纳米导线放大几十、几百万倍以后出现的一个东西,那个白点是什么?原子,材料到最小的单位,它都是由原子构成的。一个原子基本上是零点一个纳米,比纳米还要小,像这样一根导线的话有那么十来个,或者二十个原子排成一个方阵,就形成了一个纳米结构。我们所说的纳米科技就是把这些材料合成出来,研究它的这些性质,然后再把它应用到各种各样的地方。你可能看不到它们,但是真真切切是在被用。

 

我们做科研通常有人会问:“我们为什么要做这个东西?我们为什么要做这个纳米技术?”在这点上,我想大家都知道爱迪生,他说我首先去发现这个世界需要什么,然后我就去发明它。事实上告诉我们什么?告诉我们科技首先是要服务于社会。

 

接下来我给大家看一张图,这张图是我女儿画的,她六岁的时候画的。2011年的时候,我带我女儿去欧洲讲学,在飞机上我就跟她讲人工光合作用,我跟她讲这是我做的科研。当然2011年的时候,我们那时候还没有做出来现在的纳米导线跟细菌的一个复合体。所以她当时听了以后,就有这么一个对将来的愿景,有一个手段能够把大气当中的二氧化碳采集下来,做光合作用。将来的加油站,你就可以在现场合成这些东西了,合成汽油、合成天然气,应该说人工光合作用在这方面的应用是越来越可能变成现实。所以这是一个很令人欣慰的事情。今天(录制当天)也正好是我女儿的生日,所以我也在这儿祝她生日快乐。

 

那么什么是人工光合作用?这跟纳米科技有什么关系?我们来看这样一个公式:二氧化碳加上水,再加上太阳光,一部分我们把它变成氧气了,另一部分我们把二氧化碳里的碳,变成了有可能是燃料、汽油、天然气。我们可以把它变成各种各样的化学品,这是我们想要做的事情。这里有一个关键的东西,就是我们通常所说的催化剂。这个过程应该说对于我自身来说有一个脑洞大开的时刻,我知道在大自然当中有这样那样的细菌,这些细菌能够做到非常非常好的一个催化作用,能够把二氧化碳转化成各种各样的化学品。那么我就说,为什么我们不能把半导体的纳米导线跟这些细菌结合在一块?现在回想起来应该是七、八年前的事情,跟科学界里头的一些人讨论的时候,他们都在说你这个是异想天开,这怎么可能呢?我当时去申请美国的科研基金的时候,他们都说这个是肯定不行的,怎么会想到这两个东西结合在一块来做这个事情。不会给你钱,但是我坚持,我还是想要把这个事情至少要去试一下。经过大概六、七年的时间,第一次真正地把纳米导线跟细菌复合体做出来了,而且第一次真正能够做到从二氧化碳、水、氧气方面,去生产燃料、天然气,能够生产各种各样的化学品,然后一边还产生氧气。所以这在当时的科学界是一个挺大的轰动,人工光合作用真正做起来了。现在大家看到的就是一个从零到一的过程。

 

我是在1993年从中国科大毕业,去哈佛攻读博士学位。在哈佛那一段时间也是真正意义上我的科研生涯一个开端了。第一年的时候,我的科研项目应该说不是太顺利,作为出国留学的留学生来说,就需要担心我接下来做什么来完成我的博士学位。当时摆在我跟我导师之间就两个选择:一个是你可以随大流,第二个就需要冒险了。1994年的时候,大部分人都在做一种材料叫碳纳米管,非常非常热门,我们决定就是不去做这个东西,发扬一下革命的冒险精神。1994年我们开始做这个东西,第一次引进了半导体纳米导线这个概念。在过去二十年当中,这个领域越来越大,现在全世界大概有几百个研究组都在做这样那样的科研。从现在回头看,这是一个很好的决定。有个思想家叫爱默生,他说了这么一句话:不要去走别人走过的老路,要在还没有路的地方给别人趟出一条道来。所以当时我们做的这一件事情,就是给别人趟出了一条道,这里头就是一个原创精神。如果我们把整个科研过程看成是零到一百的过程,那么这个从无到有,从零到一的过程是非常重要的。从零到一,这是个原创过程,也是一个产生新的知识的过程,也就是说这个过程很多东西是要进课本的。然后接下来就是譬如说从一到九十九的过程,是一个不断优化的过程。九十九到一百,另外一个非常关键的过程,这个阶段是你真正有了看得见、摸得着的产品,产业化了,能够应用到各种各样的地方去了,这就转化成生产力了。

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