2019年《开讲啦》杨培东演讲稿.doc

2019年开讲啦杨培东演讲稿 92019年开讲啦杨培东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。 20XX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20XX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。 大家有没有看过火星救援？还记得马特达蒙在火星上非常绝望地使用一切办法来生长土豆的故事吗？火星上气体的两个主要成分，第一个主要成分是二氧化碳，第二个是氮气。 人类将来如果要移民到火星，我们就可以把它的二氧化碳、水、阳光变成各种各样人类所需要的一些物质，而且还可以给人类提供氧气。 火星上还有氮气，氮气就是运用我们这样的概念，我们可以把它转化成肥料。 事实上，我们也正在跟美国宇航局讨论这个事情，我们很有可能先在太空站做这个事情，这是完全可行的。 人工光合作用的确是取得了很重大的突破，所以引起了一些很有意思的事情。 我有一个朋友，做音乐的，在最近一年开始，我们在做一个事情，把整个人工光合作用的过程编成一个音乐剧。 很少有人把一个科研题材转化成一个音乐剧，接下来我想跟大家一块儿听听其中的一段，讲的是用太阳能把它转化成氢气。 好的，我今天就讲到这儿，谢谢大家。 【开讲啦杨培东演讲要点】 1、纳米科技究竟是个什么东西？ 2