作者：王泠一
三月二十九日，應上海市政協(xié)委員、特級校長曾憲一的邀請：徐匯中學院士校友褚君浩回到母校舉辦主題為《放飛科學夢想迎接智能時代》的科創(chuàng)講壇。褚君浩先生鼓勵同學們充分利用學?？苿?chuàng)軟硬件平臺進行科學探索，提高動手實驗實踐能力，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)造力。
徐匯中學曾憲一校長具體向筆者介紹說：褚君浩先生系一九六二屆校友，徐匯中學校友會名譽會長。他是享譽世界的半導體物理專家，中國科學院院士?，F(xiàn)任中國科學院上海技術物理研究所研究員，復旦大學光電研究院院長。他長期從事紅外光電子物理和半導體研究以及新型光電子器件和學科交叉研究；二零一七年獲首屆全國創(chuàng)新爭先獎章，二零二二年年評為上海市大眾科學傳播杰出人物。褚君浩院士在徐匯中學母校的主題講座由四個要素內(nèi)容構(gòu)成：智能時代與傳感器、紅外慧眼的功能、紅外探測與隱身、培育飛翔的潛能。筆者結(jié)識褚君浩院士是在二零零五年，他還曾經(jīng)是全國人大代表并積極建言獻策。筆者有幸多次和他面對面地交流并持續(xù)關注其科技主張和產(chǎn)業(yè)化前沿的高見，現(xiàn)整理其最新見解以供讀者參考。
三月二十九日，褚君浩院士回徐匯中學母校舉行專題學術演講
一、智能時代就是第四次工業(yè)革命
褚君浩院士認為：實際上在智能時代之前，人類已有三次成功的工業(yè)革命。第一次就是蒸汽機，先有一個蒸汽機，瓦特把這個改成飛輪，改成輪子轉(zhuǎn)動，后來就工業(yè)革命了。從牛車、馬車到火車，輪船，蒸汽機，第一次工業(yè)革命是機械化革命；顯然舊中國根本沒有趕上。
褚君浩院士在母校杰出校友雕塑作品廣場的留影
第二次工業(yè)革命特征是電氣化，就是目前中學課本里仍然在學習的電磁學規(guī)律等。然后有了發(fā)電機，有了電動機，生產(chǎn)率大幅度提升。褚君浩認為這兩次工業(yè)革命各有不同：第一次工業(yè)革命是先有技術，再改進技術，改進蒸汽機，科學在里面起了作用；從技術到科學到技術往返。第二次工業(yè)革命完全是從實驗室出來的，具體就是法拉第電磁感應、電磁學的規(guī)律，然后有電動機、發(fā)動機；所以它完全是從科學再到技術的不斷提升。但是兩次工業(yè)革命共同點就是——科學與技術交叉推動進行。新中國成立之后，一直就在努力追趕電氣化目標。
第三次工業(yè)革命，核心特征就是信息化。這就是我們現(xiàn)在已經(jīng)獲得的電子技術、微電子技術、原子能技術、光學技術等方面的發(fā)展。概括而言：第一次機械化，第二次電氣化，第三次信息化。而第三次工業(yè)革命也是科學技術交叉推動，因有了量子力學，所以就有固體能帶理論；所以有半導體技術，所以有集成電路，以及手機相機等所有一切。最大的根源就是量子力學，后面又有了通訊、計算機等新領域的進步?？茖W與技術交叉推動第三次工業(yè)革命。
目前的第四次工業(yè)革命根本特征是什么呢？褚君浩院士指出：就是智能化，把智慧融入到一個物理實體系統(tǒng)里面，把數(shù)字融合到實體的產(chǎn)業(yè)發(fā)展里面去。智能時代的最核心的，就是智能化的系統(tǒng)。關于智能化的系統(tǒng)，褚君浩院士以能夠守球門的機器人為例加以說明。即它就是一個智能化的系統(tǒng)，它首先可以看得見球，其次它可以分析這個球到哪里去，第三個它把球攔住。所以，這一個系統(tǒng)很明確地就是一個智能化的系統(tǒng)。有三大要素：第一動態(tài)感知，動態(tài)看到這個球；第二智慧識別，它要看球到哪里去；第三計時反應，把這個球接住。
二、智能時代傳感器研發(fā)無處不在
智能時代，傳感器無處不在。褚君浩院士強調(diào)：傳感器與計算機、通信，被稱為信息系統(tǒng)的三大支柱，已經(jīng)成為了衡量一個國家科技水平以及是否處在國際戰(zhàn)略競爭制高點的一個重要標志。各種機器設備中的傳感器就相當于人類的五官和神經(jīng)系統(tǒng)，它們讓機器能聽、能聞、能看，從而更好地感知、學習和進化，為我們提供高精度、智能化的服務。傳感器家族有哪些成員？它們能為我們提供怎樣的服務？高性能傳感器的市場長期被美國、日本、德國的企業(yè)占據(jù)，我國科學家如何才能在這一領域拼出一席之地？這是讀者普遍關心的新話題。
上海市政協(xié)委員、正高級特級教師、徐匯中學特級校長曾憲一先生近影
簡單來說，傳感器就是用材料經(jīng)過一定的設計，做成的一個器件，取代耳朵、鼻子、舌頭、眼睛、皮膚的功能。它能夠看得見、聽得見，能夠聞得出味道，能夠感知到。它可以比人類的功能更強大，所以傳感器要具有高性能。傳感器具有的高性能，一般要超過人類的五官，能夠聽得到很遠的聲音，能夠看得見紅外光。褚君浩院士介紹說：日常生活當中傳感器非常多，最敏感的一個傳感器就是：你把手機靠近耳朵的時候，手機的屏幕就暗了，所以隨便怎么碰耳朵，照樣可以打電話，這就是手機傳感器在起作用。手機里面?zhèn)鞲衅髯疃?，而且都很小、很靈敏?，F(xiàn)在傳感器的發(fā)展趨勢就是高精度、高靈敏、高速響應、高穩(wěn)定性、高可靠性、微型化、柔性化、多功能集成化、數(shù)字化、智能化、無線通信化，另外還要綠色環(huán)保。
一部智能手機中有20多個傳感器，一部汽車更是有多達上百個各類傳感器。無處不在的傳感器，已經(jīng)成為全世界最具發(fā)展?jié)摿Φ母咝录夹g產(chǎn)業(yè)。但是褚君浩院士介紹：目前全球2萬多種傳感器產(chǎn)品中，我國能生產(chǎn)的只有大約6000種，顯然還遠遠不能滿足國內(nèi)市場的需求。智能手機中，傳感器幾乎均為國外產(chǎn)品；每年我國各種中高端傳感器進口占比高達80%，傳感器芯片進口的占比甚至要接近90%。而傳感器國內(nèi)一般來說都能制造，在一般應用上也都適用，但是在高端應用、精細應用方面和國外有差距，這就要發(fā)揚工匠精神趕超世界一流。
左起：陳文祺、魯宗元、褚君浩院士、蘇子桐，在主題活動中合影留念
三、新質(zhì)生產(chǎn)力視角看傳感器產(chǎn)業(yè)
褚君浩院士對新質(zhì)生產(chǎn)力概念，有獨到的深刻見解。如他最近就指出：“從簡單的技術進步到復雜的技術創(chuàng)新，都可以看到新質(zhì)生產(chǎn)力所起的作用。比如遠古時代，人們把樹枝削尖用來打獵，這種對工具的改進就是最原始的新質(zhì)生產(chǎn)力。削尖的樹枝、木棍比以前的東西更有用，這就是人們最先發(fā)現(xiàn)的一個規(guī)律，也印證了只有掌握了一定的規(guī)律，才能達到技術提升”。褚君浩院士還提出發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力也要避免一個誤區(qū)，那就是不要指望“腦子一想”就能出現(xiàn)新質(zhì)生產(chǎn)力，而不是去認真思考、認真對待現(xiàn)在從事的工作、現(xiàn)在所做的產(chǎn)業(yè)。他強調(diào)：“所謂新質(zhì)生產(chǎn)力，它的產(chǎn)生一定是連續(xù)的，一定是有一個由量變到質(zhì)變的過程。因此，我們應當多從目前正在著手的工作中去尋找創(chuàng)新點，而不是指望睡覺時做個夢，第二天新質(zhì)生產(chǎn)力就放在你面前了。古往今來，一個大的創(chuàng)新成果的出現(xiàn)，都是在漸進中形成了跨越。就拿我們團隊現(xiàn)在正在從事的一種新材料研究來說，將來會在能量轉(zhuǎn)化、太陽能電池創(chuàng)新等方面起到極大的作用，但我們也清醒地認識到，這樣的研究是需要一個較長的積累過程的”！
關于傳感器研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化運用前景，我注意到去年11月5日、2023世界傳感器大會在河南鄭州舉行。大會以“感知世界、智創(chuàng)未來”為主題，其舉辦的系列活動豐富多彩，除開幕式與主旨報告會，還同步舉辦包括國際傳感器企業(yè)家峰會等在內(nèi)的10個分場活動、產(chǎn)銷對接會、中歐傳感器產(chǎn)業(yè)合作交流會以及傳感器創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，并同期舉辦該領域科技成果展。
作者在徐匯中學褚君浩中隊冠名典禮上的留影
在鄭州的專業(yè)論壇場合，中國科學院院士褚君浩就明確提出：在智能時代的所有技術態(tài)勢里面，需要有精確的傳感器才能得到物理的信息，才能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字化，并進行智能化的分析處理。他強調(diào)：“在整個場景的強需求牽引下，相信未來中國在傳感器領域有非常大的發(fā)展空間”！而從新質(zhì)生產(chǎn)力視角來觀察：“傳感器目前應用范圍已經(jīng)遠超測量、控制系統(tǒng)等范疇，延伸到自動駕駛、智能家居、機器人、遠程醫(yī)療等新興領域，并正在成為智慧經(jīng)濟的新引擎”。如鄭州發(fā)布的《2023全球傳感器產(chǎn)業(yè)趨勢研究報告》顯示，2022年全球傳感器市場規(guī)模達到1792.4億美元，智能傳感器占據(jù)近1/4的份額；與此同時，智能傳感器增速數(shù)倍于整個傳感器行業(yè)的平均增速。而根據(jù)報告預測：到2025年，全球傳感器產(chǎn)業(yè)當中，智能傳感器份額會達到1/3的水平。因此，包括河南、上海等地的傳感器自主研發(fā)和應用正當時！
（作者為上海社會科學院上海國際經(jīng)濟交流中心研究員）
