作者：王泠一
三月二十九日，應(yīng)上海市政協(xié)委員、特級校長曾憲一的邀請：徐匯中學(xué)院士校友褚君浩回到母校舉辦主題為《放飛科學(xué)夢想迎接智能時代》的科創(chuàng)講壇。褚君浩先生鼓勵同學(xué)們充分利用學(xué)?？苿?chuàng)軟硬件平臺進行科學(xué)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(xué)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(xué)校友會名譽會長。他是享譽世界的半導(dǎo)體物理專家，中國科學(xué)院院士?，F(xiàn)任中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所研究員，復(fù)旦大學(xué)光電研究院院長。他長期從事紅外光電子物理和半導(dǎo)體研究以及新型光電子器件和學(xué)科交叉研究；二零一七年獲首屆全國創(chuàng)新爭先獎?wù)?，二零二二年年評為上海市大眾科學(xué)傳播杰出人物。褚君浩院士在徐匯中學(xué)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(guān)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(xué)母校舉行專題學(xué)術(shù)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(xué)課本里仍然在學(xué)習(xí)的電磁學(xué)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(shù)，再改進技術(shù)，改進蒸汽機，科學(xué)在里面起了作用；從技術(shù)到科學(xué)到技術(shù)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(yīng)、電磁學(xué)的規(guī)律，然后有電動機、發(fā)動機；所以它完全是從科學(xué)再到技術(shù)的不斷提升。但是兩次工業(yè)革命共同點就是——科學(xué)與技術(shù)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(shù)、微電子技術(shù)、原子能技術(shù)、光學(xué)技術(shù)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(xué)技術(shù)交叉推動，因有了量子力學(xué)，所以就有固體能帶理論；所以有半導(dǎo)體技術(shù)，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(xué)，后面又有了通訊、計算機等新領(lǐng)域的進步?？茖W(xué)與技術(shù)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(guān)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(yīng)，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(shè)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(xué)習(xí)和進化，為我們提供高精度、智能化的服務(wù)。傳感器家族有哪些成員？它們能為我們提供怎樣的服務(wù)？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(xué)家如何才能在這一領(lǐng)域拼出一席之地？這是讀者普遍關(guān)心的新話題。
上海市政協(xié)委員、正高級特級教師、徐匯中學(xué)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(shè)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。現(xiàn)在傳感器的發(fā)展趨勢就是高精度、高靈敏、高速響應(yīng)、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(shù)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(yīng)用上也都適用，但是在高端應(yīng)用、精細應(yīng)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(shù)進步到復(fù)雜的技術(shù)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(shù)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(yīng)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(guān)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(lǐng)域科技成果展。
作者在徐匯中學(xué)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(xué)院院士褚君浩就明確提出：在智能時代的所有技術(shù)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(lǐng)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(yīng)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(lǐng)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(yù)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(yīng)用正當時！
（作者為上海社會科學(xué)院上海國際經(jīng)濟交流中心研究員）
