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来源:吉利彩票投注2024-01-12 17:48

  

军事科学院徐馥芳:要有勇闯科技“无人区”的胆识******

军事科学院徐馥芳:要有勇闯科技“无人区”的胆识

  光量子干涉实物图。图片来自新华社

  党的二十大报告在总结十年来的重大科技创新成果时,再一次提到了量子信息。近年来,“墨子号”“九章”“祖冲之号”等一批量子信息领域的成果集中涌现,我国量子科技实现从跟跑、并跑,到部分领跑的重大历史性飞跃,量子科技发展的体系化能力正在稳步建立。

  量子力学自1900年诞生以来,打开了人类认识世界的一扇新的大门。第一次量子革命,量子力学催生了晶体管、激光等重大发明。近年来,以量子计算和量子通信为代表的第二次量子革命兴起,极大地影响和改变着人类的生活。

  本期科技访谈录,我们邀请到军事科学院量子技术方向学科带头人、国防科技创新研究院前沿交叉技术研究中心副研究员徐馥芳,请他谈一谈神奇的量子世界,展望量子科技发展的宏阔未来。

  量子之美,美在未知

  记者:习主席在党的二十大报告中,把量子信息列入新时代十年重大科技创新成果之一。量子信息是什么?它和我们经常提及的量子科技有什么关系?如今我国在量子信息领域都取得了哪些重要成就?

  徐馥芳:量子信息是量子物理学和信息科学交叉催生的技术领域。它利用微观体系的量子效应,实现信息的高灵敏感知、安全传输和高速处理。量子信息主要包括量子通信、量子计算和量子精密测量等3个典型技术分支。

  量子科技是一个更宏观的概念。它指的是量子力学建立后催生和发展起来的一系列科学与技术。随着量子信息技术的发展,量子科技发展进入新阶段,第二次量子革命兴起。这是一次巨大的飞跃,直接或间接改变和提升着人类获取、传输和处理信息的方式和能力。

  近年来,我国在量子信息领域取得了很多重大成果。在量子通信领域,我国实现了光纤量子保密通信应用演示与验证的“京沪干线”,成功发射了“墨子号”量子卫星;在量子计算领域,我国实现了“九章”光量子计算原型芯片和“祖冲之号”超导量子技术原型系统;在量子探测领域,我国多个单位研制的冷原子干涉重力测量样机在国际重力比对试验中都取得了优秀成绩,针对水下目标探测的量子磁力探测样机已经针对典型场景开展了测试,等等。

  记者:我们知道,量子力学是描述微观物理世界的理论。在您的眼里,又或者说在您的想象里,量子世界有多美?

  徐馥芳:量子世界之美,在于它的神秘与未知。在量子的概念提出之前,我们对微观世界的认识,往往基于对宏观世界的理解之上。受到物理学自身限制,我们无法直接观测微观世界,甚至借助光学、电子学显微镜等也只能观测到皮毛。如今,了解过量子测量的我们都知道,量子测量会对被测量子系统产生影响;处于相同状态的量子系统被测量后可能得到不同的结果。这种因果颠倒的试验结果听来近乎玄幻,也是诸多科学家无法用经典物理学理论解释黑体辐射实验的原因。

  在量子世界,很多经典物理学中不存在的物理状态变得可能。量子力学直接颠覆了我们对整个世界的认知。一个全新的世界在我们面前徐徐打开,太多的未知等待着我们去探索。这怎能不令人欣喜?

  如今,还有许多物理现象难以被我们理解,比如量子隧穿、电子自旋、电子轨道跃迁、单电子自身干涉、测量导致的坍缩、共轭物理量无法同时精确测量(海森堡测不准原理),等等。这些都是量子世界里的一扇扇神秘的“大门”,一旦打开走进去,里面可能是一个更加幽远深邃的“洞天”。

  但是,量子世界的神秘,或者说对量子世界的疑惑,并不足以使我们怀疑量子力学。量子力学的一部分已经得到实验验证,基于量子力学发展起来的科学与技术,已经极大地改变了我们的社会,并将继续服务于人类社会生活。

军事科学院徐馥芳:要有勇闯科技“无人区”的胆识

  量子概念图。资料图片

  对未来世界的影响,将远超你的想象

  记者:有句俗话说,“遇事不决,量子力学”。量子似乎已经走进了人们的日常生活,又似乎还很遥远。您怎么看?

  徐馥芳:很多时候,我们会觉得量子力学离我们很远。这一略带神秘、略显高深的学科,告诉我们微观世界中存在一些超导、超流、纠缠等神奇的量子效应,一般人很难理解。虽然一直都在说量子科技正在走进我们的生活,但是这一过程,往往以基础科学的形式在起作用。量子力学指导和推动了电子技术和信息技术的发展,但是我们的科学家、工程师和用户并不一定需要对量子力学懂太多。传统的学科还在将技术进一步推向前沿,仍有在不引入量子力学的情况下的进步空间。或者更直白地说,期望改变世界的量子信息技术,目前许多还停留在实验室阶段或者初步应用阶段,有待进一步突破。

  另一方面,量子力学其实离我们又很近。我们周围的物质,包括我们的身体和大脑都是由原子分子构成的,它们在微观上遵守的是量子力学的规则。我们享受的现代科技产品,手机、电脑等都是量子力学指导的产物。近年来,随着量子信息技术的快速发展,量子通信、量子计算、量子精密测量领域都取得了一些重大进展,相关的科技产品正在加速走进我们的生活。

  当然,我们更需清醒地看到,量子技术在向世界展现出其强大能力和发展潜力的同时,也面临巨大挑战。这其中,不仅有来自对量子态的长时间维持和精确调控等人类改造世界能力的挑战,更牵扯到物理学基础理论等人类认识世界能力的挑战。也许,还需经过漫长的时间,有新材料、新机理等特殊契机出现后,量子技术才能真正向世界显示其威力。

  记者:请您设想一下,量子信息技术会给我们的未来生活带来怎样的改变?

  徐馥芳:量子信息技术对未来世界的影响,将远超你的想象。在量子信息技术的3个分支中,量子精密测量和量子通信发展得相对成熟,已经从实验室“飞入寻常百姓家”。而难度最大的量子计算,发展仍处于早期阶段,距离商用普及仍有较长距离。我们乐观估计,还要20年以上的时间才能实现。

  量子计算是量子信息技术中最综合的一个技术分支,也是对信息技术冲击最大的一个分支。从算盘时代发展到冯·诺依曼架构的电子计算机时代,人类社会发生了翻天覆地的变化。从经典计算机到量子计算机,“量子比特”取代了经典的“比特”,量子计算机在理论上具有秒杀所有传统计算机的计算能力。可以想象,一旦通用量子计算机发展起来,人类社会又将再次经历巨大变化。网络信息安全、大数据和人工智能、化学生物制药、金融工程、智能制造等领域都将因为量子计算机的巨大信息处理能力,发生颠覆性改变。

  有没有勇闯科技“无人区”的胆识,决定了我们未来能走多远

  记者:在钻研量子技术的道路上,您遇到最艰难的挑战是什么?

  徐馥芳:从我的经历来看,最艰难的往往是起步阶段。我们这个团队是伴随着2017年新军事科学院调整组建而成立的一个研究团队,刚刚成立时,团队只有几个人,来自全军不同的单位。我还清楚记得,大家刚来到单位的时候,办公场地都是临时借用的,第一份项目申报书,是在临时租借的宿舍中完成的。但大家都没有被这些现实困难吓倒,科研经费有限,就省吃俭用买设备买器件;团队人才短缺,就想方设法引进、培养青年人才……几年时间过来了,我们的团队已经相对稳定成熟,科研条件有了很大改善,也取得了不少研究成果。

  回顾这段从零起步的创业历程,我最大感触是,我们这一代科研人员赶上了一个好时代。在国家高度重视科技创新的大背景下,在党中央和中央军委的相关政策扶持下,在军事科学院良好的科研氛围下,我们团队可以瞄准一个目标,心无旁骛地共同努力。在这种环境下,拼搏也成为内在的自发本能。

  记者:您认为,研究量子技术和其他科学技术有什么不同?研究量子技术需要怎样的科学精神?

  徐馥芳:由于量子物理的概念与宏观世界完全不同,从事量子技术研究需要经过科学的系统训练,接受其独特的逻辑和技术方法。量子力学是一门完备的、严谨的科学。没经过系统训练,利用学习到的部分量子概念,结合自己的现实经验看待或处理问题,很容易走入歧路,产生错误观点。

  现在社会上对量子技术存在着两种极端理解:一种是认为量子技术是骗子技术,所有的都是假的,不认可量子力学的正确性,或者认可量子力学但不认可量子技术;另一种认为量子技术是万能的,会彻底颠覆现在的电子技术和信息技术。这两种理解毫无疑问都是错误的。量子力学是一门基础学科,我们需要理性认识基于量子力学发展起来的量子技术,尤其是方兴未艾的量子信息学。它是一门全新的交叉学科,它的发展将成为我们传统信息技术的有力补充,并成为信息技术深化发展的基础。

  从我长期从事量子技术的经历来看,我认为,研究量子技术,一是需要科学严谨的态度,能够严格依据量子理论进行推理和验证,进行试验设计和现象解释;二是需要前瞻的洞察力,量子世界的现象和规律与我们熟悉的经验世界完全不同,对研究中碰到的问题,必须敢于大胆假设,勇于创新,小心求证;三是需要持之以恒的韧劲,在研究量子信息技术时,科学难题和工程技术难题同在,很多时候在短期内都难以出重大应用成果。中国古人常讲“十年磨一剑”,但在这个领域,有可能十年都难磨一剑,所以必须沉下心来埋头苦干。

  在科学研究上,有时看似下的是慢功夫,实则走的是快车道。量子技术是一门非常前沿且深奥的学科,目前虽然已经有了一些研究成果,但还有更多的“无人区”等着我们去探索。当我们与世界同行站在同一起跑线上,有没有勇闯科技“无人区”的胆识,决定了我们未来能走多远。

  文字整理:张志华

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东西问|尹仑:中国民族传统知识如何保护生物多样性?******

  中新社昆明12月14日电 题:中国民族传统知识如何保护生物多样性?

  ——专访国家林业和草原局西南生态文明研究中心研究员尹仑

  作者 陈静

  全球生物多样性的热点地区,往往也是文化多样性富集地区。中国是世界12个生物多样性大国之一,文化多样性亦非常丰富,56个民族创造了众多保护和利用生物物种资源的传统知识。这些传统知识不仅有巨大的商业与经济价值,还对生态安全屏障和生态文明建设有重要意义。

  在《生物多样性公约》第十五次缔约方大会(COP15)第二阶段会议举行之际,生物多样性和生态系统服务政府间科学政策平台(IPBES)土著与传统知识专家、国家林业和草原局西南生态文明研究中心研究员尹仑接受中新社“东西问”专访,探讨中国各民族传统知识如何保护生物多样性,以及“2020年后全球生物多样性框架下的传统知识”等议题。

  现将访谈实录摘要如下:

  中新社记者:什么是传统知识?中国民族传统知识中蕴藏了哪些生物多样性保护的智慧?

  尹仑:根据《生物多样性公约》的定义,传统知识是指在长期的经验基础上形成的、适应地方文化和环境的知识、创新和实践。它属于集体,可以通过书面形式代代相传,也可以通过歌曲、传说、谚语、信仰、习惯法和土著语言表达。

  在中国生态环境部2014年发布的《生物多样性相关传统知识分类、调查与编目技术规定(试行)》中,传统知识被划分为五个类别,分别为:传统选育农业遗传资源的相关知识、传统医药相关知识、与生物资源可持续利用相关的传统技术及生产生活方式、与生物多样性相关的传统文化、传统生物地理标志产品相关知识。

  例如,在云南迪庆藏族自治州德钦县,当地藏族民众形成了以神山卡瓦格博(云南最高峰)为核心的传统信仰体系,这一神山信仰体系包括周边的300多座神山。村民相信神山上包括动植物在内的一切都属于神山,是不可侵犯的,如果擅自猎取或采伐,将惹怒神山,用暴雨和泥石流对村庄进行报复。在此基础上,当地藏族民众形成了禁止在神山砍伐树木,盗挖药材,污染泉水、河流和湖泊等相关传统习惯法。这些传统习惯法在客观上保护了神山及周围生态系统和生物多样性资源,形成了事实上的自然保护区。

游客在观景台欣赏梅里雪山美景。李嘉娴 摄

  再以传统选育和利用农业遗传资源的相关知识为例。生活在云南西双版纳傣族自治州基诺山的基诺族,从事以陆稻种植为主的轮作农业。当前,基诺族的轮作农业中保存着陆稻品种96种,根据其成熟时间和特点,划分为早熟品种16种、中熟品种35种、晚熟品种20种、糯稻品种25种,并在不同海拔高度和气候条件的土地上,按照不同年份种植不同品种,以追求粮食产量最大化。通过长期积累的认知经验和知识,保护和促进了基诺山陆稻品种的多样性,并进一步孕育了当地以陆稻种质资源为代表的农作物遗传多样性。

  可以说,中国各民族传统知识在客观上保护了当地生物遗传资源的多样性,使这些地区成为保存和利用生物多样性遗传资源的“基因库”。这一“基因库”富有生命力,处于动态的变化和发展中。

广东南岭国家级自然保护区内工作人员在安装红外相机,用于监测拍摄野生动物。该保护区是最大的生物物种基因库。陈骥旻 摄

  中新社记者:对于中国和世界的生物多样性保护,传统知识起到何种作用?

  尹仑:传统知识在自然保护中的价值与作用,受到了COP15的重视。《昆明宣言》的17条承诺提到:“加强和建立有效的保护地体系,采取其他有效的区域保护措施和空间规划工具……认识到土著人民和地方社区的权利并确保他们充分有效参与。”

  中国各民族生活在复杂多样的自然环境和生态系统中,包括森林、沙漠、高原、冰原、旱地、海滨等,世世代代积累形成了与生态系统和生物多样性相关的传统知识,并随着生态环境与社会文化的变迁不断发展和创新。

  传统知识对生物多样性保护发挥什么作用?以传统知识中的生态习惯法为例,不仅有通常理解的、直接对动植物进行保护的传统信仰和行为准则,也有对生态系统与生物多样性进行分类、储藏、有效利用、综合管理、惠益分享和促进发展的传统知识和技术实践。

  因此,对生态系统与生物多样性而言,传统生态习惯法不只是单一的保护准则,更是一个综合治理体系。例如地处云南迪庆藏族自治州澜沧江大峡谷的佳碧村,存在一种历史悠久的传统群体性组织“姐妹会”。“姐妹会”制定了封山育林的村规民约,禁止砍伐树木和破坏森林植被,确定了封山育林的森林、树种、海拔和山坡位置,有利于高海拔地区树木和整个森林的生长。同时,“姐妹会”开展植树造林,最大程度恢复树种多样性,维护了整个森林生态系统的稳定。

  综上所述,中国各民族有着维护生态平衡、保护自然环境的传统知识,并在长期生产生活实践中,形成了与生物遗传多样性相关的生态习惯法,促进了生物多样性保护,并进一步在生物物种资源保护领域发挥重要作用。

《生物多样性公约》第十五次缔约方大会(COP15)第一阶段高级别会议正式通过“昆明宣言”。刘冉阳 摄

  中新社记者:COP15第二阶段会议已经召开,您对未来如何更好发挥中国民族传统知识在全球生物多样性保护领域的作用有何建议?

  尹仑:正在举行的COP15第二阶段会议将通过“2020年后全球生物多样性框架”。该框架中的2030行动计划具体目标13提到:“确保通过相互商定的条件和事先知情同意等方式,公平、公正地分享利用遗传资源和相关传统知识所产生的惠益。”因此,我们应该思索“2020年后全球生物多样性框架下的传统知识”这一主题,在相关国家法律和国际公约中承认并纳入生态习惯法的有益部分,从而实现传统知识及其生态习惯法在全球生物多样性保护进程中的主流化。

《生物多样性公约》第十五次缔约方大会(COP15)第二阶段会议在加拿大蒙特利尔开幕。余瑞冬 摄

  在生物多样性保护进程中,相关行动计划和地方性法规都提及了传统知识。2010年9月发布的《中国生物多样性保护战略与行动计划》(2011-2030年)指出,要开展试点示范,抢救性保护和传承相关传统知识,探索建立生物遗传资源及传统知识获取与惠益共享制度,协调生物遗传资源及相关传统知识保护、开发和利用的利益关系。同时,调查少数民族地区与生物遗传资源相关的传统知识、创新和实践,建立数据库,开展惠益共享的研究与示范。

  2018年9月,云南省率先制定和颁布了中国第一部地方性生物多样性保护法规——《云南省生物多样性保护条例》。这一条例虽然提到了传统知识,但只是个别条款的原则规定,缺少可执行的细则及措施。

  当前,印度、巴西、南非、马来西亚等国已制定生物物种资源及相关传统知识的法律和制度,逐步开始承认和接受原住民、世居民族、土著民族和地方社区等传统民族社会的生态习惯法和制度,并将其融入现代环境法律体系。

  在此背景下,有必要在“2020年后全球生物多样性框架”下,进一步探索生物多样性遗传资源及其相关传统知识保护获取与惠益分享的特殊路径和专门制度。例如,中国可在生物多样性资源和传统生态文化丰富的云南,基于相关传统知识,形成生物多样性治理的地方机制,并将其进一步纳入《云南省生物多样性保护条例》中,弥补其不足。传统知识介入国家生物多样性保护的法治建设,遗传资源获取和惠益分享就有法可依,可以从根本上防止生物物种资源流失。(完)

  受访者简介:

  尹仑,生物多样性和生态系统服务政府间科学政策平台(IPBES)土著与传统知识专家,国家林业和草原局西南生态文明研究中心研究员,中国社会科学院生态文明研究智库云南中心研究员,西南林业大学地理与生态旅游学院研究员,云南省中青年学术技术带头人。主要从事气候人类学、民族生态学、灾害风险综合治理、生态文明和生物多样性法治建设等问题研究。出版以《气候人类学》为代表的专著4部,在CSSCI和核心期刊上发表论文32篇,累计公开发表学术成果300余万字。

                                                                                                                                                                                                                        •   (文图:赵筱尘 巫邓炎)

                                                                                                                                                                                                                          [责编:天天中]
                                                                                                                                                                                                                          阅读剩余全文(

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