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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

一位德国学者的书法之道******

  作者:张杨(西南交通大学外国语学院副教授)

  中国书法在德国的传播至少可追溯至18世纪下半叶,迄今已有两百余年历史。在当代,得益于中德两国在官方和民间层面的交往日益频繁和深入,德国民众有机会躬体力行修习书法,使得书法在德国的传播变得更加立体和鲜活。德国青年汉学家科尔雅·夸克纳克(汉语名李志成)的书法之道即为其中一例。

  李志成与中国书法结缘于一个日本水墨画培训班。本想借此机会获得新的绘画创作灵感的他,却被简单而又丰富的黑白两色引入了书法的大千世界。在一次采访中,李志成谈及书法令他着迷的原因:第一,书法既简单又复杂,黑白色调、清晰有力的楷书笔画使之看似简单,但数量庞大的汉字以及多样的书体却又让书法具有令人难以置信的复杂度和难度;第二,书法中蕴藏着各式各样的美,严整的楷书之美,奔逸的草书之美,方正险劲的欧体之美,严整浑厚的颜体之美……;第三,练习书法仿佛在冥想,能令人处于一种平和且愉悦的状态,但同时又是一种挑战,因为书写者会怀着雄心壮志,遵守书法的“法度”,试图理解和内化单个的笔画、字或整首诗的精神以及书家的个性。

  李志成将书法视为一面能够帮助他认识和感知自我的镜子。他说道:“曾经有一段时间,我每天起床后做的第一件事就是练习书法。仅仅几笔之后,我就能感觉到自己是否状态良好,是否能够很好地集中注意力。书法帮助我整理思绪,使我的生活有序。之后,我只需实施我在练字过程中感知到的东西,它是我的指南针和路标,从不对我撒谎,并且在我需要它时总在我身边。”在他2017年撰写的《〈哈利·波特〉与中国书法》一文中,李志成指出,如同哈利·波特在整个故事情节中一再被置于镜前而获得某种自我反馈一样,练习书法仿佛也是在照镜子,因为书写者通常会放松下来,专注于书写,从而获得内心的平静,最终更好地认识和感受自我;而根据心理学的观点,人对于自身行为的定期反思会增强与自我的联系,并由此可能更容易成长为理想型自我。

  针对当下毛笔被硬笔取代、硬笔又被手机和电脑取代的特殊时代背景,我国当代书法家洪厚甜曾明确指出,这反而是书法涅槃重生的机遇,因为书法的实用性被彻底剥离以后,我们更容易将其当作一种独立的艺术形式来主动追求。对于书法在当代的意义和价值,李志成从人性角度提出了自己的见解。他认为,现代技术与生活的密切融合一方面为我们提供了诸多的生活便利,但另一方面却也让人越来越远离那种因自己动手且不走捷径完成某项任务而产生的愉悦感;在修习书法时,由于没有对提高效率和节省时间的追求,所以也就容易让人获得这种日渐缺失的愉悦感,这其实更符合人的本性。基于自身对书法价值的认识和书法实践的真实体会,李志成不遗余力地通过“教”与“展”双路径传播中国书法。

  在明斯特大学学习中国研究和哲学时,他就开始与其他对书法感兴趣的汉学专业同学一道学习和练习书法;在本科学业结束后,他赴上海德国学校教授书法;在明斯特大学攻读硕士学位期间,他义务组织大学里的书法学习活动。随着越来越多的人对书法感兴趣,并且也一再得到学生的良好反馈,李志成获准开设一门对所有专业开放的书法课程。据李志成介绍,他的书法课程分为初级班和进阶班。初级班会从最基础的执笔练习开始,之后通过教授“永字八法”让学生感受楷书的八种基本点画运笔要点,此外他还会通过指导学生用毛笔画竹来比较中国的书画;在进阶班的课程学习中,学生不单单需要学习多种书体,还会学习书法作品中所呈现的中国成语和名言以及其中蕴含的观念和思想。

  就内涵而言,汉语中的“书法”与德语直译过来的“优美书写”相去甚远。德国东亚艺术史学的创始人谢凯曾指出,前者是能够完全且直观地表达书家个性的艺术作品,后者的所指却是受制于无个性且具有装饰功能的规范形式的美术字。为了更立体鲜活地向德国人展示中国书法艺术,李志成专门创办了自己的网站来介绍中国书法,并于2019年底至2020年初在自己的家乡比勒费尔德举办了为期两个多月的个人书法展“白纸黑字——中国书法艺术、汉字及《千字文》”,展品为他自己所书的14节《千字文》韵文。尽管很多观众基于文化差异和语言障碍只能局限于欣赏汉字的外观,但他们却在李志成的书法作品中看到了热爱和愉悦。这正是孙过庭的“达其情性,形其哀乐”、张怀瓘“书则一字可见其心”等论断在异文化场域中的生动注脚。

  根据当代诠释学的重要代表汉斯-格奥尔格·伽达默尔的观点,我们生活于其中的思想文化传统构成了进行理解与诠释活动时发挥作用的前见或前理解,它为我们理解和诠释事物提供了一种特殊而有限的“视域”。这种“视域”在与所需理解事物的不断互动中得到修正和补充,从而实现“视域融合”,在历史与现在、客体与主体、他者与自我构成的无限统一整体中完成理解和诠释任务。

  李志成修习书法十余载,在此过程中,他深刻认识到了传统经典以及严格法度对于这门东方艺术的重要意义。他指出,对于经典作品的长期学习和临摹,不仅能够帮助书写者去理解汉字的结构和美学价值,而且还能让有着厚重历史沉淀的“法度”内化于书写者的创作之中,因此,要学好中国书法,非经历勤学苦练的辛劳不可。基于这种认识,李志成常常投入大量时间于书法练习,并尝试通过临摹大量经典作品去感受历代书法大家的生命律动及其所思所感。与此同时,浸润于西方艺术传统的他,也一直在寻求一条中西融合的书法之道。他认为,真正的书法大师绝不仅仅局限于吸收历代名家之长,还需将所学“功力”内化于自身的书法创作,用自己的生活感受来书写,从而形成能够真正表达自我的个人书风。基于此,他在书法方面做过很多尝试,试图以一种新的方式来书写汉字——哪怕常常因结果与自己所设想的不同而感到沮丧,但至少通过尝试能了解到界限在哪里,什么是被允许的,什么是错误的。

  作为中华优秀传统文化的杰出代表,中国书法在德国的传播是一个典型的跨文化过程。传播的有效性只有在一种中德“视域融合”的认知范式中才能得以实现。李志成对中国书法的接受与传播,正体现了对这门艺术的一种跨文化理解和诠释;他的书法之道,是建立在“视域融合”基础之上的守正与创新。

  《光明日报》( 2022年12月22日 13版)

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