褚君浩,中國(guó)科學(xué)院院士,中科智庫(kù)首批入庫(kù)專家兼審核委員會(huì)委員,半導(dǎo)體物理和器件專家,中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所研究員,東華大學(xué)理學(xué)院院長(zhǎng)。
褚君浩長(zhǎng)期從事紅外光電子材料和器件的研究,在窄禁帶半導(dǎo)體物理和鐵電薄膜材料器件物理等方面做了系統(tǒng)的有國(guó)際影響的研究結(jié)果。研制成功PZT和BST鐵電薄膜非制冷紅外探測(cè)器并實(shí)現(xiàn)了熱成像。近年來(lái)主要從事新材料新結(jié)構(gòu)高性能新型光電子材料和器件研究。
傳感器助力智能化發(fā)展
人類借助感覺器官獲取信息認(rèn)識(shí)世界,機(jī)器則通過(guò)傳感器來(lái)完成對(duì)事物的記錄。傳感器相當(dāng)于是機(jī)器的感覺器官,通過(guò)完成信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄、控制等多重要求,幫助實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。我們?nèi)粘I钪锌梢园l(fā)現(xiàn)很多傳感器,比如智能馬桶蓋,里面有熱傳感器、光傳感器,火險(xiǎn)報(bào)警、人體感應(yīng)燈、觸摸屏、自動(dòng)感應(yīng)門等。
褚君浩說(shuō),任何一個(gè)有溫度的物體都會(huì)發(fā)出熱輻射,也即發(fā)出紅外光。雖然肉眼不可見,但能通過(guò)紅外傳感器看見。而半導(dǎo)體材料中紅外響應(yīng)最好的是碲鎘汞半導(dǎo)體材料。他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)首次發(fā)現(xiàn)了碲鎘汞帶間躍遷本征吸收光譜,并獲得了國(guó)際上最完整的數(shù)據(jù),這相當(dāng)于為紅外探測(cè)材料研發(fā)樹立了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。褚君浩說(shuō),紅外傳感器有三大功能:第一,可以看清目標(biāo)物的空間分布,黑暗環(huán)境下也能觀測(cè)。第二,可以獲取目標(biāo)的熱像,看到物體的溫度分布。第三,可以看到目標(biāo)物的譜像,就是物體表面反射的光的光譜。
褚君浩說(shuō),現(xiàn)在正處在第四次工業(yè)革命階段,其總趨勢(shì)就是智能化,傳感器是智能化非常重要的核心技術(shù)。有了好的傳感器,就能握緊核心技術(shù),再通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù),把傳感的信息傳出去加以分析,進(jìn)而達(dá)成多功能集成化、無(wú)線通信化、柔性化、微型化。他認(rèn)為互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)里面有三大支柱,一個(gè)是動(dòng)態(tài)感知,能夠?qū)崟r(shí)得到信息,靠傳感器。第二個(gè)是智慧分析,能進(jìn)行模型分析和大數(shù)據(jù)分析。第三個(gè)是自動(dòng)反應(yīng),構(gòu)成一個(gè)智能化系統(tǒng)。
褚君浩稱,動(dòng)態(tài)感知主要依靠傳感器和芯片,比如我們對(duì)地觀測(cè)和探空探測(cè),都是依靠動(dòng)態(tài)感知的傳感器,實(shí)時(shí)得到信息。而在動(dòng)態(tài)感知之后,就是如何智慧分析。他表示,“我們處在波動(dòng)世界的大數(shù)據(jù)中,有機(jī)械波、電磁波、引力波,它們有頻率、強(qiáng)度、位相、偏振等特征,對(duì)大數(shù)據(jù)的分析非常重要,這需要智慧分析。而智慧分析主要依靠模型分析和大數(shù)據(jù)分析以及智能芯片。”第三個(gè)就是要自動(dòng)反應(yīng)?,F(xiàn)如今我們有基礎(chǔ)信息平臺(tái),有互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、集成電路、芯片技術(shù)、通訊5G技術(shù),能大大提高自動(dòng)反應(yīng)。他同時(shí)表示,未來(lái)的高性能傳感器,需要實(shí)現(xiàn)更低的成本、更快的速度、更高的集成度、更智能化的應(yīng)用。
學(xué)科交叉推動(dòng)向前發(fā)展
褚君浩說(shuō),科普不是小兒科,而是一門深?yuàn)W的學(xué)問。科普工作的最終目的是全民科學(xué)素養(yǎng)的提高,要使科研與科普有機(jī)地結(jié)合在一起,既讓非專業(yè)人員看得懂,又讓專業(yè)人員覺得新,讓社會(huì)各界人士都能及時(shí)了解最新的科學(xué)進(jìn)展和發(fā)展方向,為科學(xué)研究培育社會(huì)土壤。他認(rèn)為,科普工作者可以分為三類。第一類是專職科普人才;第二類是科學(xué)家;第三類是兼職科普志愿者。
褚君浩認(rèn)為,“只有在學(xué)科交叉的過(guò)程中,才能推動(dòng)科學(xué)向前不斷地發(fā)展?!边@就需要打破大眾對(duì)于科普的一個(gè)固有印象——專業(yè)人士是科普的傳播者,社會(huì)大眾是科普的受益者。事實(shí)上,科學(xué)家同樣也是科普的受益者,高端科普是科學(xué)發(fā)展的搖籃。整個(gè)社會(huì)要大力培養(yǎng)科普人才;未來(lái)高??梢远嚅_設(shè)科普專業(yè);社會(huì)上也可以多引導(dǎo)科學(xué)家和專業(yè)人才積極從事科普工作;政府可以出臺(tái)對(duì)科普人才的激勵(lì)政策,更好地推動(dòng)新時(shí)代科普人才工作和科普事業(yè)向更好更快的方向發(fā)展。
對(duì)于年輕人,褚君浩說(shuō):“青年一代需要閱讀,修煉自己的軟實(shí)力,修煉自己的科學(xué)品質(zhì)?!彼M贻p人能像小草一樣在陽(yáng)光雨露中蓬勃生長(zhǎng),面對(duì)困難和挫折時(shí),也能像小草一樣頑強(qiáng)不屈??茖W(xué)研究是一條艱辛而令人著迷的路,歷盡艱辛,才會(huì)因豐收而擁有成就感和幸福感。(文/王慧蘭)
褚君浩院士和學(xué)生在一起
褚君浩院士簡(jiǎn)介