他是国家首批“千人计划”的入选者；他是美国物理界第一位全职回国的正教授；他带着三个梦想，梦之线、梦之环、梦中心回国；2015年他带领着团队首次发现了具有左旋和右旋两种不同“手性”的电子态——外尔费米子，这一“幽灵粒子”的存在；他还是未来科学大奖科学家委员会轮值主席；他曾经说过，做科研不能局限在自己的一亩三分地，要进行跨领域合作，他就是中科院物理研究所研究员丁洪。
1、超导体和拓扑材料，这两种材料在一定的条件下，会打破欧姆定律的“魔咒”，从而延展摩尔定律；
2、量子计算机的实现，可以实现传统计算机不可能做的计算，将带来革命性的变革；
3、系外生命的发现，未来这十年之内有可能实现；
4、人工智能将在很大程度上改变人类社会；
5、人类未来有可能实现长生不老，这是一个看得见的目标。
我们太阳系外是否有生命体存在？什么时候人类就可以接触到系外生命？暗物质、暗能量的发现到底对人类会产生怎样的影响？万有引力和爱因斯坦的相对论是否能完全解释宇宙行星的运转？计算机技术已经发展到了瓶颈？摩尔定律已不再适用？带着这些问题，我们采访了中科院物理研究所研究员丁洪。
丁洪教授目前正在关注物理学的两个方向：一个是超导体和拓扑材料，在一定条件下，这两个材料将会打破欧姆定律的“魔咒”，从而延展摩尔定律；而另一个关注点是量子计算，目前中国在量子计算方面还相对落后，反而是量子通讯因为潘建伟教授的贡献，使得中国在这一领域处于领先地位。
如果要从广义物理学来看，丁洪教授还在关注天文学的发展，尤其是暗物质、暗能量的发现以及大型望远镜的发展，他认为人类可能在未来十年发现系外生命。对于科学的研究，丁洪教授还主张进行跨界研究，而不是局限在自己的一亩三分地。
但对中国的教育现状，丁洪教授表示了不满。他认为，中国的教育说到底还是应试教育。考试本应该是检测学习好坏的一个手段，而不应该是目的，目前的应试教育完全颠倒了手段与目的。
可以简单介绍一下您目前着手研究的内容是哪些，您比较关注的研究热点方向有哪些？
我现在做的是研究固体物理，以前研究比较多的是高温超导体，就是超导现象能在比绝对零度（－273摄氏度）高很多的温度下实现，目前包括铜基高温超导体和铁基高温超导体。我主要是做这方面的机理研究，具体是用光电子能谱来做实验，就是将紫外到X射线的光打进去超导体，把电子打出来，分析电子在材料中的属性，研究电子为什么会配对而产生超导。
我前二十多年基本都是做超导方面的研究。近几年开始做拓扑材料方面的研究，包括拓扑绝缘体和拓扑半金属。去年我们发现了外尔费米子，今年我们又发现了一种具有三重简并态的新费米子。人们知道狄拉克费米子具有四重简并态，外尔费米子具有两重简并态，就是把一个四重简并态分裂成两支两重简并态。我们宇宙中只有四重简并态和两重简并态的费米子。但在“固体宇宙”中，也就是固体材料中，是有可能产生三重简并态的新型费米子。这是我们最新发现的一个重要成果。
我目前关注的热点和方向，一个很重要的就是量子计算。量子计算现在是一个很热的研究领域。量子计算事实上和超导和拓扑都可以相关，它可以用超导材料来实现，也可以用拓扑材料来实现。
您觉得在未来五到十年，在方向上会有一些重大的突破吗，或者说是相关领域会有一些革命性的变化出现吗？
我觉得应该是会，主要从两方面：第一个就是从我们现在研究的超导材料和拓扑材料，这两种材料在一定的条件下，会打破所谓的欧姆定律的“魔咒”。欧姆定律是电压=电流×电阻，有电阻，就会产生热，发热是个很大的问题，特别是对计算机芯片，摩尔定律现在被阻住，就是因为欧姆定律的约束，当然这里有量子隧穿效应。真正能打破欧姆定律的“魔咒”，一个很重要的方法是利用超导材料，应该超导材料的电阻为零，绝对为零，也就不发热了。另外，一些拓扑材料的边缘态也可以使电阻非常小，甚至使电阻为零，这个也可以打破欧姆定律的“魔咒”。如果我们能在更高温度，甚至在室温情况下实现零电阻的话，那自然是革命性的变革。这就是室温超导，或在室温下面实现零电阻的拓扑边缘态。这就像电影《阿凡达》里的山会浮起来，其根本原理就是室温超导， 在那个具有强磁场的星球上就会悬浮起来。
第二个就是我前面所说的量子计算。量子计算如果能实用的话将是革命性的。有些事情太复杂，连超级计算机是算不出来的。比如说破译密码，你只要足够复杂的，现在的计算机就无能为力了。因为它利用了素数相乘和因式分解的不对称性。这个不对称性是怎么来的？就是人们把两个大的素数做乘法是非常容易的，但乘起来之后，因式分解就很难了。密码学就是利用了这个不对称性。加密把这两个数字乘起来，就很容易，破密是倒过来的，就是把这个大数分解。它足够大了，计算机也做不出来。但量子计算机是可以把它解决的，它可以把它变成相对对称。
所以有量子计算机之后，破译密码就变得很容易了。但是还有一些很复杂的，比如天气的预测这种很复杂的计算，用普通的计算机也是计算量太大，所以量子计算机的实现，就会使一些以前做不了的事情做得了，这就是革命性的变革。所以我对量子计算机是比较看好的。
量子计算机近年来进步非常快，可能之后十年内会产生大的突破。现在最积极在这方面探索的是像Google、Microsoft、IBM这类公司，它们一定是看到了其商业前景。
第三个是随着天文望远镜的发展，人们就会发现越来越多的行星，甚至会发现跟地球非常相似的行星，发现带有大气，带有水，带有高分子的行星，最后发现生命。就是系外生命的发现，在未来这十年内是有可能的。
如果再扩展，从物理扩展开来的，还有计算机层面的AI，人工智能，它会在很大程度上改变人类社会。人之所以在这几千年有几个呈加速度的发展阶段，第一阶段是因为人有语言，通过语言交流，从一个脑子变成很多脑子。第二阶段就是通过互联网，使整个地球变得像一个大脑。第三阶段是什么？就是不靠人的脑子，而是靠机器的脑子，就是机器开始学习，机器开始创造知识。
还有一个我觉得非常重要的，就是在生物医学和生物技术。我相信在不久的未来人们可以大大延长寿命甚至长生不老。目前生物医学和生物技术在基因层面和分子层面快速发展，正在加速度地攻克疾病，延长寿命，并且能从本质上来调控生命，甚至有可能实现长生不老。这是一个看得见的目标。
量子计算为例，您觉得中国的物理学研究领域，国外相比，它的发展还有定位是怎样的？
因为物理学很多情况下是要靠技术，就是这些精密测量。在这里最好的一个例子就是引力波。美国做引力波成功，完全是它的技术好，精密测量好。很现在科学是很多靠技术。如果这个技术是商用的，你可以买得到的，那只要有钱，大家都是一样的。如果不能买得到，那就得自己做，你做不出来，人家做得出来他就领先了。
所以这方面我们有差距。另外我们做固体物理学，很依赖于样品的生长，生长样品中国人很厉害，就像中国人会炒菜似的，这方面即勤奋又有天赋。我们在固体物理学是有优势的，因为我们有更多的人会长样品，在国外会长样品的很大部分也是华人。这样华人之间好沟通好合作。
但是我们经常在技术，特别在核心技术上是没优势。因为技术活儿经常要沉淀， 要大投入，要合作，这个中国就做不好。中国集成创新是做的非常好，高铁也能做，但核心技术做不好，没有人静下心来去做，所以中国不会去做这个芯片，也不会去做高铁的核心技术。最根本的原因是做核心技术的投入和产出在中国是不对称，在美国是对称的。因为它有知识产权保护，一个专利出来，一个新药出来，可以赚很多钱，在中国是不可能的。你做好了，别人就抄走了。那谁会去做嘛，都等着抄别人的。这个注定中国核心技术一定是做不好，除非你做军事，你没办法，别人给你封锁，没的抄了，那你只能自己做。你有的抄，那谁肯投钱做这个事情？不可能的。所以中国只要知识产权不保护，那就没人愿意做核心技术，都是做集成创新和模式创新。
您觉得跨界合作会不会在这方面有一定的推动作用？
我觉得跨界非常重要，为什么？因为刚开始做科研立足是要做深，就像打井要深，你才能做好。但是打得深后最好是要广。像物理做了这么多年，该打的井都打了。只有领域的边缘是经常别人没做的。举个例子，就是最开始人们发现放射性，是物理学家弄出来的。后来物理化学学家和考古学家、医学家交流，觉得放射性还可以来测生物化石年龄，可以用来治疗肿瘤。这就是跨界的作用。往往在学科的交叉点，容易有些新的突破， 所以跨界是非常重要的。
还有一个重要的跨界就是希望企业界、投资界真正对科学重视，这样的话它会有助于前沿科学快速发展，或者前沿科学的快速转化，这是一个非常好的事情。有很多例子，无论从计算机，还是AI的发展，科学界和产业界几乎是平行发展。比如Google会去挖做计算机的教授来做企业，它挖来是做科研的，但是科研马上能转化成产品。目前生物医学也是一样的，很多前沿的医学成果马上就能转化出来，这包括我们这次未来科学大奖的获得者卢煜明的成果。
现在科学做起来，应该是个好事情，这对中国来说特别重要，因为中国是已经从一个民工时代，转换成一个工程师和科学家时代，因为中国的民工不再有优势，不再便宜，现在应更多地靠工程师和科学家来发展。
你对这方面的人才培养怎么看，比如说现在物理方面的教育，中国当下的教育状态？
我对中国的当下的教育状态并不太满意。中国的教育本质说到底就是应试教育，其实考试本身是作为一个来检测你学得好坏的一个手段，而不是目的。本来学知识不是为了考试，现在在中国几乎成了学知识都为了考试，至少中小学学是这样，小升初，初升高，高升大，就看这几个分数。这个就完全背离了学习的初衷，本末倒置。
但要改变这也是很难改。一改就有人说不公平。我不希望我的孩子走这样的道路。但是当整个社会都是以考试来衡量你，你就很难让人摆脱应试教育。甚至连老师、连家长都不想摆脱，你要是说不重视考试，很多家长就不干。 所以这个是非常大的问题，这不是一时半会儿能解决的。
您有没有什么建议，可以在当下这种制度下，激发一下小孩子对科学的兴趣；对现在在从事科研的一些年轻人，有没有一些建议或者是想法？
这个就是我们为什么做未来论坛的原因，就是要宣传科学，中国几千年来科学的理念，科学的精神都是很弱的，我说的科学是现代科学，中国的很多传统的东西都是似是而非的，比如像中医理论，也不清楚到底是不是科学，至少不像一个很严谨的科学。中国一直缺乏的就是真正科学的精神。
来源：未来论坛（ID:futureforum）
编辑：杨发枝
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