三月二十九日，應(yīng)上海市政協(xié)委員、特級(jí)校長(zhǎng)曾憲一的邀請(qǐng)：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(mèng)想迎接智能時(shí)代》的科創(chuàng)講壇。褚君浩先生鼓勵(lì)同學(xué)們充分利用學(xué)?？苿?chuàng)軟硬件平臺(tái)進(jìn)行科學(xué)探索，提高動(dòng)手實(shí)驗(yàn)實(shí)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(zhǎng)介紹說(shuō)：褚君浩先生系一九六二屆校友，徐匯中學(xué)校友會(huì)名譽(yù)會(huì)長(zhǎng)。他是享譽(yù)世界的半導(dǎo)體物理專(zhuān)家，中國(guó)科學(xué)院院士?，F(xiàn)任中國(guó)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(zhǎng)。他長(zhǎng)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(guó)創(chuàng)新?tīng)?zhēng)先獎(jiǎng)?wù)?，二零二二年年評(píng)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(gè)要素內(nèi)容構(gòu)成：智能時(shí)代與傳感器、紅外慧眼的功能、紅外探測(cè)與隱身、培育飛翔的潛能。

一、智能時(shí)代就是第四次工業(yè)革命

褚君浩院士認(rèn)為：實(shí)際上在智能時(shí)代之前，人類(lèi)已有三次成功的工業(yè)革命。第一次就是蒸汽機(jī)，先有一個(gè)蒸汽機(jī)，瓦特把這個(gè)改成飛輪，改成輪子轉(zhuǎn)動(dòng)，后來(lái)就工業(yè)革命了。從牛車(chē)、馬車(chē)到火車(chē)，輪船，蒸汽機(jī)，第一次工業(yè)革命是機(jī)械化革命；顯然舊中國(guó)根本沒(méi)有趕上。

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(jī)，有了電動(dòng)機(jī)，生產(chǎn)率大幅度提升。褚君浩認(rèn)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(jìn)技術(shù)，改進(jìn)蒸汽機(jī)，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(shí)驗(yàn)室出來(lái)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(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)；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(diǎn)就是——科學(xué)與技術(shù)交叉推動(dòng)進(jìn)行。新中國(guó)成立之后，一直就在努力追趕電氣化目標(biāo)。

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(jī)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(dòng)，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(jī)相機(jī)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(jì)算機(jī)等新領(lǐng)域的進(jìn)步。科學(xué)與技術(shù)交叉推動(dòng)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(gè)物理實(shí)體系統(tǒng)里面，把數(shù)字融合到實(shí)體的產(chǎn)業(yè)發(fā)展里面去。智能時(shí)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(mén)的機(jī)器人為例加以說(shuō)明。即它就是一個(gè)智能化的系統(tǒng)，它首先可以看得見(jiàn)球，其次它可以分析這個(gè)球到哪里去，第三個(gè)它把球攔住。所以，這一個(gè)系統(tǒng)很明確地就是一個(gè)智能化的系統(tǒng)。有三大要素：第一動(dòng)態(tài)感知，動(dòng)態(tài)看到這個(gè)球；第二智慧識(shí)別，它要看球到哪里去；第三計(jì)時(shí)反應(yīng)，把這個(gè)球接住。

二、智能時(shí)代傳感器研發(fā)無(wú)處不在

智能時(shí)代，傳感器無(wú)處不在。褚君浩院士強(qiáng)調(diào)：傳感器與計(jì)算機(jī)、通信，被稱(chēng)為信息系統(tǒng)的三大支柱，已經(jīng)成為了衡量一個(gè)國(guó)家科技水平以及是否處在國(guó)際戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)制高點(diǎn)的一個(gè)重要標(biāo)志。各種機(jī)器設(shè)備中的傳感器就相當(dāng)于人類(lèi)的五官和神經(jīng)系統(tǒng)，它們讓機(jī)器能聽(tīng)、能聞、能看，從而更好地感知、學(xué)習(xí)和進(jìn)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(chǎng)長(zhǎng)期被美國(guó)、日本、德國(guó)的企業(yè)占據(jù)，我國(guó)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(huà)題。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，傳感器就是用材料經(jīng)過(guò)一定的設(shè)計(jì)，做成的一個(gè)器件，取代耳朵、鼻子、舌頭、眼睛、皮膚的功能。它能夠看得見(jiàn)、聽(tīng)得見(jiàn)，能夠聞得出味道，能夠感知到。它可以比人類(lèi)的功能更強(qiáng)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(guò)人類(lèi)的五官，能夠聽(tīng)得到很遠(yuǎn)的聲音，能夠看得見(jiàn)紅外光。褚君浩院士介紹說(shuō)：日常生活當(dāng)中傳感器非常多，最敏感的一個(gè)傳感器就是：你把手機(jī)靠近耳朵的時(shí)候，手機(jī)的屏幕就暗了，所以隨便怎么碰耳朵，照樣可以打電話(huà)，這就是手機(jī)傳感器在起作用。手機(jī)里面?zhèn)鞲衅髯疃?，而且都很小、很靈敏?，F(xiàn)在傳感器的發(fā)展趨勢(shì)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(wú)線(xiàn)通信化，另外還要綠色環(huán)保。

一部智能手機(jī)中有20多個(gè)傳感器，一部汽車(chē)更是有多達(dá)上百個(gè)各類(lèi)傳感器。無(wú)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(wàn)多種傳感器產(chǎn)品中，我國(guó)能生產(chǎn)的只有大約6000種，顯然還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求。智能手機(jī)中，傳感器幾乎均為國(guó)外產(chǎn)品；每年我國(guó)各種中高端傳感器進(jìn)口占比高達(dá)80%，傳感器芯片進(jìn)口的占比甚至要接近90%。而傳感器國(guó)內(nèi)一般來(lái)說(shuō)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(xì)應(yīng)用方面和國(guó)外有差距，這就要發(fā)揚(yáng)工匠精神趕超世界一流。

三、新質(zhì)生產(chǎn)力視角看傳感器產(chǎn)業(yè)

褚君浩院士對(duì)新質(zhì)生產(chǎn)力概念，有獨(dú)到的深刻見(jiàn)解。如他最近就指出：“從簡(jiǎn)單的技術(shù)進(jìn)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(yuǎn)古時(shí)代，人們把樹(shù)枝削尖用來(lái)打獵，這種對(duì)工具的改進(jìn)就是最原始的新質(zhì)生產(chǎn)力。削尖的樹(shù)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(gè)規(guī)律，也印證了只有掌握了一定的規(guī)律，才能達(dá)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(gè)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(rèn)真思考、認(rèn)真對(duì)待現(xiàn)在從事的工作、現(xiàn)在所做的產(chǎn)業(yè)。他強(qiáng)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(gè)由量變到質(zhì)變的過(guò)程。因此，我們應(yīng)當(dāng)多從目前正在著手的工作中去尋找創(chuàng)新點(diǎn)，而不是指望睡覺(jué)時(shí)做個(gè)夢(mèng)，第二天新質(zhì)生產(chǎn)力就放在你面前了。古往今來(lái)，一個(gè)大的創(chuàng)新成果的出現(xiàn)，都是在漸進(jìn)中形成了跨越。就拿我們團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在正在從事的一種新材料研究來(lái)說(shuō)，將來(lái)會(huì)在能量轉(zhuǎn)化、太陽(yáng)能電池創(chuàng)新等方面起到極大的作用，但我們也清醒地認(rèn)識(shí)到，這樣的研究是需要一個(gè)較長(zhǎng)的積累過(guò)程的”！

審核編輯 黃宇