AI的尽头是碳足迹！问题越答越多，未来科学家如何接棒？

绿色、节能、可持续发展，仍是当下物质科学领域的关键词。今天（10月26日）举行的2024世界顶尖科学家物质科学大会上，来自全球的"顶级头脑"在介绍各自研究进展时，面向未来抛出了更多问题：太阳能电池效率如何继续提高？光分子效应会带来什么？用途越来越大的碳纤维怎样回收再利用？

问题越来越多，未来科学家如何接棒？在大会圆桌论坛环节，除了"年轻人应该被信任、给予机会、激发热情"等建议外，台上的科学家一致认为，跨学科领导力将成为新一代科学创新者更被看重的特质。

人工智能的尽头是碳足迹

"人工智能（AI）的尽头是太阳能和储能技术。"加拿大工程院院士、阿特斯阳光电力集团创始人瞿晓铧一语道破人工智能如火如荼发展背后，给地球带来的重负和危机——能源消耗急剧增加，而联合国早已拉响了"全球气候系统即将崩溃"的警报。

加拿大工程院院士、阿特斯阳光电力集团创始人瞿晓铧

在瞿晓铧看来，数据算力对能源的巨大需求，应该靠绿电来满足，只有继续扩大太阳能、风能等新能源的供给，才不至于在发展AI的同时将地球拖入碳排放失控的泥潭。通过多种可再生能源的结合，针对地区特点个性化定制解决方案，可进一步降低可再生能源的成本。

不过，可再生能源一定绿色环保吗？2012年爱因斯坦世界科学奖得主、"染料敏化太阳能电池之父"米夏埃尔·格雷策尔认为，太阳能光伏发电所用到的硅技术"碳足迹太深、太大了"。从全生命周期看，太阳能发电所用的光伏硅片还未能做到碳中和，尤其是末端的回收处理，至今仍是个未解难题。

2012年爱因斯坦世界科学奖得主、"染料敏化太阳能电池之父"米夏埃尔·格雷策尔

处于同样尴尬境地的，还有海上风车的巨大碳纤维叶片。它们通过热固方法生产，寿命长固然是它们的优点，可一旦报废后却很难被回收利用，目前只能通过破碎填埋处理。科思创全球高级副总裁雷焕丽认为，未来的新材料研发，应该在开发时就考虑到将来的回收处理，使其从一诞生就具备"全循环"能力。

跨学科培养需从根本改变教育

为何曾经博得赞誉、广泛使用的新材料、新技术，会给当下乃至未来社会留下新难题？随着科学认知的深化、科学理念的提升，有些原先未曾意识到的问题就会暴露处出来。

2016年诺贝尔物理学奖得主、美国布朗大学物理学冠名教授J·迈克尔·科斯特利茨提到，所有未知的东西都是无法被全面理解的，可能转个方向又会发现新的谜团。此外，对事物了解的深入程度也会极大影响人们的认知，就如低分辨率下看到的一些绿色方块，可能在高分辨率下就是一棵树。

"过去几十年，不少科学领域内，学科不断细化，研究日益深入。"施普林格·自然合作期刊系列执行主编刘波从近十年的论文发表中感受到一个趋势——跨学科研究正越来越受到重视。不过，要做到这一点，有个显著的障碍需要跨越，那就是科学家必须具备更广的知识储备，有能力协调更多人力和资源。

2015年麦克阿瑟天才奖得主、美国加州大学伯克利分校杰出能源讲席教授杨培东

那么，如何培养未来科学家的跨学科能力？现有教育模式要从根本上改变。2015年麦克阿瑟天才奖得主、美国加州大学伯克利分校杰出能源讲席教授杨培东认为，培育跨学科能力的第一步，是要先接触到不同学科，下一步才是跨学科的合作。他透露，加州大学伯克利分校已在尝试将不同课程混合在一起，至少在课程层面上，学生能够接触到更多学科。

想参与研究就给教授发邮件

阳光照到水面，水受热蒸发，几乎是妇孺皆知的自然现象。美国国家科学院、美国国家工程院院士，麻省理工学院教授陈刚近年却从中发现了全新的光分子效应——光子可以不通过热效应，直接带走水分子。

美国国家科学院、美国国家工程院院士，麻省理工学院教授陈刚

如果光分子效应普遍存在，或许我们的很多既有认知都将被改写。陈刚在报告最后列出了长长一串未解之谜，"这些不仅是基础性问题，更是颠覆性的科学问题，也许有人觉得这很疯狂，我真心希望有更多人来一起探索。"

好奇心永远是科学探索的最强驱动力。会场内，大学生、高中生的举手提问最是活跃。当功成名就的科学家满心想着"信任、激励年轻人"时，这些年轻人怀揣着强烈的好奇心，又颇有些惴惴不安，想着"如何才能参与到自己向往的研究项目中"。

面对一位高中女生的现场提问，国家纳米科学中心教授周惠琼表示，可以直接给教授发邮件，询问是否有机会加入，"现在不少科研机构会为高中生开放一些参与研究的机会，我们中心就接收过一些高中生利用暑假来做科研，不过你要先确保自己有足够时间"。

　　作者：许琦敏

文：许琦敏 图：邢千里/摄 编辑：许琦敏 责任编辑：任荃

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