陳清泉院士:科學家有祖國,我沒有退休年齡(附演講全文)

2023-09-02 17:17:49 作者:喻欽濤

  由天津市人民政府、中國汽車技術研究中心有限公司、中國汽車工程學會、中國汽車工業協會、中國汽車報社共同主辦,天津市工業和信息化局、天津經濟技術開發區管理委員會特別支持,日本汽車工業協會、德國汽車工業協會聯合協辦的第十九屆中國汽車產業發展(泰達)國際論壇(以下簡稱“泰達汽車論壇”)于2023年9月1-3日在天津市濱海新區召開。本屆論壇以“高質量·新未來”為年度主題,邀請重磅嘉賓展開深入研討。

  在9月2日“開幕大會:引領中國汽車產業新征程”中,中國工程院院士陳清泉做了題為“創新驅動新能源汽車的新屬性、關鍵技術與跨界融合”的報告。陳清泉表示,汽車革命不能孤立進行,一定要和能源革命、信息革命,還要加上層建筑、人文,即“四網四流”。

  陳清泉指出,汽車革命能不能最后勝利,取決于汽車和電網能不能友好互動。從電網來說,以前汽車到處跑,是調頻的,但是今天有了人工智能,不但調頻,它還幫助電網。電動汽車可以利用好那么多的能源,可以作為一個儲能裝置,促進電力系統能力提升。此外,陳清泉認為,電動汽車汽車革命要勝利,汽車和通訊、信息的友好互動也是很重要的,如果沒有安全、可靠的通訊,無人駕駛也很難實現。

  作為世界著名的電動汽車和能源科學專家,早在20多年前,陳清泉就曾預言中國會成為電動車王國。如今,已經86歲高齡的他仍然奔波在產業一線,心系祖國。在當天的論壇上,陳清泉深情地說,科學無國界,因為它是真理,科學家有祖國,科學無止境。作為一個科學家,活到老,學到老。“所以有人問我,什么時候退休,我說我沒有退休年齡。因為作為一個科學家,只要你的心臟還在跳動,都要把自然規律找出來,造福全人類。”

   

  以下為演講實錄:

  尊敬的各位領導、各位專家、各位朋友:

  我很榮幸被邀請到這個論壇。實際上,我記得還很清楚,我參加這個論壇第一屆的時候,在濱海新區,我也參加了。時間過得很快,今年已經第19屆了。我今天看到這個論壇越辦越好了。

  更使我興奮的是,我們國家新能源汽車連續8年汽車產銷量全球第一。所以今天,我很高興和大家來分享一下我的一些想法,不對的地方還請大家指正。

  第一,先講一下科學精神、工程哲學和我們數字經濟。第二個,講一下新能源汽車新的屬性。然后講講我們當前關鍵的技術,電力驅動、功率半導體和芯片。最后,講講我最近研究的“四網四流”融合。

  汽車革命不能孤立進行,一定要能源革命、信息革命,還要加上層建筑、人文。所以我提出來“四網四流”。

  什么是四網?四網是能源網、信息網、交通網和人文網。什么是四流呢?能源流、信息流、物資流和價值流。上層建筑和經濟基礎融合互動。

  科學進程、工程哲學和數字經濟。我們看一個國家強不強,就在科技,科技強則國家強??茖W和工程,推動人類社會經濟發展,而縱觀人類社會經濟發展,就是三個要素,科學發現、科技革命、產業革命。而這三個是互相推動的,從科學發現到科技革命,到產業革命。

  那么什么是科學?科學是發現,科學是真理,放之四海皆準,1+1等于2,無論在中國、美國都一樣。所以科學家的使命,要找出自然界規律,造福全人類。

  什么是工程呢?科學叫why,工程是how,一個是為何,一個是如何,技術是技巧,工匠精神,精益求精。

  剛才講的是科學,什么是科學精神呢?科學精神就是獨立思考,科學的方法有三個,邏輯推理、演繹計算、實驗驗證??茖W的特征,科學無國界,因為它是真理,科學家有祖國,科學無止境。作為一個科學家,活到老,學到老。

  所以有人問我,什么時候退休,我說我沒有退休年齡。因為作為一個科學家,只要你的心臟還在跳動,都要把自然規律找出來,造福全人類。

  我們要創新,首先要有一個動力,我為什么要活在這個世界上,這個世界上有沒有我有什么不同,有了動力以后,思維方法最重要。我提倡以下思維方法。首先,是全局性思維,可以用《易經》來表達,《易經》里面,一半是黑一半是白,但是黑中有白,白中有黑。這就是全局性的思想。

  今天,我們不但要用數學模型,也要用大數據和區塊鏈。今天,我們不但要能夠分析因果關系,也要能夠分析相關關系,還要閉環思維,循環思維。

  我提倡細工程哲學。我們是搞工程的,我們要產學結合。包括工程要有目標,這個和搞科學不一樣,搞工程,一定要有目標、有目標、有思想、有方法,還要能夠執行。所以,我列出六條。

  第一,要有目標,有整體的思想、閉環的思想、循環的思想,要了解因果關系和相關關系。創造性的思想,遵守科學程序的思想,有時候是分而合之,有時候是合而分之。還要考慮人的因素,因為我們要落地,要把大家的積極性調動起來,所以要考慮人的因素,要有團隊的競爭。

  另外,工程和科學不同的特點,工程需要經驗,工程需要實踐。而且我認為的創新,有三個要素,第一,問問你是不是唯一性,第二個,問問你這里有沒有顛覆性,第三個,有沒有最佳性。

  我們人類社會,已經從農業經濟到工業經濟到數字經濟,農業經濟的特點是個體勞動。所以,它的核心競爭力是人、牛、馬。到了工業,大生產,它的核心競爭力就是機械化、電氣化、自動化。數字經濟呢?今天已經進入數字經濟時代,它的核心競爭力,就是算力。剛才也說了,就是要算力,算法。

  從能源來說,從木材到煤炭再到石油和天然氣,最終要發展到可再生能源。我們正處在這個轉型的重要時刻,在這個節點上,誰能夠確定問題的關鍵并提供全面解決方案,誰就能成為前沿領域的領導者。

  我們現在從事的工作,對我們的未來,對我們的子孫后輩會產生重大的影響,這是我們非常興奮的。我們都應該為自己能夠為新能源去做貢獻而感到自豪。

  上個月剛剛到美國,因為我是世界電動汽車協會的創始人,我剛剛在美國主持世界電動車會議,我也是劍橋大學的院士,劍橋大學已經有800年,麻省理工只有一百多年。但是,麻省理工有些方面超過劍橋。什么道理呢?因為世界大變化,就剛才說的,在這個大變化當中,在這個節點上,誰能夠確定關鍵問題,并提出全面解決方案,誰就能夠成為領導者。

  在世界的科技革命和產業革命當中,計算機半導體在劍橋發明,鋰電池在麻省發明,所以麻省雖然只有160年的經驗,但是它能夠引領世界,在科技革命、行業革命方面,能夠引領世界。

  所以,今天電動汽車,已經發生了根本的變化。正如我們的手機一樣,今天的手機,名字叫做手提電話機,但是真正用手機打電話,有多少呢?很少。因為手機發生了根本的變化,它的屬性變化了,它里面有芯片,有操作系統可以上網,所以,可以變成處理工作的工具。

  同樣今天也一樣,智能網聯汽車不單單是汽車,它是交通、能源和信息的融合體。從產業來說,汽車行業是機械產業、電氣產業、電子產業、信息產業的結合,是高科技的產業。

  從學校來說,汽車專業是機械學科、電氣學科、電子學科、信息學科的融合體,是一個跨學科的專業。所以,最近在廣州成立的香港科技大學,提倡跨學科,跨行業。

  那么,今天的電動汽車,智能網聯汽車,不僅僅是交通工具,是物聯網的節點、大數據的源泉、寬帶移動的智能終端、5G的推動者,智能網聯汽車本身又是計算機和分布電源。

  今天的車聯網,使整個行業都改變了,車企賺錢的模式都改變了。因為車企不是靠賣車賺到錢,它整個生命周期,都可以賺到錢。今天軟件,可以創造價值,不斷地提供價值。像我們的手機一樣,不斷提供軟件,不斷賺到錢。終端的關鍵技術也發生了變化,以前的汽車,就是內燃機,發動機。今天的三電、智能駕駛,使產業鏈、生態鏈也發生了變化。大家知道,汽車產業是最嚴格的,因為牽涉到人的生命,所以在汽車安全這塊,產業鏈的認證非常嚴格。但是今天不是,因為從產業來說,有軟件還有操作系統。所以從汽車的屬性、汽車的生產、汽車放電技術、盈利的模式和生態鏈都發生了變化,所以今天的汽車,有了很多新的屬性,一定要跨界融合。今天這樣的技術,只靠一個工廠、一個產業是不行的,一定要跨界融合。

  那么汽車革命,能不能最后勝利?我認為,汽車革命,能不能最后勝利,取決于汽車和電網能不能友好互動。從電網來說,以前汽車到處跑,是調頻的,但是今天有了人工智能,不但調頻,它還幫助電網。比如說,我們今天可以用人工智能,把這個汽車電池使用效率提高,現在我們已經有1300萬輛,不久的將來,2030年我們要達到更多。那么多的汽車,它是移動的儲能,我們要用新能源,新能源很好,風、電、太陽能,非常清潔,可是風電和太陽能是脆弱的。因為它是隨機的,所以,有了新能源,一定要用儲能。

  這么多車在馬路上跑,怎么把無序變成有序,就是前面提出的“四網四流”,把它對電網從原來要擾亂電網,變成現在幫助電網。作為一個電動汽車,假如是作為上班下班的交通工具,是不怎么發揮作用的。它停在停車場,有沒有太陽能風能,如果有,把它捕捉,捕捉以后我把它用到有需要的地方,如果有需要更好,如果有困難,就地跟有需要的交互。所以電動汽車,怎么利用好那么多的能源,可以作為一個儲能裝置,促進電力系統能力提升。

  另外,電動汽車汽車革命要勝利,汽車和通訊、信息的友好互動也是很重要的,如果沒有安全、可靠的通訊,無人駕駛也很難實現。

  所以關于汽車革命,我就提出來“四網四流”,一定要和能源革命、信息革命一起聯動。

  智能網聯汽車對對于汽車產業有很深遠的影響,從智能網聯汽車到車聯網,從車聯網到智慧交通,從智慧交通到智慧城市,到智慧社會。

  日本提出來日本社會5.0,它的核心標準就是以人為本,人和自然和諧共生。它的底座,就是我提出來的,“四網四流”融合,四網就是能源網、交通網、信息網、人文網,還要四流來配合,能源流、信息流、物質流、價值流,能源流和物質流可以換來換去,另外看看有沒有價值。它的理論基礎,就三個世界的融合,人文世界、信息世界和物理世界的深度的融合。

  下面講講我們新能源汽車在電驅動、功率半導體、芯片方面的創新。

  我們創新,一定要有五大元素,設計、材料、工藝、增量制造和價值鏈。

  我是50年前就開始搞電動汽車,我先講動力總成。1993年,我跟行業合作,開發了第一個概念車,我就提出三合一,現在這個三合一理念大家都有,現在是多合一,通過整合功率密度提高、效率提高、噪音降低。不僅僅是物理的融合,功能上也發生融合,所以噪音也減少了。

  講到電動汽車,剛才講的是乘用車,如果商用車,更加要注意,對商用車來說,我們要采用多化的技術路線。也就是說除了純電動外,它的工況和乘用車不一樣,除了純電動車,我們還要混合動力,還要保留原來的內燃機,但是這個內燃機,不燒機油和燃油,可以燒生物燃油,也可以用氫氣作為它的動力。所以,對于用車,因為它的工況不同,我們要注意多元化的技術路線。

  剛才講的是動力總成,下面講講電池。

  電池,100多年前我們用的是鉛酸,再到后來用到鋰離子,鋰離子分第一代、第二代、第三代,這個從正極材料、負極材料和電解質來看,第一代是錳酸鋰,現在是第二代。第二代有兩個流派,如果要價錢便宜一些,安全一些,用磷酸鐵鋰,如果性能好一點用三元。

  現在要進入第三代了,第三代是什么呢?你的正極材料要改,它的負極材料又分兩種,我認為,有高檔和普及版,普及版的不用改了,高端的要進行改進。然后呢,電解質也要改,從原來液態的走向固態的。然后在這個電機方面也要改,要設計高密度安全電池包,性能好又安全。

  講了電池,就講講功率半導體。

  功率半導體的話,安全工作率不斷地提升,用在不同的車,功率半導體有兩個流派,要么是IGBT,要么是碳化硅,用在不同的車型的分布情況,時間關系不展開講了。

  我最后講“四網四流”融合。這個是前兩年,我牽頭發表的白皮書。今天我們已經進入數字經濟時代,我們可以利用數字經濟,我們可以把能源革命、信息革命融合,它的核心是人、機、物,人是人文世界,機是計算機是信息世界,物是物理世界。

  所以,數字經濟時代的核心就是人文世界,信息世界和物理世界的融合,我們可以從數據變信息,作為一個數字孿生。也就是在信息世界里面,可以看清楚物理世界的東西,但是我們要進一步從信息變知識,就是我提出來,要把信息變知識,這還不夠,知識要不斷的自主掌控,要把知識變成智能,知識變智能,意味著,把無序變有序。

  如果能夠把知識變智能,就能夠意味著把無序變有序,這是我做研究,把能源和信息和人的行為的關系,互動找出來。這樣的話,就可以變成智慧能源,把沒用的東西變成有用。

  比如說太陽能、風能,電網不能吸收,電網一吸收就會崩潰,就把沒有用的太陽能、風能拿來制取電能。另外太陽能,風能成本高,但是這個本來要廢棄的,所以四流里面還有一個價值流,你要核算。

  同樣,有需要的時候,氫氣和氧氣可以代替用電,氫氣和氧氣結合。所以氫氣是非常好的介質,因為它可以把能源流和物質流來回轉換,并且是沒有排放的清潔能源。

  所以,同樣用這個也可以變成智慧交通,能夠實現低碳、安全、高效、舒適的交通協同、路程協同。同樣用這個智慧,也可以變成智慧城市。

  我這個理念,世界最出名的出版商也邀請我撰寫英文專著,我的英文專著10月1日出版,也歡迎大家批評指正。

  科技革命也有助于推動工業革命。

  第一次工業革命,是蒸汽的發現,第二次工業革命,是電力的發明,第三次是數字計算機的發明,第四次革命是人工智能。

  人工智能,很厲害,但是人工智能,沒有人文的指導,也很危險。因為人工智能,可能破壞我們的世界。所以現在,就從第四次工業革命,演化到第五次工業革命,在人工智能的基礎,要加人文,要加環境。

  同樣,歐盟也提出來歐盟工業5.0。歐盟工業5.0是在德國工業4.0(人工智能)的基礎上要加以人為本可持續。日本也提出來日本社會5.0,日本社會5.0也是以人為本,精準地了解每個人的需求。

  最后,我用六個眼睛跟大家勉勵。

  第一個,要把眼睛放在前,要有前瞻性的思維;第二個,要把眼睛放在后面,要循序進行;第三個,要把眼睛放在綜合思維;第四個,要把眼睛放在腳底下,我們搞工程的,要能夠落地;第五個,我們把眼睛放在右邊看歐洲和美國,第一次工業革命在歐洲發生,文藝復興在歐洲發生,第二次、第三次都在美國發生,我們要借鑒他們的經驗;第六個,我們把眼睛放在日本和韓國,它們比我們小,但是創新的經驗,也值得我們借鑒。英文眼睛叫eye,所以第一個I是inspiration,要有激情;第二個I,Imagination,有創造力,第三個I是Innovation,即創新,但是我今天特別講Interation,跨界融合,一定要有跨界融合,才可以實現,我們怎么樣把科學變技術,技術變產品,產品變商品,到世界流通,那是商務部講的,我們需要融資。

  好的,我就講到這里,謝謝大家。

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