小泉英明:材料学与信息学的融合前景无限

来源:二局科学道德办公室   发表时间:2016-06-15

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来源:中国科学报 发布时间:2016/6/2

 

小泉英明 中国工程院供图

 

    ■本报记者 李瑜

 

    曾经,意念控制是大多数科幻电影中的经典桥段。如今,它却真的变成了现实。

 

    在中国工程院第十三次院士大会全院学术报告会上,日本工程院副院长、中国工程院外籍院士小泉英明,就用一段有趣的视频抓住了在场院士的目光。

 

    画面中,一位参与研究的女性头戴特制的头盔,座椅上的她没有任何肢体动作,仅仅用意念就让面前的小火车模型在环形轨道上奔跑了起来……

 

    小泉英明把这个实验叫作“人脑地图”,在未来的心理疾病诊断中,它将大显身手。“在心理学领域,这个方法的诊断准确性在80%左右。目前,日本政府已经批准,很多大学和医院也表示支持。”小泉英明说。

 

    其实,小泉英明展示的这个例子,正是材料学与信息学深度融合的产物。在他看来,随着科技的发展,材料学和信息科学的融合,将会让人类的工程设计发生巨大变化。

 

    小泉英明指出,宇宙和生物的出现是材料与信息结合后,自我组织和进化的结果。自然界存在的根本条件是热力学第一定律和热力学第二定律,前者与能量和质量有关,后者与熵和信息有关。

 

    “历史上,工业革命都是通过对物质和信息进行新的结合而发生的。比如,平版印刷的半导体设备就彻底改变了设计和制造的方式。”小泉英明认为,材料与信息的各种新结合已经出现。

 

    “目前的工业趋势已经表明了这一点,比如,日本提出的5.0社会、德国的工业4.0等。”

 

    然而,“还有一种明显的革命性趋势需要引起我们的高度关注,技术的快速进步,彻底改变了我们操纵材料和生物信息的能力。”小泉英明指出,基因工程已经进入第三代基因编辑阶段,凭借诱导性多功能干细胞工程技术,人们很快就能获得操控生命的技术。

 

    “基因和细胞工程将给再生医学带来希望,但同时也会对自然进化形成挑战。”小泉英明说。

 

    例如,大脑是处理人体信息的主要器官。“人的基因组反映了进化数代之后所积累的适应信息,人脑学会了快速适应出生环境的能力。”小泉英明强调,大脑的学习机制正在被逐渐揭示出来,并用于开发新的教育方式和新的人工智能。“正在发展中的认知机器人就是一个正在兴起的新领域。”

 

    “我们现在正处于长达35亿年的生命进化史的过渡时期,我们需要重新考虑工程学的真正目的,那就是如何造福人类。”小泉英明说。

 

    在小泉英明看来,材料与信息之间的关系如同身体与灵魂、大脑与心灵的关系。“因此,我认为,心灵的教育,比如培养科学而不失人性的机智,是极其重要的。”

 

    “科学的心智是进行客观判断所必须具备的条件,而人性也是实现社会和谐的最终手段,它会让人们过上真正幸福安康的生活。”小泉英明如是说。

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