(節選)
中國科學院理論物理所歐陽鐘燦院士和周善貴研究員在《2009科學發展報告》上發表了題為“物理:從IT到ET”的文章,介紹了為應對全球環境和能源的嚴峻形勢和挑戰,物理學要從服務于信息科技(IT)轉到ET,即服務于能源(Energy)科技和環境(Environment)科技。
文章首先提出了21世紀物理學必須面對能源和氣候問題,指出21世紀物理學需要從“大科學”向“小科學遍地開花”轉變,投入大量經費、依靠大科學的核裂變、聚變的研究, 進入新千年仍然沒有給人類帶來能源無虞的原子能時代, 21世紀世界各國研究經費已經向再生能源和可持續能源研究傾斜。
文章接著引用國際純粹應用物理聯合會(IUPAP)主席關于能源問題的公開信,認為物理學如果不參與能源與環境問題研究,將很可能被邊緣化。并指出在當前利益驅動的“量化”評價壓力下,很難讓年輕人去思考,去從事真正重要的研究項目。要使青年研究者從IT到ET轉變,就一定要打破SCI的緊箍咒。
文章接著分析了2008年以來物理學界與能源問題有關的兩個動向,一個是2008年12月物理學家朱棣文被任命為美國能源部部長,說明應對氣候、能源問題,不單是氣象局或石油煤礦部門與能源局的問題,而是要從基礎研究入手,具有全新思維,進行多學科合作。另一個是美國物理聯合會(AIP)2009年1月正式出版研究雜志《可再生與可持續能源雜志》(JRSE),該雜志由AIP而不是其它科學協會出版這個雜志支持了物理要從IT到ET的觀點。
文章接著回顧了2008年國際上可再生和可持續能源研究的進展并進行了點評。在風能發電方面,作者認為流體力學和空氣動力學會大有用場;在電動車方面,作者認為在普及電動車的瓶頸技術中,材料科學、凝聚態物理和統計物理都有用武之地;在太陽能利用方面,作者認為過去為半導體集成電路發展起來的薄膜、表面物理、分子光學物理在太陽能利用方面是大有作為的;在可再生能源方面,作者認為可再生能源是近年發展起來的復雜網絡統計物理的應用領域。
文章最后指出,核能作為物理學的傳統領域,是解決能源、環境與生態問題,尤其是能源問題的重要途徑。首先,原子核儲存著宇宙間可以釋放的絕大部分能量;其次,核能同風能、水能、太陽能等一樣,不產生有害環境的二氧化碳等溫室氣體;第三,同其他能源相比,核能是目前唯一實現工業應用、可以大規模替代化石燃料的能源。目前,世界核科技界正在大力研究放射性“潔凈”的核能系統。最有可能實現的潔凈核能系統是加速器驅動次臨界潔凈核能系統。
“物理學的發展從來都強烈地影響著能源的發展。”物理學應該也能夠在ET發展中大有作為。(摘自中國科學院“科學發展報告”課題組撰寫的《2009科學發展報告》)
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