看完本文,你会知道——
△地震可以被预测吗?
△建筑可以被3D打印出来吗?
△人工智能会争夺人类的工作吗?
△大型工程趋于饱和,大量尖端人才该怎么办?
△填海造岛对环境会有影响吗?
△资本的介入是否会影响科研工作?
11月18日,造就邀请了桥梁、海洋、材料、物联网与防灾减灾的讲者来分享工程领域的知识。演讲结束后,现场观众与讲者进行了互动问答,文字经造就整理发布,在不影响原意的前提下略有删改。
以我们目前的实力和水平,能做到准确的地震预测吗?地震预测的难度在哪里?
翟国方:首先从结论来说的话,地震什么时候发生?在什么地点?不要说中国,世界的地震预报还没有达这个水平。因为监测难度太大,比方说台风,通过雷达、卫星监测都能够准确的知道它的路径。地震无法准确预测,因为我们不知道地下的状况到底是什么样的。
现在深井打下去,最深的就是前苏联的打到地下十一二公里大概就打不下去了,因为成本太高,打下去一个十二三公里的可能投资就要好几个亿。我们中国现在也在打,但是这只是一个点,不可能进行大范围的建设。地下的状况很多都是基于假设,所以就很难预测地震怎么发生,上天容易,入地很难。
但是在未来的十年、二十年,地震发生的概率是多大?这个是可以计算的。正因为如此,我们在做防灾规划的时候更多的就是依据它发生的概率是多大,计算它造成的损失,然后我们给予一定的设防。即使你设防了,如果超过了我们设防水平的话,地震发生还会造成损失。所以这就需要我们进行韧性城市的建设,思考怎么样使城市在受灾之后尽快地恢复。
3D打印技术未来是否有可能应用在桥梁建筑上面?3D打印材料抗震性比较高,是否可以把这些普及到地震高发区域或者城市规划建设中?
葛耀君:可以这样说,现在全世界还没有一座桥梁能够用3D打印,但是用3D打印的构件来建造桥梁是有的,全世界也已经可以用3D打印来建造楼房了,这是没有问题的。
但是,3D打印涉及到两个问题,第一个问题就是3D打印所采用的材料,如果说3D打印将来发展成为可以用钢材的话,我觉得什么结构都没有问题了。因为钢材是一种各向同性的材料,每个方向它的受力性质是一样的。但是混凝土不行,我配了钢筋的方向它受力就好,没有配钢筋的方向它的受力就不行。所以目前3D打印还只能够按照完全是均质的材料来进行打印。除非把钢筋碾压成一根一根钢纤维,非常短,混到混凝土里,现在叫纤维混凝土,如果用纤维混凝土来进行建筑结构或者构件打印的话,理论上它也是可以做的。但是这个强度会比我们钢筋混凝土和预应力混凝土要低。
第二个它成本会高,未来如果钢材可以打印,它有一个非常重要的条件——温度要非常高,因为钢材一般要在600度以上才能冶炼出我们桥梁结构,或者说房屋建筑结构所需要的那个品质。所以从材料本身和打印材料的环境两方面来讲,可能现在还不具备打印整座桥梁的条件,但是打印一个构件是没有问题的。
翟国方:实际上刚才葛老师已经把问题回答完了,我补充一点,我们城市规划学院下面一个建筑专业现在已经把3D打印、3D设计作为课程的一个重要组成部分,他们现在已经做这个了,现在建筑已经建成了。未来发展的前途非常广,可能会进入灾后重建,因为3D打印速度快、效率高,肯定会非常广阔的应用前景。
物联网和人工智能的应用是否会减少人与物的交互机会,从而影响人的就业?当信息平台收到事故要发生的信号,如何制定应急预案,降低事故伤害的程度?
张武雄:关于第一个问题,物联网是一个技术,任何技术用于生活必然是服务生活的。所以物联网在促进安全的同时并不见得会减少人跟物之间的一些交互。我举一个简单的例子,我们现在一直在推进的室内定位,如果做好了,地下车库就可以自动泊车,车开到车库口自己就开进去了。包括大众点评,如果把室内定位应用到大众点评,未来可以直接导到这个房间,甚至某个座位。它未来一定是服务于人的,并且跟人的交互会更多,而不是更少。它减少了部分的低端的工作,但是对人的更高级的一些工作肯定会加强。
第二个问题,我们采集了很多状态信息,通过物联网的技术,可以知道这个地方可能存在的一些危害,如果它真的有风险的话,肯定的会有一些应急的预案存在,并且应急的预案一定是跟管理是密切结合的。以前没有物联网的时候我们也有应急预案,现在技术促进了或者说提供了一种更好的解决问题的途径,并不是说它自动化了,以后不需要人来做这些管理和调配了。所以我认为它提升了安全以后,未来会促进应急管理的整个效率和安全性,而应急预案一定会做得越来越完善。
石墨烯研究当下这么火热,大众和资本关注度都很高,这为科研带来了什么?
于庆凯:对石墨烯研究最大的影响一是比较容易得到充足的经费,这对我们是利好的;但第二点,说不上好与不好,就是资本的追逐。
我记得崔健讲过一句话,他说现在中国的娱乐业就是压榨年轻人的青春,因为一个演员、歌手,除了他自己的诉求,后面还有经纪人的诉求,这是不一样的。他想有一个长时间的成长,而经纪人说我这三年要把钱赚出来,谁知道今后谁会流行,谁红不红,对吧?
其实资本跟科学家或者是科研之间也有这样的关系,我们知道青年演员经常会故意去造绯闻,今天谁跟谁在一起,明天谁跟谁离婚了。石墨烯其实也被造了很多绯闻,今天又能做一个惊天动地的大事,明天又充电一分钟,八分钟跑一千公里,这种现象给我们造成了一些困扰。
但是我想泡沫总会破灭,对这个材料本身,我们仍然充满了希望。我觉得石墨烯是一个终将改变我们生活,进入到我们方方面面的材料。最终我觉得,这个世界是留给真正的踏踏实实做研究的人,以及踏踏实实做产业的人。
中国基建工程趋近饱和,大批的工程人才该怎么办?
葛耀君:我们中国的桥梁、建筑结构、其它土木工程行业已经繁荣发展了将近40年,我们完全是得益于国家的改革开放。今年是我们国家改革开放的第40个年头,经过这么多年的发展以后,我们的土木工程确实已经处于一个巅峰期,我们确实需要思考未来会怎样发展。
上个世纪的90年代的日本就面临中国今天的情况,但是日本政府没有处理好,把基建建设方面非常强的力量转向了其他行业。但是我们国家提出了“一带一路”,这意味着把我们基建的势头引到国外去,引到“一带一路”沿线的国家上去。
近的就从桥梁抗风的行业来讲,我们就曾经做过日本桥梁的抗风风洞试验,还有印度尼西亚、越南、老挝、柬埔寨,甚至再稍微远一点有塞尔维亚、巴拿马等等,我们都做过他们桥梁的风洞实验。
我们国家也已经完全走出去了,比如中交集团,它现在每年海外的营收已经达到了它整个营收的15%到20%,已经向“走出去”跨了非常大的一步。
石墨烯的生产技术是否已经成熟?国内石墨烯的生产技术达到了什么水平?现在市面上石墨烯的价值是多少?
于庆凯:石墨烯有良好的性质,得到的这种高数据主要是都是在各个研究机构和大学的实验室里做出来的,它是在一个相对比较纯净的,不受外界干扰的环境下做出来的。
下一个问题就是我们能不能大规模的做。现在确实能够很大规模地去做石墨烯的两种形态,一种是粉末状的,一种是薄膜状的。但是在应用中出现了一个问题,它微观的这种优异的性质在实际应用上没有得到充分的体现。
我想主要有两个问题,一个就是缺陷一定要少,那些美好的性质只要多了一点点缺陷马上就出问题。第二个就是它要保证受外界的干扰较少,石墨烯跟我们的体材料不一样,体材料表面只是表面,99.99%的原子都在内部,它不怎么会受外界的干扰。石墨烯的比表面积是2630m2/g,这是一层原子,这层原子两边都在跟外界接触,这就影响了它的许多性质。如何在使用中保护它的性质不受外界干扰,这是在石墨烯领域的一个巨大的挑战,同时也是我们的机会。
至于说石墨烯的价值,我们实验室买东西为了科学研究,量很少,我们就不太计成本去买。石墨烯按照重量来算肯定比黄金要贵,而且还贵好多,但现在可以把它生产的非常得便宜。从科研界的动力来讲,它有很科学的很大的科学趣味在里面,同时资本认可石墨烯未来的可能性。
在过去的十年中这个行业被往前推的很厉害,所以它现在的价格是非常便宜的。你可以论平方米买,也可以论公斤买,现在很多工厂可以成吨地生产。石墨烯一公斤大概现在几千块到上万块的样子,根据质量的不同、生产方法的不同、用途的不同都有差异。
在填海造岛的过程中如何保证海洋环境不受破坏?
仲伟东:人类为了生存,要和自然之间要有一个平衡,予取予舍要有一个度的关联。从近的来说,有很多环保工程,比如说我们的身边的一些湖泊,像北京的颐和园,杭州的西湖,云南的洱海,这些地方的环境在我们经济发展的过程中都不同程度上受到了破坏,那么疏浚装备也在进行清淤,让这些湖泊的环境恢复回来。
从经济发展的需求来说,我们有很多沿海的岛屿,包括我们填海造出来的陆地,这些工程在经济建设发展的过程中确实起到了很大的作用。但是早期的时候,我们的意识上有欠缺,在有些工程施工的过程当中存在着环境污染的问题。这些问题不是中国独有的,比如荷兰——世界上最发达的疏浚强国,他们也是经历了从经济发展到扩大国土面积,从抵御洪水到现在意识到环保问题。
那么人和环境到底是什么样的关系?比如说原来围海造出的陆地,通过退耕还林,最后把它变成沿海的湿地,然后还给海洋,让周边和海水接触的地方自然地呼吸起来,其实这就是人类和自然在取舍之间不断平衡的过程。
在建岛的过程中,比如新建的横沙岛,建设过程中是利用了整个生态的环境的发展,让它自然堆积的过程与我们的工程施工结合起来共同建造。这样既改变了我们的经济生活,也能够提供人类和自然之间的和谐相处的环境和条件,这是一个大方向。
还有一个方向就是船舶,我本身是做船舶设计的,船舶实际上是一种交通工具,国际上对排放污染有很多的条约。国际海事组织在这些环境污染,船舶,运行等方面都有规定和标准。我们在设计过程中都在关注,持续地应用一些先进的技术来保证我们的这些建造的这些装备不仅能够干活,还能够对自然的影响降到最低,力求排放少、污染小、效率高。那么这样也是我们整个海洋工程的发展方向。
目前年轻人的职业选择多变,有些跳槽比较频繁,更多的倾向选择互联网领域。在科研领域,需要长时间的积累,条件也比较艰苦,那应该如何吸引人才留下来?
葛耀君:这不仅仅是一个个人提出的问题,也是一个全社会的问题。目前全国高校的生态并不是太好,为了解决这个问题,现在中央发了文,要把唯论文、唯奖、唯头衔全部要去掉,但究竟怎么做,我们还得看下一步中央的部署。
这是所有高校面临的同样问题,打个比方说,两个同济大学的,就算我们土木工程学院毕业的博士生,一个留在高校,一个去了企业。前三年他们的收入可能差得不是太多,三年以后在同济大学恐怕还是拿不到每年20万的年薪。但是如果去了设计单位,30万年薪以上是肯定的。
第二个例子,如果说要从发展的角度来讲,我有一些博士生和硕士生,他们都毕业了。我带的最晚的一个博士研究生,他是1982年出生的,2008年获得博士学位的,到现在为止还没有升上副高。但是另一位学生毕业去了中交集团的中交公路规划设计院,已经在2015年评了教授级高工,所以你看这个差距是不是很大。
但是我们还必须看到的是,对于专业非常执着的人,就是既然我选择了这个专业,选择了做研究,特别是在高校做研究,那我就应该静下心来好好的把这份事情做好。因为他心中想的
可能是另外一个问题——如果我高校老师当不好,到了设计院以后我一定能干好吗?他们也有这样的疑虑,所以加以正确的引导,我相信这样的年轻教师是可以专心致志地坚持下去。
于庆凯:我跟葛老师的意见有点不一样,我非常看好90后,因为我觉得他们在受教育的过程中比我们70后受到了更好的教育,他们的视野更开阔,想法更自由,这个是我们这一代人可能跟90后相比更加欠缺的。
至于90后跳槽跳来跳去,一方面随着兴趣就有很多种原因了,第二个可能是像葛老师讲的,确实收入是一个我们的问题。但是目前而言,中国人挣钱比较着急,如果随着时间的推移,慢慢大家对钱的那种渴望没有那么迫切的时候,人更愿意随着兴趣走的时候,我想会有越来越多的年轻人加入到科研大军当中来。像我们组里的学生有好多90后,我非常喜欢他们,他们经常让我感到耳目一新,不停地来启示我,甚至从他们身上我也学到很多东西。所以总体来说目前确实有困难,但是未来我还是非常看好的。
文字 | 王锐;校对 | 其奇
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