首頁 奇妙的材料:改變世界的12種化學物質和它們背後的科學傳奇

人工智能主導下的新材料開發

到了今天,新材料的開發已經不再以天然材料為基礎,而是由研究人員設計創造新材料。當然,創造一種新材料並非毫無目的地四處撒網,而是以堅實的理論為依據,現在已經進入從原子層級的結構設計起步,然後再合成具有新功能的材料的時代。

在這個新時代的材料研究領域中,日本的存在不容小覷。超強力磁鐵以及鋰離子電池、光催化劑、碳纖維、納米碳管、藍色發光二極管、鐵基超導體、鈣鈦礦太陽能電池等,由日本人開發或者做出重大貢獻的新材料不勝枚舉。

不過,從總體的發展趨勢來看,日本在新材料研發中已經逐漸失去優勢。其中一個原因是,以中國為代表的新興國家開始嶄露頭角。從根本上來說,新材料基本上不會從一開始就以一個成熟的產品的形式出現在世人眼前,往往是作為一個新的概念性材料問世,經過多方嚐試對其物理特性及生產方法加以改進,經過漫長的時間積澱才能定型。

綜上所述,即使在概念性研究階段取得領先,在產品化階段如果沒有充裕的資金與人力支持也難以為繼。而麵對資金與研究人員越來越充裕的中國,日本漸漸失去了對等競爭的能力。有位日本研究人員曾經哀歎:“即使將日本的研究人員擴充三倍,中國依舊有能力再投入數倍於我們的人力。如果問該如何讓日本贏得這場競爭,我覺得無論怎樣考慮都看不到希望。”

研究人員的研究工作並非在黑暗中全麵開花、四處瞎碰,更多的是靠研究人員的經驗與直覺。但是,在日本最擅長的材料領域中又出現了一名強敵,那就是一種名為材料信息學的新研究方法。

第十二章中曾經提到過人工智能“阿爾法狗”自主學習了無數棋手的對弈棋譜,自行掌握了判斷在某種局麵時如何落子能提高勝率的能力。這相當於讓計算機學會了眾多棋士“也許這種方法可以解決問題”的“直覺”。更關鍵的是,“阿爾法狗”在升級後甚至通過數百萬次自我對弈提高了“直覺”能力,竟然懂得自創新的手筋。