金涌院士 受訪者供圖

人物檔案

金涌，化學工程專家，中國工程院院士，清華大學化學工程系教授、博士生導師。長期從事湍動流化床、高速氣固流化床反應器等教學與研究工作。先后獲國家技術發明獎二等獎1項、國家科技進步獎二等獎1項，以及全國五一勞動獎章、全國優秀教師獎、北京市高校名師獎、清華大學突出貢獻獎等。主持編制《探索化學化工未來世界》系列科普片和配套書，并獲“典贊·2016科普中國”十大傳播人物獎。

肩負使命為國家學化工

記者：您在化工領域深耕多年，最初您是如何入行的？

金涌：新中國成立初期，國家百廢待興，工業化是發展的核心任務。而化工作為工業化的基礎，是工業生產、農業發展、民生保障的重要支撐，當時國家對化工人才的需求極為迫切。我高中畢業后被錄取到留蘇預備班，學習化工專業是服從國家發展需求。那個時代大背景下，大家的專業選擇都與國家發展需求緊密相連。

我最初更傾向于學習數學和物理這類基礎的學科，誤認為化工是只需要記憶元素周期表、化學方程式等內容的學科，認知片面。而真正讓我堅定“為國家學化工”信念的，是赴蘇聯留學前國家有關領導人的囑托。這讓我意識到，我們不是普通的求學，而是受國家委托、肩負使命而求學。我的成長離不開國家的滋養：我自幼父母雙亡，新中國成立后靠著國家助學金完成了中學教育。這讓我始終心懷感恩，更加堅定了為國學化工的決心。

記者：在蘇聯烏拉爾工學院求學一定很辛苦吧。

金涌：在蘇聯的5年時光里我全心投入學習，沒有任何娛樂活動，甚至沒看過一場電影。當時中國留蘇學生的作息極其規律且緊張：早上七點起床，七點半前到學校上課，中午在學校簡單用餐后就進圖書館學習，直到晚上十二點圖書館關門才回宿舍，每天睡眠時間不超過7個小時，幾年如一日。為了攻克語言難關，出國前國家專門安排了蘇聯專家和大使館工作人員等從字母開始教我們俄語；到了蘇聯后，我更是抓住課間的時間找蘇聯同學練習口語，甚至做夢都會說俄文。

這樣的苦讀為我帶來了扎實的專業積累。蘇聯的考試全部為口試，題目覆蓋教材的所有內容。只要回答時稍有猶豫、表述似是而非，老師就會不斷追問，滿分就可能泡湯。為了拿到全五分的成績，我們必須把教科書所有內容背得滾瓜爛熟，不放過任何邊邊角角的知識點，同時還要鍛煉直面問題、清晰準確表達的能力。中國學生非常努力，畢業時包括我在內的不少人都拿到了象征優秀畢業生的紅色畢業證。

記者：回國投入工作后，您對中國的化工行業發展有了哪些新認識？

金涌：回國后，我先是被分配到中國科學技術大學，后來被派往天津大學進修，1973年正式轉到清華大學化工系。當時，美國等西方國家的石油化工行業已經蓬勃發展，而中國的化工行業還處于相對落后的階段，與國外差距較大。在實際的工作和研究中，我愈發深刻地認識到，化工是支撐國家發展的基礎性、戰略性產業：工業生產所需的各類材料離不開化工，農業發展的化肥農藥離不開化工，老百姓衣食住行的日用品，比如合成纖維、各類塑料制品等的制造也離不開化工。國家的工業化進程，每一步都需要化工技術的突破作為支撐，沒有化工行業的發展，就沒有工業的崛起，也沒有民生水平的改善。

促進產業轉化應多方協同

記者：多年來，您帶領團隊做了很多開創性研究，能不能給我們講一講主要成果？

金涌：改革開放以后，我們將研究方向瞄準了當時國際前沿，但國內尚處于空白狀態的反應工程領域。我帶領團隊牽頭成立了反應工程研究室，一邊構建反應工程的教學體系，編寫教材、習題集，開展課堂教學；一邊瞄準國際前沿的氣—固流態反應工程學科，開展科研。

我們主要取得了三項標志性成果。一是研發出“湍動流態化”技術。流態化反應中存在氣泡，自然會對反應產生影響。面對這一問題，國際上有兩種觀點，要么徹底消除氣泡，要么主動接受氣泡并利用其有利一面。我們通過研究發現，如果能夠控制氣泡大小，讓其不斷破碎又聚合，就能夠保留優點、克服缺點。我們后來將這項技術應用于十幾種工藝，參與了國內四五十套大型化學反應器的設計和改造，大幅提高了化學反應器的反應轉化率和生產能力。二是研發了用于石油煉制的“下行床催化裂化反應器”。我們創新提出通過氣固并流下行的方式，從而讓反應生產效率更高、選擇性更高。當時，有國外公司看上了這項技術，主動找我們開展聯合研究，相關技術獲得了國際獎項。三是發現“團聚流態化”現象并將其產業化應用。基于此，我們實現了碳納米管的成噸級生產，后來又研發出石墨烯與碳管的復合立體碳材料，應用于鋰電池、動力電容等領域。

記者：取得這么多科研成果，您對自己的科研生涯滿意嗎？

金涌：我的科研生涯，有收獲和滿足，也有遺憾。回顧起來，我最大的遺憾莫過于部分科研成果在國內的產業轉化不夠順利，甚至不得已低價轉讓給了國外。看著自己和團隊多年的心血，沒能在國內落地生根、發揮價值，我心里滿是惋惜。比如我們的“下行床催化裂化反應器”，在國內實驗成功后，因國內企業對新技術的接受度低、缺少風險投資機制，最終只能轉讓給巴西；碳納米管技術初期也因國內找不到應用場景，只能低價賣給美國風投公司，后來對方將其應用于鋰電池，獲得了巨大的商業成功。這些經歷，也成為我們日后格外關注就科研成果轉化做科普的重要原因。

記者：您認為，要讓科研成果邁過產業轉化的“死亡之谷”，需要打通哪些卡點？

金涌：科研成果要邁過產業轉化的“死亡之谷”，需要多方面協同發力：科學家要跳出單一科研思維，在研發初期就考慮工程可行性和產業化前景，不能單一追求理論突破；企業要進一步增強工程創新意識；相關部門要搭建科學家與企業家的溝通橋梁，消除信息不對稱，讓企業家了解新技術的市場潛力，也讓科學家了解產業需求；相關部門要加大對中小企業的支持力度，部分中小企業有創新意愿但缺乏資金，需要政策扶持幫助其參與科研成果轉化。

用科普還原化工行業真實面貌

記者：您84歲退休后，在短視頻平臺上開啟了科普“第二課堂”，并將“生命不息、折騰不止，利用退休余熱做科普”作為簽名。您為何如此重視科普工作？

金涌：我之所以如此重視科普，一方面源于自己留蘇求學的親身經歷，另一方面是出于對化工行業發展和青年人才培養的責任感。

在蘇聯求學后期，因為成績優異，我獲得了自主設計功課表、旁聽其他課程的機會，但當時缺乏專業老師的指導，沒有選擇與化工相關的進階課程或環境類關聯課程，反而跑去自動化系聽了很多與專業無關的課。因后續沒有從事相關工作，這些知識很快就被我遺忘了，相當于浪費了寶貴的求學精力。現在回想起來，年輕學子在早期求學過程中，尤其是有自主選擇空間時，非常需要資深專業人士的指導，把精力用在刀刃上。我做科普，尤其是面向青年學生的科普，就是希望答疑解惑，讓他們對化工行業有更全面、更準確的理解，少走彎路。

此外，社會上對化工行業存在不少誤解，很多人覺得化工行業危險、污染大、就業面窄，導致化工領域的人才流失。但實際上，化工是支撐社會運行的基礎，衣食住行、高端制造、資源循環利用，每一個領域都離不開化工。甚至在未來，當地球的資源面臨枯竭時，也需要依靠化工技術將廢料轉化為資源，實現循環經濟。化工行業有大產業作為支撐，科研和產業發展的空間都十分廣闊。所以我要通過科普，告訴公眾化工行業的真實面貌，讓大家了解化工的價值，讓年輕人愛上化工，吸引更多優秀的學生投身化工科研。

記者：近7年來，您通過科普收獲近200萬粉絲。

金涌：科普不是簡單的知識灌輸，而是一門藝術——要把最高深的理論用最通俗的語言講清楚，既不能過于膚淺讓人覺得不專業，也不能過于晦澀讓人聽不懂。比如愛因斯坦講相對論，舉了火車上拍皮球的例子——火車上的觀察者和月臺上的觀察者對皮球落點同一現象的認知不同。這一舉例既通俗又準確，體現了科普的真諦。假如不能夠把最高深的理論，用大家能聽懂的語言講清楚，就說明科普工作者的功夫還沒到家，沒有真正地領會知識。

科普尤其要分清對象主體。面向兒童的科普，核心目標是激發他們的好奇心。兒童不需要真正理解高深的知識，科普的關鍵目的是讓他們覺得科學有意思，在他們心里埋下探索的種子，要用簡單有趣的故事、直觀的現象吸引他們。面向不從事相關專業的成年人的科普，核心目標是破除謠言、傳播實用知識，比如告訴大家哪些化工產品是安全的，哪些傳言不可信，幫助大家科學認知生活中的化工現象。

科學家也要善于和媒體合作，通過專業的傳播團隊，讓科普覆蓋更廣泛的人群。

對冷門基礎學科而言，科普尤為重要，相關單位必須重視起來。比如地質、采礦這類學科，是國家發展的重要基礎，關乎資源勘探、能源保障，但現在卻被很多人冷落，不少孩子對這些學科的認知，只停留在“又苦又累”的淺層次印象上。這就需要通過科普，把這些冷門學科的重要性講清楚，讓孩子們開闊眼界，了解學科的真實發展前景和社會價值，吸引更多人投身其中。

記者：您寫作的科普讀物《科技創新啟示錄》中穿插了創新與發明大師的上百個故事。

金涌：學習和知識積累是一輩子的事，無論年齡多大，都要保持對知識的好奇和鉆研的勁頭，不斷進步、不斷收獲。退休后我依舊持續學習，寫書的時候，幾乎每天都泡在清華大學圖書館、國家圖書館，一點點查資料。除此之外，我還對印章等傳統文化內容感興趣。但我從不把這些愛好當作簡單的“消遣”，而是以做學問的精神對它們進行深入，比如對于每一枚印章背后的歷史、文化背景，我都搜集大量史料，把來龍去脈搞清楚，并將這些知識匯集出版。出版后，我也會反復梳理內容，補充新的研究和發現，將來再版時讓內容更豐富、更完善。

人工智能為教育體系轉型提出新要求

記者：您認為人工智能帶來了哪些重要挑戰？

金涌：退休后我經常和人工智能“對話”，還會約系里的年輕老師一起討論這個話題。在我看來，人工智能帶來的核心挑戰主要體現在兩個方面。

一是能耗矛盾。人工智能的信息處理和信息存儲是相互分離的，運行過程中需要不斷交換信息，這就導致其耗能居高不下。

二是發展邊界矛盾。馬斯克曾提出，人工智能2030年將超過人類的整體智慧，3年內就可能替代醫生等大量職業。但人工智能的思維過程是由數學驅動的，其核心是追求“最優解”，而這種最優解本質上是“利己”的——它沒有人類的利他意識，也沒有對生命、生態的敬畏之心。一旦人工智能突破產生自主意識的邊界，人類將難以對其進行控制，所以我們要早早防止這一風險。

記者：我們的教育方式應該如何改變以應對這些挑戰？

金涌：當前最有效的創新發展模式是人工智能與人類協同。人類智能的優勢是發現問題和提出問題。正如愛因斯坦所言，提出一個問題往往比解決一個問題更重要，解決問題也許僅是一個數學上或實驗上的技能而已。所以人機合作不可過分依賴人工智能。

我認為，當前的形勢下，人類應該具備這樣的知識結構：數學知識，保障人與人工智能的溝通能力；藝術知識，保證自己對美的認知能力；物理知識，保持人與自然科學的溝通能力；文學知識，保有人與人的溝通能力；工程知識，保存實踐與改變現實、創造未來的能力。

因此，完美的教育體系，應讓學生具備學科交叉融合的能力。這需要對現有教育方式進行一定優化。學習方式應從被動接受知識，轉向以自主學習為核心的師生共同探索模式；教師角色應從學習方向的指定人，轉向學習輔導者和學生成長路徑的設計者，讓學習更高效、更個性化；學習任務應從完成指定作業，轉向自主發現問題、解決問題，實現學習知識與創造知識的同步；師生關系應從管理者與被管理者，轉向共同培育自律能力、抗挫能力與道德堅守能力的成長伙伴。

【觀點聚焦】

黑格爾說過：“擁有一群仰望天空的傻瓜，這個民族才有希望。”科研工作者要有遠見，要做一些看似“不現實”，但對國家、對人類長遠發展有用的事，提前思考和應對重大時代課題。

我認為，國內外有過兩次重大的討論，推動了國內外思維飛躍。一次是伽利略提出的“關于托勒密與哥白尼兩大世界體系的對話”，使人類從宗教歷史世界觀認知中掙脫出來。還有一次是上世紀胡適發表的《中國哲學史大綱》，這是新文化運動中關于“科玄論戰”的發端。“科玄論戰”是唯物主義與唯心主義的大討論，為中西方哲學的融合，起到了很好的推動作用。

如今，人工智能的發展帶來了新的時代課題。人工智能就像人類養的小老虎，小時候萌萌的，和人相處很好，但當它真正長大，是否會傷害人類，我們難以預料。未來如何實現硅基智能體和碳基生命體和諧共處，無疑是一個重要的、刻不容緩的問題。對這一問題的討論對于地球作為一個生命體的延續發展也許意義重大。

——金涌