现实与网络世界间的界限如今正日益模糊,而我们则因此获得了追求更高经济增长、更新发明创造和更好生活方式的潜力。

这一浪潮被称为“第四次工业革命”。但只有我们将基础研究作为发展的核心内容,才能凭借这一“革命”改变我们未来的生活方式。

目前,大数据集成、互联传感器以及机械制造的“叠加式过程”正在推动这一革命。但仅仅依靠私营企业的研究与开发可谓独木难支,毕竟私营企业将会不可避免的倾向于中短期技术应用的开发。巩固第四次工业革命进程的,应当是大学领导的基础研究。

“完美透镜”与“蓝天研究”

越来越多的行业领军人物和大学领导正在意识到,现在的许多学术研究正过于关注为现有需求提供短期解决方案。风险投资家露西·马库斯警告说:“如果没有‘蓝天研究’(由企业提供资助,但不附加任何限制或提出任何要求)的话,关于学术研究的一切长远未来都将不复存在;而由产业主导的学术研究将最终沦为只能解决问题的工具,大学的研究能力也会逐渐衰退。”

理论物理学家约翰·彭德里爵士最近就在从事一项“蓝天研究。”他基于俄罗斯一位非著名物理学家维克托·韦谢拉戈的研究成果,让一种“完美透镜”的设想在数十年后重新焕发出生机。“完美透镜”能够以比光线的波长还要高的清晰度呈现图像,而这一现象在自然界从未出现过。很多人认为这一概念从理论上就不可能实现,就更不必说将其投入商用了。

从隐形斗篷到会游泳的微型机器人

彭德里爵士不仅投入到了证明完美透镜存在的研究中,而且还发明了一系列全新的材料。他对光和金属之间相互作用的研究促成了超常介质的诞生(超常介质指的是被设计出拥有超越自然界现存性质的智能材料)。且不说超越了衍射极限的新“超级透镜”,超常介质还能让制造者生产出高性能天线、建筑地震防护结构、甚至隐身斗篷。尽管出身于神秘的学术研究,但超常介质商业潜力不可谓不大。

如同“完美透镜”一般的基础研究所带来的益处,在未来一段时间内可能仍然无法直接展现,因此只有少数研究型大学才有条件开展基础研究。正如约翰·彭德里爵士的研究所展现的那样,对有风险的创意提供耐心支持是相当有必要的。未来五年伦敦帝国学院战略中的关键一项,即便缺少必要的外部资金支持,也将一如既往地支持有前途的新研究领域。我们也和麻省理工学院共同出资设立了一个种子基金,以支持研究者在“有风险的”、成果证实需时较长的研究方向上取得合作。

然而,只有大学的支持是不够的。政府、商界和慈善家需要展现他们对蓝天研究的重视,才能让蓝天研究变得真正有用起来。当今世界所面临的诸多问题并不仅限于经济领域,而是涉及到社会各领域的广泛议题。仅仅关注短期金融冲击的短视行为,将会让我们错过那些可能改善数百万人生活质量的科学发现。

技术进步让我们敢于在学术环境当中承担更多风险。在药学领域,成形技术、微加工技术和精密加工进程的飞速发展,正在造就一个信息物理系统的新时代。与刚才的例子相同的是,第四次工业革命有着学术领域的基础。伦敦帝国学院杨广中教授在医疗机器人领域的研究,促进了能够在血管里游泳、以精准传递药物分子的微型机器人,以及用于显微手术的超小型手术工具的开发。这些发明都来自于杨广中教授的实验室,而概念与技术应用之间的距离正在日渐缩小。

材料科学的未来:“从未梦到过的点子”

在2016年的达沃斯年会上,参加者们将在关于材料学未来的“创意实验室”环节,听到更多出乎他们意料的学术研究应用。伦敦帝国学院材料学教授尼尔·奥尔福德将介绍他的团队的研究,以说明手机等设备用于分辨无线电信号频率的谐振器为何效率相当低下。

他们发现了用于制造在室温下效率最高的谐振器的技术,而这一技术的重点在于设计出损耗最低的一起结构。这一发现最终让团队成功研发出了世界上首台室温下工作的微波激射器,而这一仪器之前困扰了科学界将近60年。这一突破性发现对于从医学诊断到为一系列电子设备制造超低噪放大器等领域,都有着十分深远的应用潜力。

大学是极其适合进行基础蓝天研究的场所。我们曾经在许多充满未知的领域中工作,而研究的结果引发的新技术很多都是我们从未梦想过的。大学为包括生物医疗工程数据科学合成生物学在内的即将诞生全新的科学研究领域扮演了熔炉的角色,而商业机会在此后就会逐步显现出来。

第四次工业革命正在全球范围内逐渐赢得政府私营企业的支持。现在也是时候认识到大学研究在推动这一新时代发展中扮演的重要角色了。

 


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作者:爱丽丝·加斯特是英国伦敦帝国学院院长。

翻译:达沃斯博客翻译小组·钟源

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