說(shuō)起電磁科學(xué),可能很多人會(huì)感覺(jué)陌生。但實(shí)際上,電磁科學(xué)的應(yīng)用已經(jīng)無(wú)處不在。出門乘坐飛機(jī)和高鐵,在家使用微波爐加熱食品,去醫(yī)院做X射線檢查,使用手機(jī)5G聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線充電......我們的衣、食、住、行背后都有電磁科學(xué)的影子。近日,中國(guó)工程院院士、北京航空航天大學(xué)教授蘇東林在接受《中國(guó)電子報(bào)》記者專訪時(shí)表示,電磁領(lǐng)域在這個(gè)時(shí)代有可能迎來(lái)爆炸性發(fā)展。
電磁科學(xué)重要性不斷提升
“電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要不斷地進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用突破。在電子信息的技術(shù)領(lǐng)域內(nèi),電磁可以說(shuō)是一個(gè)歷史悠久、同時(shí)不斷煥發(fā)新生命力的領(lǐng)域?!碧K東林院士對(duì)記者說(shuō)道。
過(guò)去幾十年來(lái),天線、微波、光子等與電磁相關(guān)的領(lǐng)域取得了許多重要的突破和進(jìn)展。這些成果不僅推動(dòng)了通信技術(shù)、電子設(shè)備、電力系統(tǒng)等領(lǐng)域的發(fā)展,也為人們的生活和工作帶來(lái)了巨大的改變和便利。尤其是在國(guó)家公共安全方面,電磁科學(xué)扮演著至關(guān)重要的角色。信息化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)下,電磁安全與國(guó)家安全息息相關(guān)。
“與十年前相比,電磁科學(xué)的發(fā)展存在幾個(gè)重大變化。首先,隨著信息化、智能化的發(fā)展,電磁科學(xué)的重要性不斷提升,與重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及航空航天、高端制造、集成電路等國(guó)民經(jīng)濟(jì)尖端產(chǎn)業(yè)的發(fā)展密不可分。同時(shí),技術(shù)的進(jìn)步和創(chuàng)新也為電磁科學(xué)帶來(lái)了更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域,目前已覆蓋到通信、無(wú)線電、雷達(dá)、光電子、醫(yī)療診斷、材料科學(xué)等方方面面,而且它的應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大?!碧K東林表示。
現(xiàn)階段仍面臨諸多挑戰(zhàn)
當(dāng)前,隨著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革深入發(fā)展,科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)加速滲透融合,電磁科學(xué)面臨著新的變革、機(jī)遇和挑戰(zhàn)。
蘇東林坦言:“隨著電磁頻譜的使用范圍越來(lái)越廣泛,電磁干擾問(wèn)題日益嚴(yán)峻,由復(fù)雜電磁環(huán)境所引發(fā)的電磁安全問(wèn)題也逐漸凸顯出來(lái),這些問(wèn)題經(jīng)常會(huì)給我們正常的生產(chǎn)、生活帶來(lái)煩惱和不便,甚至可能引發(fā)重大的事故?!?
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展,越來(lái)越多的智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)出現(xiàn)在人們的日常工作、生活中,并帶來(lái)了很大便利。然而,這些智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)一旦出現(xiàn)電磁故障,那將會(huì)引發(fā)波及范圍極廣、影響區(qū)域極大的安全事故。
蘇東林舉了個(gè)例子,自動(dòng)駕駛汽車一般是依靠車上的攝像頭和雷達(dá)來(lái)感知周圍的環(huán)境,自動(dòng)駕駛系統(tǒng)需要通過(guò)這些傳感器識(shí)別出本車與前方車輛的距離和速度等狀態(tài)信息,并且進(jìn)行碰撞危險(xiǎn)估計(jì)。一旦這些傳感器受到強(qiáng)電磁的干擾,車輛上的測(cè)距傳感器就會(huì)發(fā)生偏差,那么就會(huì)大大增加車輛碰撞追尾的風(fēng)險(xiǎn)?!斑@些問(wèn)題的解決,就需要我們從電磁的基本原理和規(guī)律出發(fā),去提前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,才能防患于未然?!碧K東林說(shuō)。
電磁領(lǐng)域?qū)⒂ㄐ园l(fā)展
“電磁科學(xué)與國(guó)際學(xué)術(shù)前沿的發(fā)展、國(guó)民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)的興盛、和國(guó)家重大基礎(chǔ)設(shè)施安全密不可分?!碧K東林說(shuō):“我們相信,電磁領(lǐng)域在這個(gè)時(shí)代是有可能迎來(lái)爆炸性發(fā)展?!?
談及電磁科學(xué)未來(lái)的發(fā)展,蘇東林表示,從產(chǎn)業(yè)層面來(lái)看,電子設(shè)備越來(lái)越多、越來(lái)越密集,這些發(fā)展會(huì)使電磁領(lǐng)域的問(wèn)題越來(lái)越突出,要用新的手段、新的科學(xué)認(rèn)知、新的科學(xué)方法去解決新的問(wèn)題。從學(xué)術(shù)層面來(lái)看,要加強(qiáng)學(xué)術(shù)研究和交流,培養(yǎng)高水平的研究人才,促進(jìn)學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界的合作,推動(dòng)科學(xué)成果的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用;從科學(xué)研究層面來(lái)看,要去打通前沿理論、關(guān)鍵技術(shù)、到尖端應(yīng)用的完整科研鏈條,建設(shè)綜合所有電磁相關(guān)領(lǐng)域最高水平成果的學(xué)術(shù)交流平臺(tái)。
在人才培養(yǎng)方面,蘇東林建議:第一,電磁領(lǐng)域?qū)?shù)理知識(shí)的靈活運(yùn)用提出了很高要求,但數(shù)理基礎(chǔ)課程的設(shè)置有待加強(qiáng);第二,實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)是形成工程應(yīng)用能力的關(guān)鍵,現(xiàn)有培養(yǎng)體系中普遍存在“重理論,輕實(shí)踐”的問(wèn)題,導(dǎo)致學(xué)生很難產(chǎn)生學(xué)以致用的獲得感,需要進(jìn)一步強(qiáng)化實(shí)踐;第三,前沿拓展是提升人才培養(yǎng)高階性的必要舉措,新科技革命下新技術(shù)新方法層出不窮,而現(xiàn)有培養(yǎng)體系中普遍缺乏高水平前沿引領(lǐng)課程,需要進(jìn)一步加強(qiáng)。
“電磁科學(xué)的發(fā)展離不開(kāi)國(guó)家的鼓勵(lì)?!姶偶嫒菖c防護(hù)’全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的建立就是國(guó)家積極支持電磁科學(xué)事業(yè)的一個(gè)例子。近日,《電磁科學(xué)》新刊的應(yīng)運(yùn)而生,也將為學(xué)術(shù)界與電子信息產(chǎn)業(yè)之間搭建一座橋梁,促進(jìn)學(xué)術(shù)成果與產(chǎn)業(yè)需求的對(duì)接。相信未來(lái)在國(guó)家的大力支持下,大家對(duì)電磁科學(xué)基礎(chǔ)研究的重視程度將不斷提升,必將促進(jìn)整個(gè)電磁領(lǐng)域原始創(chuàng)新成果的不斷涌現(xiàn)?!碧K東林院士說(shuō)道。
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