光量子干涉实物图。图片来自新华社
党的二十大报告在总结十年来的重大科技创新成果时,再一次提到了量子信息。近年来,“墨子号”“九章”“祖冲之号”等一批量子信息领域的成果集中涌现,我国量子科技实现从跟跑、并跑,到部分领跑的重大历史性飞跃,量子科技发展的体系化能力正在稳步建立。
量子力学自1900年诞生以来,打开了人类认识世界的一扇新的大门。第一次量子革命,量子力学催生了晶体管、激光等重大发明。近年来,以量子计算和量子通信为代表的第二次量子革命兴起,极大地影响和改变着人类的生活。
本期科技访谈录,我们邀请到军事科学院量子技术方向学科带头人、国防科技创新研究院前沿交叉技术研究中心副研究员徐馥芳,请他谈一谈神奇的量子世界,展望量子科技发展的宏阔未来。
量子之美,美在未知
记者:习主席在党的二十大报告中,把量子信息列入新时代十年重大科技创新成果之一。量子信息是什么?它和我们经常提及的量子科技有什么关系?如今我国在量子信息领域都取得了哪些重要成就?
徐馥芳:量子信息是量子物理学和信息科学交叉催生的技术领域。它利用微观体系的量子效应,实现信息的高灵敏感知、安全传输和高速处理。量子信息主要包括量子通信、量子计算和量子精密测量等3个典型技术分支。
量子科技是一个更宏观的概念。它指的是量子力学建立后催生和发展起来的一系列科学与技术。随着量子信息技术的发展,量子科技发展进入新阶段,第二次量子革命兴起。这是一次巨大的飞跃,直接或间接改变和提升着人类获取、传输和处理信息的方式和能力。
近年来,我国在量子信息领域取得了很多重大成果。在量子通信领域,我国实现了光纤量子保密通信应用演示与验证的“京沪干线”,成功发射了“墨子号”量子卫星;在量子计算领域,我国实现了“九章”光量子计算原型芯片和“祖冲之号”超导量子技术原型系统;在量子探测领域,我国多个单位研制的冷原子干涉重力测量样机在国际重力比对试验中都取得了优秀成绩,针对水下目标探测的量子磁力探测样机已经针对典型场景开展了测试,等等。
记者:我们知道,量子力学是描述微观物理世界的理论。在您的眼里,又或者说在您的想象里,量子世界有多美?
徐馥芳:量子世界之美,在于它的神秘与未知。在量子的概念提出之前,我们对微观世界的认识,往往基于对宏观世界的理解之上。受到物理学自身限制,我们无法直接观测微观世界,甚至借助光学、电子学显微镜等也只能观测到皮毛。如今,了解过量子测量的我们都知道,量子测量会对被测量子系统产生影响;处于相同状态的量子系统被测量后可能得到不同的结果。这种因果颠倒的试验结果听来近乎玄幻,也是诸多科学家无法用经典物理学理论解释黑体辐射实验的原因。
在量子世界,很多经典物理学中不存在的物理状态变得可能。量子力学直接颠覆了我们对整个世界的认知。一个全新的世界在我们面前徐徐打开,太多的未知等待着我们去探索。这怎能不令人欣喜?
如今,还有许多物理现象难以被我们理解,比如量子隧穿、电子自旋、电子轨道跃迁、单电子自身干涉、测量导致的坍缩、共轭物理量无法同时精确测量(海森堡测不准原理),等等。这些都是量子世界里的一扇扇神秘的“大门”,一旦打开走进去,里面可能是一个更加幽远深邃的“洞天”。
但是,量子世界的神秘,或者说对量子世界的疑惑,并不足以使我们怀疑量子力学。量子力学的一部分已经得到实验验证,基于量子力学发展起来的科学与技术,已经极大地改变了我们的社会,并将继续服务于人类社会生活。
量子概念图。资料图片
对未来世界的影响,将远超你的想象
记者:有句俗话说,“遇事不决,量子力学”。量子似乎已经走进了人们的日常生活,又似乎还很遥远。您怎么看?
徐馥芳:很多时候,我们会觉得量子力学离我们很远。这一略带神秘、略显高深的学科,告诉我们微观世界中存在一些超导、超流、纠缠等神奇的量子效应,一般人很难理解。虽然一直都在说量子科技正在走进我们的生活,但是这一过程,往往以基础科学的形式在起作用。量子力学指导和推动了电子技术和信息技术的发展,但是我们的科学家、工程师和用户并不一定需要对量子力学懂太多。传统的学科还在将技术进一步推向前沿,仍有在不引入量子力学的情况下的进步空间。或者更直白地说,期望改变世界的量子信息技术,目前许多还停留在实验室阶段或者初步应用阶段,有待进一步突破。
另一方面,量子力学其实离我们又很近。我们周围的物质,包括我们的身体和大脑都是由原子分子构成的,它们在微观上遵守的是量子力学的规则。我们享受的现代科技产品,手机、电脑等都是量子力学指导的产物。近年来,随着量子信息技术的快速发展,量子通信、量子计算、量子精密测量领域都取得了一些重大进展,相关的科技产品正在加速走进我们的生活。
当然,我们更需清醒地看到,量子技术在向世界展现出其强大能力和发展潜力的同时,也面临巨大挑战。这其中,不仅有来自对量子态的长时间维持和精确调控等人类改造世界能力的挑战,更牵扯到物理学基础理论等人类认识世界能力的挑战。也许,还需经过漫长的时间,有新材料、新机理等特殊契机出现后,量子技术才能真正向世界显示其威力。
记者:请您设想一下,量子信息技术会给我们的未来生活带来怎样的改变?
徐馥芳:量子信息技术对未来世界的影响,将远超你的想象。在量子信息技术的3个分支中,量子精密测量和量子通信发展得相对成熟,已经从实验室“飞入寻常百姓家”。而难度最大的量子计算,发展仍处于早期阶段,距离商用普及仍有较长距离。我们乐观估计,还要20年以上的时间才能实现。
量子计算是量子信息技术中最综合的一个技术分支,也是对信息技术冲击最大的一个分支。从算盘时代发展到冯·诺依曼架构的电子计算机时代,人类社会发生了翻天覆地的变化。从经典计算机到量子计算机,“量子比特”取代了经典的“比特”,量子计算机在理论上具有秒杀所有传统计算机的计算能力。可以想象,一旦通用量子计算机发展起来,人类社会又将再次经历巨大变化。网络信息安全、大数据和人工智能、化学生物制药、金融工程、智能制造等领域都将因为量子计算机的巨大信息处理能力,发生颠覆性改变。
有没有勇闯科技“无人区”的胆识,决定了我们未来能走多远
记者:在钻研量子技术的道路上,您遇到最艰难的挑战是什么?
徐馥芳:从我的经历来看,最艰难的往往是起步阶段。我们这个团队是伴随着2017年新军事科学院调整组建而成立的一个研究团队,刚刚成立时,团队只有几个人,来自全军不同的单位。我还清楚记得,大家刚来到单位的时候,办公场地都是临时借用的,第一份项目申报书,是在临时租借的宿舍中完成的。但大家都没有被这些现实困难吓倒,科研经费有限,就省吃俭用买设备买器件;团队人才短缺,就想方设法引进、培养青年人才……几年时间过来了,我们的团队已经相对稳定成熟,科研条件有了很大改善,也取得了不少研究成果。
回顾这段从零起步的创业历程,我最大感触是,我们这一代科研人员赶上了一个好时代。在国家高度重视科技创新的大背景下,在党中央和中央军委的相关政策扶持下,在军事科学院良好的科研氛围下,我们团队可以瞄准一个目标,心无旁骛地共同努力。在这种环境下,拼搏也成为内在的自发本能。
记者:您认为,研究量子技术和其他科学技术有什么不同?研究量子技术需要怎样的科学精神?
徐馥芳:由于量子物理的概念与宏观世界完全不同,从事量子技术研究需要经过科学的系统训练,接受其独特的逻辑和技术方法。量子力学是一门完备的、严谨的科学。没经过系统训练,利用学习到的部分量子概念,结合自己的现实经验看待或处理问题,很容易走入歧路,产生错误观点。
现在社会上对量子技术存在着两种极端理解:一种是认为量子技术是骗子技术,所有的都是假的,不认可量子力学的正确性,或者认可量子力学但不认可量子技术;另一种认为量子技术是万能的,会彻底颠覆现在的电子技术和信息技术。这两种理解毫无疑问都是错误的。量子力学是一门基础学科,我们需要理性认识基于量子力学发展起来的量子技术,尤其是方兴未艾的量子信息学。它是一门全新的交叉学科,它的发展将成为我们传统信息技术的有力补充,并成为信息技术深化发展的基础。
从我长期从事量子技术的经历来看,我认为,研究量子技术,一是需要科学严谨的态度,能够严格依据量子理论进行推理和验证,进行试验设计和现象解释;二是需要前瞻的洞察力,量子世界的现象和规律与我们熟悉的经验世界完全不同,对研究中碰到的问题,必须敢于大胆假设,勇于创新,小心求证;三是需要持之以恒的韧劲,在研究量子信息技术时,科学难题和工程技术难题同在,很多时候在短期内都难以出重大应用成果。中国古人常讲“十年磨一剑”,但在这个领域,有可能十年都难磨一剑,所以必须沉下心来埋头苦干。
在科学研究上,有时看似下的是慢功夫,实则走的是快车道。量子技术是一门非常前沿且深奥的学科,目前虽然已经有了一些研究成果,但还有更多的“无人区”等着我们去探索。当我们与世界同行站在同一起跑线上,有没有勇闯科技“无人区”的胆识,决定了我们未来能走多远。
文字整理:张志华
中国电影2022:现实主义、类型化与问题意识******
作者:张冲
2022年中国内地电影总票房约为286亿,电影票房排行榜前几位的有《长津湖之水门桥》《独行月球》《这个杀手不太冷静》《人生大事》与《万里归途》等。纵观2022年的院线电影,可以看到现实主义题材依旧是商业电影的主打招牌,从新主旋律大片《长津湖之水门桥》到喜剧电影《这个杀手不太冷静》,包括口碑不错的艺术电影如杨荔纳的《妈妈!》等,大都运用现实主义手法为观众提供不同时空方面的社会现实。考察这些电影会发现有以下几个方面的特征,即在不同的时空内对社会现实加以呈现,在此现实主义题材的创作中,类型化、民族化特征愈加明显,且对社会问题的深切关注愈加多元。
现实主义影片中的历史、现在与未来
2022年大年初一上映了徐克导演的抗美援朝故事片《长津湖之水门桥》。该片以抗美援朝第二次战役中的长津湖战役为背景,讲述中国人民志愿军第九兵团七连的战士们在连长伍千里的带领下,兵分四路进行突击、火力、爆破与掩护。电影在呈现连长伍千里的组织、作战能力的同时,也呈现了一位普通军人从青涩少年历练为成熟战士的过程。
饶晓志执导、根据真实事件改编的撤侨电影《万里归途》则较为鲜明地彰显了中国国力,呼唤“为人民”的公义精神。电影以温暖现实主义的风格,书写了海外撤侨过程中,外交部工作人员对海外侨民及打工者的爱护与自我牺牲。同样具有温暖现实主义特征的影片还有薛晓璐导演的《穿过寒冬拥抱你》。故事发生在新冠疫情刚刚开始的武汉,讲述人们如何面对封城和治疗,如何解除焦虑,面对生活。电影试图以温情来疗愈焦虑中的大众——快递员、外卖骑手、城市中产阶层、医生与教师等。疫情下,困难激发了他们爱的能动性,也给了周围人积极的力量和勇气。这些追光者、发光者以微笑、爱和奉献抵御困难。
在国际生态环境批评方兴未艾的大形势下,中国的现实主义题材电影也免不了对未来的现实加以讨论。吴炫辉导演的《明日战记》将时间定格在未来世界,一方面批评地球因人类的过度开发而导致严重的环境污染,一方面批评权力欲对人类社会的破坏。军人和总指挥在科学改善“潘多拉”与“天幕”计划之间展开博弈,此叙事线使得这部电影带有一定的寓言与评判功能。
“现实主义”是针对“浪漫主义”的不切实际而提出的,并试图抵制“浪漫主义”中的谎言、幻想与伪饰,对“既缺乏教育意义也没有娱乐作用”,又“暴露作者无知”或“蹩脚”的作品持审慎态度。文牧野导演的《奇迹·笨小孩》中年轻的哥哥景浩为了给妹妹治病,必须在一年半内凑齐35万元。他创办好景电子元件厂,拆解残次手机中的零件卖给手机公司,只要良品率达到85%以上,4个月就可以赚80万元。哥哥的公司在既没钱又没人的情况下,以直面抗击苦难的方式成功了。刘江江编剧并导演的《人生大事》通过殡葬师这一职业来讨论人的“生死”问题与当下的关系。殡葬师莫三妹在刑满释放后的一次出殡中,被孤儿武小文纠缠上。影片除了对“生死”的问题进行讨论,也对如何面对成功学、励志学提出了自己的看法。
现实主义题材电影难以避免的陷阱是煽情。关于这一点,捷克哲学家贝尔纳德·博尔扎诺指出:“在对仍具有争议性的话题进行讨论时,必须进行冷静清醒的省视,而非更多使用煽情式语调或非经过思虑的言辞。”韩寒编剧、导演的《四海》中的吴仁耀与“丧偶式”父亲、与暗恋女孩之间铺陈了太多泛滥乏味且缺少逻辑的情感;同样,杨荔纳的《妈妈!》亦是如此,银幕上满溢着父女间、母女间的煽情,与她之前富有独立思考的电影《春潮》截然不同。
类型化、民族化与现代性
电影的“类型化”与亚里士多德关于戏剧的“完整动作”摹仿说息息相关。电影《长津湖之水门桥》中的伍万里较好地完成了从“不懂事”到“懂事”的成长,净化了心灵、升华了认知;邢文雄编剧、导演的《这个杀手不太冷静》中,米兰完成了从“骗人”到“不骗”且舍命救人的突转,使得观众在此突转变化中,精神上得以“净化”与“升华”;《奇迹·笨小孩》使得“笨小孩”从不可能产生“奇迹”到“奇迹”发生。
喜剧电影是中国院线片的重要类型之一,2022年内地的大部分喜剧被东北地域文化所感染,如《独行月球》《东北虎》与《这个杀手不太冷静》等。这些影片呈现的东北现象凸显了游牧文化对中原文化的有益补充和丰富,在银幕上呈现了不同于儒家文化的酒神精神、自由、创造力与生命力。张吃鱼导演的《独行月球》更是如此。地球末日时分东北的独孤月、马蓝星为拯救全人类放弃了个体生命,此寻找希望与光明的主题,拓宽了以往内地喜剧电影的视野与格局。
2022年的很多电影具有杂糅类型的特征。如《独行月球》是喜剧与科幻的杂糅、《明日战记》是科幻与动作的杂糅、《熊出没·重返地球》是动画、科幻、喜剧与儿童电影的杂糅、《新神榜·杨戬》是科幻、儿童加传统文化类型的融合。林汇达导演的《熊出没·重返地球》杂糅了多种类型电影的风格,同时还对《功夫熊猫》(2008)、《超能陆战队》等动画电影进行戏仿与情节借用。虽然剧作上对熊二的塑造及线索的铺陈方面存在问题,但整体来说,还算是一部能让“合家欢”观众接受的影片。从此可以看出院线电影在商业化、类型化方面的新推进。
《新神榜·杨戬》
除了类型叙事上的推进,2022年的中国电影仍在以“民族化”方式“讲好中国故事”的道路上探索。如赵霁导演的《新神榜·杨戬》取自传统文化中封神的神话故事,但其在电影主题、空间创意与人物形象方面具有现代意识,从整个影片的基调上来看,可以看到传统文化中的潜力和可发挥的无限空间。
2022年的多部影片带有明显的现代性特征,讨论现代性就要讨论它与现实主义的关系。有一种观点认为:“现实主义发端于与浪漫主义的论争,最终在与现代主义的论战中逐渐丧失了主流话语的位置。”在未来,现代主义或者现代性能否作为补充中国现实主义电影可持续发展的主要元素?虽然卢卡奇批判现代主义“过分强调主观体验而割裂了人与存在的社会-历史环境”,并认为其“现实的稀薄导致人格的解体”,但是如果对“形式主义”“主观体验”及“去现实化的人格”进行充分反思的话,会不会对中国现实主义进行有益的补充?毕竟西方现代主义电影伴随着电影的诞生也前行了一百余年。从《独行月球》中的“全人类”意识、《这个杀手不太冷静》中对“人性”的反思、《明日战记》中的生态环境问题、《新神榜·杨戬》中女性和玄鸟守护世间“万物生生不息”和“安宁”等,可以看到,现代性既能生成中国传统文化的视觉奇观,又能与世界电影做跨文化对话。
艺术电影对社会问题的深切关注
2022年的一些艺术电影显示出对社会问题的深切关注。比如,《妈妈!》将阿尔茨海默症及中国老龄化问题呈现在银幕上。李玉的《断·桥》虽然在叙事方面存在一定的逻辑问题,但它以近似黑色电影的方式呈现了“利益”与“正直”选择的问题。
2022年初耿军导演的《东北虎》是艺术电影的一个亮点。影片以东北式的狂欢呈现了世俗生活中“俗”生活、“雅”文化与人的高贵之处。影片以静物特写镜头开始,在搪瓷盆里化着的冻柿子、冻秋梨犹如一幅静物油画,它和影片缓慢的鹤岗前工业节奏及东北人的游牧特征结合在一起,形成了影片独特的风景。收入不高的教师徐东为了贴补家用要去开挖掘机赚外快,和护士的暧昧关系被妻子美玲发现。美玲以她“坚强约等于狠”的方式处理此事——她理性地将生活的苟且和一地鸡毛清扫出家庭空间,使得女性人生充满了能动性和自足性。除了美玲,电影中的诗人罗尔科、建筑商马千里以及给马千里送风筝、带鱼和钱的市郊小二也独具特色,带有世俗的狂欢特征。但《东北虎》却不是闹剧、趣剧,而是充满了现代幽默、生活智慧与人情厚度的影片。
2022年的中国电影,整体创作有一定的进步,出现了新的科幻喜剧类型,主旋律大片在类型化创作上也渐趋成熟。2023年若在思想性、历史问题深刻性与经典叙事性方面有所超越,则中国电影纵身一跃而跻于世界一流电影之列,或许可期。
作者系北京电影学院副教授
(文图:赵筱尘 巫邓炎)