當(dāng)冷空氣降臨，氣溫驟降至個(gè)位數(shù)，車窗結(jié)上薄霜。你望著車內(nèi)大屏幕上不斷減少的電量數(shù)字，心中不免犯嘀咕：這電量還能堅(jiān)持到下一個(gè)高速出口嗎？在冬天，電動(dòng)車的續(xù)航總是讓人難以捉摸，溫度稍有降低，電量下降的速度就快得超乎想象。

你打算向AI助手咨詢，怎樣才能讓電池更耐用。它幾乎瞬間就給出了一大段解答。你讀完后，剛想下意識(shí)地說聲“謝謝”，卻又忍住了。因?yàn)閾?jù)說，這句禮貌用語很“費(fèi)電”。

幾個(gè)月前，有AIGC應(yīng)用的企業(yè)高管在社交媒體透露，人類對(duì)AI說的“請(qǐng)”和“謝謝”，可能讓公司多支出數(shù)千萬美元的電費(fèi)。

新能源汽車的續(xù)航能否更持久、更穩(wěn)定？人工智能能否更加省電？國(guó)際能源署預(yù)測(cè)，到2030年，全球數(shù)據(jù)中心的電力需求將翻倍，這相當(dāng)于日本一年的用電總量。AI越智能，地球可能就越缺電。

隨著科技的發(fā)展，電量焦慮問題也日益凸顯。此時(shí)，解決問題的壓力落在了科學(xué)家們的肩上。

天氣寒冷，新能源車車主的“電量焦慮”再次襲來。（圖 / 視覺中國(guó)）

科學(xué)家在無人走過的路上奮力前行

有些電，或許在還未被芯片利用時(shí)，就已經(jīng)被白白浪費(fèi)掉了。

香港大學(xué)青年科學(xué)家張宇昊指出，人工智能的根本物理限制在于供電效率。從電網(wǎng)輸出的高壓交流電，轉(zhuǎn)化為高端芯片所需的低壓直流電，整個(gè)過程的效率僅約為75%。也就是說，有四分之一的電在傳輸過程中損耗掉了，而且這些損耗還會(huì)產(chǎn)生熱量，進(jìn)而消耗更多的制冷能量。

張宇昊正在研究第三代半導(dǎo)體。用這類新型半導(dǎo)體制作的芯片，不僅能讓手機(jī)在5分鐘內(nèi)充滿電，還能使新能源車在相同電量的情況下行駛得更遠(yuǎn)。這位青年科學(xué)家期望通過新型材料研究成果的轉(zhuǎn)化，大幅降低電網(wǎng)、人工智能等領(lǐng)域的能源損耗，更高效地將電力轉(zhuǎn)化為算力。

即便數(shù)據(jù)處理中心建在寒冷的北極，其內(nèi)部仍需安裝大量的降溫設(shè)備。（圖 / 視覺中國(guó)）

有人致力于提高單個(gè)芯片的供電效率，也有人嘗試拓寬芯片之間的傳輸通道。過去十年，GPU算力提升了一百倍，但芯片之間的通信效率僅提高了四倍。北京大學(xué)青年學(xué)者常林專注于光子芯片研究，有望突破芯片互連的速度瓶頸。

與常見的AMD或英偉達(dá)芯片不同，光子芯片不是依靠電子流動(dòng)來完成運(yùn)算，而是以光信號(hào)為載體。理論上，它能實(shí)現(xiàn)更快的速度和更低的能耗。目前，一些規(guī)模較大的數(shù)據(jù)中心已引入機(jī)柜之間的光子傳輸，但常林認(rèn)為還可以更進(jìn)一步，實(shí)現(xiàn)芯片之間的光子互連。

常林打了個(gè)比方，這就如同當(dāng)年用光纖替代電話線，讓數(shù)據(jù)在芯片間以光速傳輸。他希望未來的光子芯片能與電子芯片協(xié)同工作，使機(jī)器更智能、電腦更便攜、手機(jī)更省電。

江蘇宿遷，工人在操作智能設(shè)備制作電源芯片封測(cè)產(chǎn)品。（圖 / 視覺中國(guó)）

無論是張宇昊還是常林，他們都在實(shí)驗(yàn)室里日夜忙碌，努力攻克社會(huì)的“科技痛點(diǎn)”。然而，科研并非只是靈光一閃的瞬間，更多的是被各種任務(wù)環(huán)繞的日常，尤其是對(duì)于處于課題研究起步階段的青年科學(xué)家來說。

張宇昊去年從美國(guó)回到中國(guó)香港大學(xué)，他看重的是中國(guó)完整的芯片產(chǎn)業(yè)鏈，但也需要重新適應(yīng)新的科研環(huán)境和教學(xué)體系。常林四年前從海外回到北京大學(xué)，籌建自己的課題組，面臨人手少、任務(wù)多的困境，教學(xué)、實(shí)驗(yàn)、論文、項(xiàng)目申請(qǐng)等都要親力親為。他說：“起步階段，總希望有人能幫上一把?！?/b>

最近，他們都等來了那個(gè)“幫上一把”的消息——獲得“何享健青年科學(xué)家”首期項(xiàng)目的資助。常林笑著說，這真是“雪中送炭”。

“沉下心搞科研”，不再只是口號(hào)

10月25日下午，“何享健青年科學(xué)家”首期項(xiàng)目揭曉儀式在佛山順德舉行。20位青年科學(xué)家獲頒資助證書，每人獲得200萬元的科研資金，用于開展具有原創(chuàng)性和突破性的基礎(chǔ)、轉(zhuǎn)化和應(yīng)用研究。

何享健先生（前排中）與獲資助青年科學(xué)家、知名科研院所專家合影。（圖 / 受訪者供圖）

該基金鼓勵(lì)研究者在原創(chuàng)性和探索性方面勇于突破，在經(jīng)費(fèi)使用上也給予了充分的自由，獲資助的青年科學(xué)家可根據(jù)研究需要靈活安排。

常林打算用這筆資金更新實(shí)驗(yàn)設(shè)備。國(guó)際上光子芯片領(lǐng)域發(fā)展迅速，他希望借此彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的不足，讓團(tuán)隊(duì)更快地跟上國(guó)際前沿。張宇昊計(jì)劃將資金用于芯片的設(shè)計(jì)和流片測(cè)試，從芯片設(shè)計(jì)到量化生產(chǎn)，使研究更接近實(shí)際應(yīng)用。

這筆總額4000萬元的資助，不僅是實(shí)實(shí)在在的支持，更是一份深厚的信任。典禮上，薛其坤院士發(fā)表感言：“（項(xiàng)目）聚焦能源環(huán)境（與氣候變化）、醫(yī)學(xué)與生命科學(xué)兩大關(guān)乎人類未來的關(guān)鍵領(lǐng)域，這份‘為國(guó)育才、助力科研’的家國(guó)情懷，不僅是對(duì)青年科學(xué)家的親切關(guān)懷，更為整個(gè)社會(huì)支持科技創(chuàng)新樹立了標(biāo)桿”。

何享健科學(xué)基金青年科學(xué)家項(xiàng)目首期入選科學(xué)家名單。（圖 / 受訪者供圖）

“何享健青年科學(xué)家”項(xiàng)目是“何享健科學(xué)基金”的具體實(shí)施。該基金由美的集團(tuán)創(chuàng)始人何享健以個(gè)人名義出資30億元，于2023年5月在大灣區(qū)科學(xué)論壇上正式發(fā)布。多年來，何享健在教育、鄉(xiāng)村振興、養(yǎng)老健康等領(lǐng)域已資助超百萬人次。這一次，他將目光投向了科學(xué)領(lǐng)域。

何享健堅(jiān)信“國(guó)家強(qiáng)大、經(jīng)濟(jì)繁榮離不開科技發(fā)展”。他希望為科學(xué)提供更多支持，鼓勵(lì)科研工作者真正“沉下心搞科研”。“何享健青年科學(xué)家”項(xiàng)目秉持長(zhǎng)期主義，計(jì)劃于11月啟動(dòng)第二期提名，持續(xù)發(fā)掘青年科研人才。

何享健以個(gè)人名義設(shè)立30億元科學(xué)基金。（圖 / 受訪者供圖）

這種相信科研、支持科研的精神，也在何享健創(chuàng)立的企業(yè)中得到傳承。從智能制造到綠色能源，從節(jié)能家電到自動(dòng)化機(jī)器人，美的集團(tuán)的研發(fā)投入多年來一直位居行業(yè)前列。推動(dòng)科技進(jìn)步，不僅是企業(yè)發(fā)展的動(dòng)力，更是造福社會(huì)的途徑。

科學(xué)需要被支持，也值得被期待。那些在實(shí)驗(yàn)室里埋頭鉆研的年輕人，正在為人類生活中的每一個(gè)“痛點(diǎn)”尋找解決方案。讓他們能夠更加自由、毫無顧慮地在無人走過的道路上探索，或許這正是讓“痛點(diǎn)”轉(zhuǎn)化為幸福的開端。

作者：曉洋

校對(duì)：遇見

排版：湯姆

配圖：美的、視覺中國(guó)

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