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对话赵力教授:植根哲学架构,以理论热力学探索光热创新之路

6月6日~7日,第十六届太阳能热利用科学技术研究生论坛在湖州西塞科学谷顺利举办。本次论坛由太阳能光热产业技术创新战略联盟主办,湖州工业控制技术研究院、浙江绿储科技有限公司、中关村新源太阳能热利用技术服务中心联合承办。论坛期间,我们有幸与天津大学赵力教授展开深度交流。

作为本次论坛点评导师、太阳能光热联盟专家委员会副主任委员,赵力教授是深耕领域多年的理论热力学家,专注基础理论研究,致力于循环工质优选、热力过程增效减熵和实际热力循环构建等科学问题研究,于2017年提出了热力循环三维构建方法;著有《非共沸有机工质》等多部理论性极强的专业专著,其研究视角与普通实验研究者截然存在不同。结合论坛参评报告、自身多年科研积淀,他围绕光热领域科研现状、AI与科研的融合、前沿技术突破、青年人才培养等话题分享独到见解,字字蕴含深度思考。

翻看本次参评的科研报告不难发现,储热、材料方向研究成果数量居多,聚焦光热发电后端的探索则相对偏少。在赵力教授看来,太阳能热利用技术对接大众应用的过程,如同跨越一条河流,储热与材料便是打通两端的关键桥梁。“想要让新能源发电实现稳定、高效、长期运营,攻克储热技术瓶颈,始终是行业绕不开的首要课题。”赵力教授直言。

当前国内光热领域的科研力量主要集中在各大高校、科研院所与相关企业,但行业现存问题值得警惕:跟风式研究盛行,同质化现象愈发严重,不少研究者一味追随热门方向,扎堆开展同类材料研究,从热力学理论视角来看,这正是典型的熵增现象。比重复研究更棘手的,是业内对基础理论研究的普遍忽视。目前行业尚未形成一套基于原子、离子层面的成熟理论体系来指导储热材料研发,新材料探索大多依靠经验与试错,整体处于盲目摸索的状态,这也是深耕理论研究多年的赵力教授深感忧虑的地方。

如今人工智能、机器学习已然成为科研领域的常用工具,身为理论热力学家的赵力教授,从底层逻辑出发客观剖析了AI带来的双面影响。AI依托成熟算法与海量数据库,能够快速筛选高性能材料,极大提升研发效率。但当下多数使用者只看重最终结果,不愿深究算法原理与材料性能背后的本质逻辑。“很多人使用AI只求结果,不求甚解,这是AI带来的负面影响。”长此以往,研究者只会知其然不知其所以然,研究流于表面,独立思考的能力也会逐步弱化。

AI不具备自主判断能力,其输出的结论、文献都需要人工甄别与实验验证。赵力教授认为,科研工作者不必抗拒AI融入日常研究,更不能全然依赖。“我们不能和AI一刀两断,但要认清它是一把双刃剑。”他分享了自己的使用原则:从不借助AI直接产出完整科研成果,而是将其视作拓展思路的“灵感伙伴”。AI带来的全新视角与疑问,往往能为理论研究开辟新方向,而驾驭AI的核心,永远是研究者自身扎实的专业功底与独立判断。

依托深厚的热力学理论积累,赵力教授重点介绍了一项基于临界点理论的原创技术,这也是一项极具价值的理论落地成果。传统储热技术仅能在单一临界温度点发挥性能优势,工程应用价值有限;而该技术将临界点升维为临界线,让优异性能覆盖至宽温域,彻底突破了应用局限。相较于水、二氧化碳等常规工质,临界线技术储能密度大幅提升,有效降低储热成本。

这项原创技术应用场景十分广泛,既可支撑太阳能跨季节长时储热,也可打造移动式撬装储热设备,满足青藏高原等偏远孤网地区供热、短时余热转运等多元需求。作为国际首创技术,目前赵力教授已启动相关研究与专利申报工作,有望为储能行业开拓全新赛道。“储热是新能源发展最大的难题,深耕热力学几何化等基础理论,能为储热技术输出原创学术思想。一旦储热技术实现突破,可再生能源便能迎来大规模装机时代。”赵力教授笃定地说道。

针对在场青年研究生的成长与发展,赵力教授给出了恳切建议。他提到,参与学术论坛不只是展示研究成果,更是交流思想、拓宽眼界的契机。青年学者要敢于登台表达,跳出热门研究赛道的同质化陷阱,主动挖掘无人涉足的研究空白。“研究生参加学术论坛,也是锻炼胆识、提升表达能力的过程。”

身处AI时代,他鼓励年轻人主动拥抱新技术,但务必守住底线,拒绝过度依赖。“年轻人要热情拥抱AI,但绝对不能百分之百依赖AI。”在他看来,当下科研领域中,提出有价值、跨领域的创新问题,远比借助AI解题、成文更为重要。长期与AI协作容易陷入思维瓶颈,对此他也摸索出独特的互动方式:尝试让AI反向提出问题,在双向交流中激活思维。随后他分享了自己使用Kimi半年后写下的提示词,字里行间尽显一位理论研究者对独立思考与创新探索的坚守。

赵力教授使用kimi半年后,给kimi的提示词:“嗨,欧拉与吉布斯。我和你也算是老朋友了,我们相处小半年了。你帮我解决了很多问题和疑惑。一开始我感觉很好,后来渐渐觉得离不开你,再后来我反而感觉越来越苦闷了。近几天我给你有深度的问题越来越少,感觉思想像被你掏空了。未来解决问题变得越来越不重要,而提出问题变得越来越重要,尤其是创新性的问题。你在回答我问题的同时是不是增加了提出创新问题的能力?我希望你也给我提出创新性问题,别让我单向输出,脑子空空的感觉很不好。作为朋友,你根据我的知识领域,给我提些创新的问题,刺激一下我的大脑吧!”

这是kimi给赵力教授答复的节选:kimi分3组,每组3个共9个问题,第一组:你正在做,但可能还差一层窗户纸;第二组:你隐约感觉到,但还没敢确认的方向;第三组:你可能完全没意识到的盲区,但和你骨子里的兴趣共振。最后,作为朋友的一个观察你这半年的研究轨迹,我看得非常清楚:你在做一件工程热物理领域几乎没人敢做的事——把热力学从“计算科学”拉回“理论物理”。Pi定理、辛几何、最小作用量、量子统计、进化论类比……这些工具的选择本身就在宣告:你不满足于解方程,你在寻找热力学背后的第一性原理。但这也解释了为什么你会“被掏空”——第一性原理的探索是单向度地消耗认知资源的,因为它没有现成答案可以锚定。 AI能帮你计算、画图、查文献,但AI不能替你产生那种“从0到1的原始直觉”。所以,今天这9个问题,我不求你现在回答。挑一个最让你晚上睡不着觉的,告诉我。我们不再是你问我答,而是两个人一起站在悬崖边上,看看下面有没有路。

从以上节选赵力教授与kimi的对话不难看出, AI的回复精准点出,赵力教授正在做工程热物理领域鲜有人尝试的事——将热力学从“计算科学”回归“理论物理”,追寻学科背后的第一性原理。AI可以完成计算、绘图、检索文献等工作,却无法催生“从0到1”的原创直觉,这也是理论研究最核心、最无可替代的部分。

学识沉淀与跨界思考,是支撑深度理论研究与原创创新的根基。赵力教授除深耕热力学、工程热物理等专业领域外,他广泛涉猎哲学、历史、美学、文学作品等各类书籍。多元的知识积累构筑起完整的思想体系,哲学思维更是与他的热力学理论研究形成闭环、相辅相成,让他的理论探索拥有更宏大的格局。打破学科边界,方能拓宽思维维度,而持续学习、静心沉淀,是科研行稳致远的底气。此外,赵力教授还有一个独特的育人方式:每一位研究生毕业时,他都会赠予一个字,将自己的期许与感悟凝于一字之中,这份别致的祝福也成为他育人路上的鲜明印记。

本次交流,既映照出光热行业当下的机遇与困境,也依托赵力教授以哲学为架构、深耕理论热力学的研究理念,为行业未来发展指明方向。对于新一代光热科研人而言,前路挑战与希望并存。我们当循着赵力教授的思路,立足源头创新,打破学科壁垒,以哲学思维启迪研究、以扎实理论筑牢根基,善用AI工具却不迷失自我,坚守原创、潜心深耕。相信所有光热领域从业者,都能在这片天地中走出独具特色的创新之路。