新火種
2023-12-21 
謝建新院士走進(jìn)北京市鐵路第二中學(xué)，講述材料智能技術(shù)與機(jī)器學(xué)習(xí)
“機(jī)器是怎么學(xué)習(xí)的？日常生活中的鐵和鋁怎么變得智能化？”12月18日下午，在北京市鐵路第二中學(xué)，中國(guó)工程院院士謝建新向170余位高中生解答了這些問(wèn)題。這是“院士專(zhuān)家講科學(xué)”——2023年科學(xué)教育行動(dòng)活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)。此次活動(dòng)由北京市科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主辦，北京科學(xué)中心和新京報(bào)社承辦，中國(guó)工程院辦公廳支持。謝建新是中國(guó)工程院院士、北京科技大學(xué)教授、校學(xué)術(shù)委員會(huì)主任。兼任國(guó)家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展專(zhuān)家咨詢(xún)委員會(huì)副主任、中國(guó)材料研究學(xué)會(huì)常務(wù)副理事長(zhǎng)、中國(guó)有色金屬學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)等職務(wù)。他長(zhǎng)期從事新材料與制備加工新技術(shù)新工藝研究開(kāi)發(fā)、工程化與應(yīng)用。銅鋁復(fù)合材料、高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金材料、高性能鋁合金材料、材料制備加工短流程新工藝等已轉(zhuǎn)讓到20余家企業(yè)應(yīng)用。在這節(jié)特殊的科學(xué)課上，謝建新為學(xué)生們分享有關(guān)材料智能技術(shù)與機(jī)器學(xué)習(xí)的科普知識(shí)，向他們傳遞科學(xué)精神。
12月18日，中國(guó)工程院院士謝建新給北京市鐵路第二中學(xué)學(xué)生上特殊的科學(xué)課。用機(jī)器學(xué)習(xí)使新材料技術(shù)智能化在活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)，謝建新先向同學(xué)們介紹了科學(xué)的研究方法，即實(shí)驗(yàn)研究、理論研究、計(jì)算模擬、機(jī)器學(xué)習(xí)。其中，機(jī)器學(xué)習(xí)是人工智能的核心技術(shù)。
謝建新鼓勵(lì)學(xué)生們未來(lái)多關(guān)注材料學(xué)專(zhuān)業(yè)。 新京報(bào)記者 王子誠(chéng)
攝謝建新以打游戲?yàn)槔o學(xué)生們講解機(jī)器學(xué)習(xí)的方法。三人組隊(duì)參加游戲大賽，按規(guī)定先殺敵100的團(tuán)隊(duì)可獲10000元獎(jiǎng)金。三人通力配合，贏得比賽，獲得了獎(jiǎng)金。但因?yàn)槿说乃健⒔巧灰唬?jiǎng)金分配出現(xiàn)了分歧：不能單純按照個(gè)人單獨(dú)殺敵能力分配，因?yàn)樵趫F(tuán)隊(duì)中的協(xié)同作用和貢獻(xiàn)最為關(guān)鍵。“應(yīng)該怎么分配獎(jiǎng)金，才是最公平的呢？”謝建新向?qū)W生們提出問(wèn)題。隨后用機(jī)器學(xué)習(xí)的方法列出了一個(gè)數(shù)據(jù)表格，將三個(gè)人分別當(dāng)主攻手、次攻手、輔助手能殺敵的數(shù)量列出來(lái)，算出三人的貢獻(xiàn)度，再按照貢獻(xiàn)度來(lái)分配獎(jiǎng)金。通過(guò)這個(gè)小案例，謝建新告訴學(xué)生們，機(jī)器學(xué)習(xí)就是從大量數(shù)據(jù)中提取模式、獲取知識(shí)。人們所熟知的ChatGPT、醫(yī)療診斷、AI系統(tǒng)，它們的基礎(chǔ)都是機(jī)器學(xué)習(xí)。
謝建新所從事的材料學(xué)專(zhuān)業(yè)，目前也在與機(jī)器學(xué)習(xí)高度融合，發(fā)展智能設(shè)計(jì)方法開(kāi)發(fā)新材料。“一架大型客機(jī)會(huì)使用到200多種材料、400萬(wàn)-600萬(wàn)個(gè)零部件，大家所熟知的高鐵、載人航天、東風(fēng)系列導(dǎo)彈都是基于新材料的突破所取得的成就，而數(shù)字化、智能化制造是推動(dòng)新材料應(yīng)用的加速器。”通過(guò)這些舉例，謝建新告訴學(xué)生們新材料數(shù)字化、智能化的重要意義。謝建新鼓勵(lì)學(xué)生們未來(lái)可以多關(guān)注材料科學(xué)，投身國(guó)家材料科技事業(yè)。轉(zhuǎn)換視角，讓生活充滿(mǎn)科學(xué)“如果未來(lái)想要在材料領(lǐng)域?qū)W習(xí)就業(yè)，在高中時(shí)期需要做哪些準(zhǔn)備？”75分鐘的講座結(jié)束后，在場(chǎng)的學(xué)生們積極舉手提問(wèn)。
院士講座中，學(xué)生們認(rèn)真記筆記。新京報(bào)記者 王子誠(chéng) 攝
謝建新告訴學(xué)生們，“發(fā)現(xiàn)和研究新材料的最基本的方法是化學(xué)與物理實(shí)驗(yàn)，數(shù)學(xué)是最重要的工具，除此之外，歷史文化等人文社科類(lèi)學(xué)科也很重要。高中的學(xué)習(xí)不能只為高考，所有的知識(shí)對(duì)未來(lái)都有用。”“新材料的發(fā)展方向是哪些？”另一個(gè)學(xué)生對(duì)院士提問(wèn)。“新材料可以小到量子點(diǎn)材料，也可以大到航空航天器。”謝建新介紹，從微觀級(jí)別來(lái)看，在納米級(jí)空間里限制原子和電子運(yùn)動(dòng)，這樣能創(chuàng)造出新的材料。從宏觀級(jí)別看，現(xiàn)在想要往空間站里送的材料，送1克物體需要的錢(qián)要比1克金子都貴，因此怎么在保證強(qiáng)度的情況下，降低材料的重量非常重要。謝建新告訴新京報(bào)記者，這是幾十年來(lái)，他第一次為高中生們講課。“我琢磨了一些孩子們可能感興趣的例子，希望可以培養(yǎng)他們對(duì)材料科學(xué)的興趣。”
新京報(bào)記者 郭懿萌編輯 繆晨霞 校對(duì) 賈寧
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