都說物理學有用,連《自然》雜志也在其社論中指出:物理學的“用”不言而喻。在今天由中國工程院舉行的“物理學與可持續發展”工程科技論壇上,中國工程院副院長杜祥琬在《物理學與中國能源可持續發展》的報告中為能源發展“應用”物理給大學生們指點“迷津”。
今天的活動是為紀念世界物理年。一年中,記者多次參加這類活動,其模式已了然于胸:演講者一般都先講為什么定今年為世界物理年、愛因斯坦的貢獻、物理學的重要,然后再介紹自己所研究的學科與物理學的關系及進展。然而,杜祥琬的演講獨辟蹊徑,不但介紹了各種能源在我國的應用情況及未來前景,而且指出了在未來能源中物理學需要幫助解決什么問題。
杜祥琬說,風力發電是目前中國最具有大規模產業化前景的可再生能源,現在最需要解決的是大型風電設備的國產化以降低風電成本,這就需要解決一系列的物理和技術問題:如風能/軸功率的能量轉換過程涉及風輪的空氣動力學和氣動彈性的穩定性的研究、變速風力機的整體動力學的控制問題等。講到生物質能時,杜祥琬說,在生物質能的產業鏈條中,有一系列的物理問題需要解決:如生物質燃燒過程中鍋爐受熱面的腐蝕性機理和防治措施的研究;垃圾燃燒發電過程中對不可燃物的處理及燃燒生成氣體中的有害物在排放之前的化學、物理處理等……
杜祥琬還專門介紹了物理學與節能。他說,全球電力約22%%消耗在照明上,而以化合物半導體材料為發光元件的半導體固態發光二極管是一種新型照明光源,正引發人類照明史上的一次革命,它所需要研究解決的物理和技術問題主要有:提高半導體芯片的發光效率、提高單管最大可發光通量、延長發光二極管的使用壽命等。談到交通節能時,杜祥琬說,我們的能耗真正用在車輪子上的只有15%%,剩下的都耗在了其他磨擦上了,物理學需要進行磨擦學與磨損學的研究、不同燃料的燃燒學研究,解決減排降污技術、燃料電池技術和氫能利用問題。
讓大學生們知道能源問題中需要解決的物理問題,杜祥琬的演講本身就很有“用”。