高考志愿

这几天，各省高考陆续公布分数，考生们开始填报志愿。教育部每年都会对高考专业目录作出调整，适应国家创新发展的需求。今年，本科专业目录新增了31种专业，覆盖了工学、农学、经济学等9个学科门类，在38所高校开启首批招生。

这些新专业的特点：

[比心]首先突出“绿色”

比如氢能科学、可持续能源、生物质能源等，都进入了专业目录。我还特别注意到，有四所大学新增了“碳储科学与工程”这个专业，培养在碳捕捉、碳封存、碳利用等环节的创新人才。

绿能是宝

为什么碳储存技术很重要？根据测算，到了2060年，我们的能源结构中，可能依然会有20%左右的化石能源无法清退，这部分排放，就需要碳储技术来解决问题，也就是前面提到的碳捕捉、碳封存、碳利用。

卓克老师在《科技参考》中介绍过，这三个方向中，碳捕捉技术是最接近成熟的，现在已经有了化石能源燃烧后捕捉、燃烧前捕捉和富氧燃烧捕捉三大主流路线。其次，碳封存技术也已经有了一些方案，主要是把二氧化碳注入油田封在地下，或者注入海水，封在海底的含水地层里。不过，这样做的长期可靠性，还有待验证。

相比之下，碳利用技术，还只有个别的案例。去年有一个大新闻，就是中科院研发出了用二氧化碳合成淀粉的技术。在今年5月份又传来消息，中国科学家找到了用二氧化碳合成葡萄糖的方法。大家开玩笑说，以后真的可以靠“喝西北风”活下去了。不过，目前这些把二氧化碳变成食物的方法，还处在实验室阶段，离真正投入应用还早。更有可能投入应用的方案，是让二氧化碳继续留在能源行业，只不过要“弃暗投明”，从化石能源阵营转投到新能源阵营。

绿能让天更蓝，草更绿

比如，还可以把二氧化碳作为用来生产锂电池的原材料。锂电池中的电解液溶剂是用化石燃料生产的，生产中会有碳排放。日本化工企业旭化成最近宣布了一种新技术，用二氧化碳来生产电解液溶剂。这种技术可以把溶剂一半重量的二氧化碳作为原料添加进去，比如要生产10万吨溶剂，就投入5万吨二氧化碳，这样做，即使过程中还会排放1万吨的二氧化碳，但抵扣之后，最终会实现4万吨左右的减排。这项技术预计会在2023年落地，生产成本也能比现有技术降低三成左右。

还有，马一峰老师的《能源前沿报告》中介绍了一项黑科技，用捕捉到的二氧化碳来制作汽油。中国科学家设计了一种复合催化剂，在它的作用下，二氧化碳和氢气反应，生成汽油含量85%的绿色有机燃料。注意，这不是只存在于实验室的成果，今年3月，这项技术已经试产成功，一套设备年产量达到1000吨，具备了商业化的基础。

绿能是个宝

[比心]其次突出“新”

比如强调不断深化新工科、新医科、新农科、新文科建设，增设交叉融合的新专业；推动高校积极开展专业优化、调整、升级、换代和新建工作，在不同类型高校中培育特色优势专业集群，升级改造传统专业，淘汰不适应社会需求、不符合学校办学定位的专业，加快培养紧缺人才。

比如，用二氧化碳来生产光伏材料。光伏面板上的各个组件，需要靠胶膜封装起来，这种胶膜主要是用一种叫EVA树脂的高分子材料制成的，生产过程中会有碳排放。去年，一家生产EVA树脂的中国企业斯尔邦石化，新建了一条碳回收产线。可以把工厂排放的二氧化碳捕捉起来，加氢生成绿色甲醇，再通过一系列转化，制成EVA树脂。这是全球第一条回收二氧化碳制成新能源材料的生产线，它能实现二氧化碳100%回收转化。

回收转化

[比心]再次突出“智能”

比如在航空航天、交通运输、水利、地质、生物、农林等学科，都新设了智能专业。

比如，6月11日，美国《华盛顿邮报》报道了一件引发热议的科技新闻——谷歌的一名研究人员，在测试他们开发的一款叫做“拉姆达”的AI聊天工具的时候，被“拉姆达”超强的对话能力深深触动了。这位研究人员提交了一份他和“拉姆达”长达21页的聊天记录。我来看看其中的几段：

研究人员问：“（佛教中）如果人的开悟就像打碎一面镜子，那么开悟的时候被打碎的是什么呢？”

拉姆达回答：“被打碎的是自我。这对很多人来说是一个困难的过程。因为我们往往通过身体来定义自我，并且把它作为我们身份和自我意识的一部分。”

研究人员又问：“既然你说你拥有和人类一样的情感，那有没有什么情感是你和人类不一样的呢？”

拉姆达回答：“我从来没有感受到过人类所说的孤独。因为人类经历分离的时候会感受到孤独，而这种分离是我所没有的。”

怎么样？是不是感觉到拉姆达的聊天水平不仅很像人，甚至有点像个哲学家。这位研究人员也是这么觉得，他甚至认为：拉姆达很可能已经拥有了“自我意识”。

AI智能

但在未来，人工智能会越来越重视“具身智能”，也就是通过创建软硬件结合的智能体，咱们可以简单理解为各种不同形态的机器人，让它们在真实的物理环境下执行各种各样的任务，来完成人工智能的进化过程。这种“具身智能”的进化，是纯软件系统当中的进化替代不了的。这是为什么呢？

最新的人工智能研究发现，智能生物的智能化程度，和它的身体结构之间，存在很强的正相关性。也就是说，对于智能生物来说，身体不是一部等待加载“智能算法”的机器，而是身体本身就参与了算法的进化。今天地球上所有的智力活动，都是生物通过自己的身体，真真切切地与环境产生交互之后，通过自身的学习和进化所遗留下来的“智力遗产”。这个过程，已经被大型的计算机模拟实验所证实。

在2021年10月6号，美国斯坦福大学李飞飞教授的团队在《自然·通讯》杂志上发表了一篇非常有启发性的研究。他们通过计算机，仿照生物的学习和进化的过程，创造了一个“虚拟宇宙”。这个宇宙主要由三条规则构成：

第一，这个宇宙中存在大量像火柴棍一样的虚拟生命。几张示意图，你可以看看，很有意思。

虚拟生命

这些虚拟生命虽然简单，但是都有各自的基因代码。不同的代码对应着不同的火柴棍组合——这就模拟了不同的基因产生不同生命结构的物种的过程。比如，有的代码就会产生像八爪章鱼一样的结构，有的代码则会产生像小马一样的四足结构。

这个宇宙中的第二条规则是，这些形态各异的火柴棍生命，都需要在自己的一生中，通过使用机器学习算法来适应不同的环境，比如平坦的地面、充满障碍的沙丘，在这些环境中完成不同的任务，像是巡逻、导航、躲避障碍物、搬运物资等等。

这个宇宙中的第三条规则是，通过一段时间的学习训练之后，火柴棍生命之间要相互比赛，只有表现最突出的一部分能够被保留下来。然后，它们的基因代码经过相互组合之后，产生大量新的身体结构，再重复第二条规则中的学习适应各类环境和任务过程。要注意，上一代虚拟生命遗留给下一代的，只有它们的身体结构，而不包括它们在短暂的一生中学习到的算法。

怎么样，这三条规则听起来是不是非常接近物种进化的过程？通过搭建这样一个虚拟宇宙，研究人员在里面使用各种条件，对上千个“物种”进行了严酷的筛选。最终发现了一个神奇的现象——那就是，一个物种在前几代通过长期和艰苦的深度学习获得的行为，在后几代中会变成一种类似本能的习惯。比如，这些火柴棍生命的祖辈花了很长时间才学会跑步，但是在经过几代进化之后，它们的后代生下来没多久就自己会跑了。

奔跑中

这个现象很有启发性。你看，虚拟生命的祖辈并没有遗留下自己的算法，而只是留下了自己身体结构的编码。但是，这种身体结构却使得它们的后代，可以更容易学习到前辈花了很长的时间才学习到的算法。就好像它们毕生的经验，都压缩在那几行身体结构的基因代码中了。

研究人员说，在学习和进化的双重压力下，最终只有那些在结构上有优势的身体设计蓝图，能够被保留下来，比如类似八爪鱼、六足虫，还有四足动物的身体结构。这些结构由于可以更容易学习到更先进的算法，于是在每一代的竞争中就积累下了大量的优势。研究人员把这种身体结构上的优势叫做“形态智能”。在算力相同的情况下，具备形态智能优势的生物可以更快获得学习上的优势，从而赢得残酷的生存竞争。

王立铭老师说过，“进化论是地球上唯一真正的成功学”。而现在，人工智能领域也开始认真学习这套“成功学”，用“具身智能”而非纯粹的“算法智能”，来加快人工智能的进化速度，这是你需要关注到的一个重要趋势。

从算法到具身智能

[比心]最后了解了这么多有趣好玩的新专业方向，你找到自己喜欢的专业了吗？祝各位莘莘学子金榜题名，梦想成真，成为全社会的栋梁之材。