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电动汽车已经进入实用化阶段，各大车企都推出了新能源车型，但是其市场占有率至今还未能超越传统动力汽车。目前的新能源汽车所采用的锂离子电池和智能手机相同，不仅在续航里程方面不尽如人意，长时间使用之后还会出现电池劣化问题，导致续航里程进一步下降。此外，世界各地多次发生过新能源汽车火灾事故，锂离子电池的安全性也因此遭到质疑。
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为了改善锂电池的不足之处，据说单单丰田公司就制订了1.5万亿日元的新能源车车载电池的开发计划。可以说，新能源车车载电池已经成了左右未来经济与环境的推手。
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奇妙的材料：改变世界的12种化学物质和它们背后的科学传奇 人工智能主导下的新材料开发
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到了今天，新材料的开发已经不再以天然材料为基础，而是由研究人员设计创造新材料。当然，创造一种新材料并非毫无目的地四处撒网，而是以坚实的理论为依据，现在已经进入从原子层级的结构设计起步，然后再合成具有新功能的材料的时代。
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在这个新时代的材料研究领域中，日本的存在不容小觑。超强力磁铁以及锂离子电池、光催化剂、碳纤维、纳米碳管、蓝色发光二极管、铁基超导体、钙钛矿太阳能电池等，由日本人开发或者做出重大贡献的新材料不胜枚举。
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不过，从总体的发展趋势来看，日本在新材料研发中已经逐渐失去优势。其中一个原因是，以中国为代表的新兴国家开始崭露头角。从根本上来说，新材料基本上不会从一开始就以一个成熟的产品的形式出现在世人眼前，往往是作为一个新的概念性材料问世，经过多方尝试对其物理特性及生产方法加以改进，经过漫长的时间积淀才能定型。
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综上所述，即使在概念性研究阶段取得领先，在产品化阶段如果没有充裕的资金与人力支持也难以为继。而面对资金与研究人员越来越充裕的中国，日本渐渐失去了对等竞争的能力。有位日本研究人员曾经哀叹：“即使将日本的研究人员扩充三倍，中国依旧有能力再投入数倍于我们的人力。如果问该如何让日本赢得这场竞争，我觉得无论怎样考虑都看不到希望。”
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研究人员的研究工作并非在黑暗中全面开花、四处瞎碰，更多的是靠研究人员的经验与直觉。但是，在日本最擅长的材料领域中又出现了一名强敌，那就是一种名为材料信息学的新研究方法。
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第十二章中曾经提到过人工智能“阿尔法狗”自主学习了无数棋手的对弈棋谱，自行掌握了判断在某种局面时如何落子能提高胜率的能力。这相当于让计算机学会了众多棋士“也许这种方法可以解决问题”的“直觉”。更关键的是，“阿尔法狗”在升级后甚至通过数百万次自我对弈提高了“直觉”能力，竟然懂得自创新的手筋。
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材料信息学的原理与此类似，通过计算机自主学习过去开发材料的各种数据，掌握预测新材料物理性质的“直觉”。在这种方式之下，原本需要花费数年之久的新材料开发，很有可能仅用数个月即可获得成果。总而言之，通过大数据的高速解析与自主学习，最终可以取代研究人员多年积累才能获得的经验与直觉。
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推动这一新手法的契机源自2011年，由美国前总统奥巴马宣布启动的“材料基因组计划”。美国为此投入5亿美元，计划将新材料开发速度提高2倍。很快，到了2012年10月，该计划便打响了第一炮——成功提高了蓄电池固体电解质材料的寿命。仅用了几个月便超越了为此付出多年精力的日本研究小组，从中可窥见这种新方法的威力。
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看到这一成就，中国也紧随着美国的脚步，投入了大量资金启动了类似的计划。受此影响，日本也在2015年启动了同类计划。但不得不承认，日本目前已经落后于中国和美国。不过，产业界早就盯上了材料信息学的威力，前文提到的丰田公司也计划利用该技术开发蓄电池材料。
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近年来，人工智能、大数据等新名词成为热点，虽然也有担忧“人类的工作机会被抢走了”的声音，反过来也有观点反驳说这属于过度炒作。不过，人工智能已经开始在材料学领域中发挥优势，逐渐成为国际社会科研竞争的焦点。曾经在材料学领域中独占鳌头的日本，今后能否将自身的优势保持下去，估计在数年之内就能见分晓。
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奇妙的材料：改变世界的12种化学物质和它们背后的科学传奇 材料蕴藏着无限的可能性
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人类从原始社会开始以飞石、兽骨为武器至今已历经数万年之久。很快人类就掌握了将材料加工成所需要的形状的技术，懂得用火烧土获得陶器、用木材建设家园。随着人类所掌握的材料种类越来越丰富，能为生产生活提供的物品也越来越多姿多彩。材料改善了人类的生活，同时也强化了人类的能力。先于他人掌握了更加优良材料的人会赢得战争与财富，甚至成为君临天下的霸主。正如本书各章所述，为了寻求更加优良的材料，人类在各个时代都倾注了最先进的技术与最优秀的人才，这个趋势到今天依旧没有任何变化。
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未来的材料将走向何方？以蓄电池为例，蓄电池并非由单一材料构成，而是由电极、电解质、外壳等多种材料构成，通过这些材料的组合而实现性能上的提升。同理，未来问世的材料也绝不会单打独斗，必须在其他材料的配合之下才能发挥出真正的价值。如此看来，未来的材料开发并非专注开发优秀的单一材料，而是更注重多种材料组合与多种材料的功能均衡性。在新材料的选择上，人工智能毋庸置疑将发挥出巨大的威力。
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此外，像木材、陶器之类的单一材料能对应多种用途的情况将越来越罕见，这种趋势在塑料材料中早有体现。同时开发多个不同特性的新材料，根据具体用途进行组合的材料研发方式越来越普遍。
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在20世纪，通过大量生产方式向市场推出大量同类产品，消费者在实体店购买商品之后再慢慢摸索用途——这就是所谓的使用者迎合产品的时代。即将到来的是，根据使用者的喜好、体格、使用目的自动进行个性化设计，然后通过使用者身边的3D打印机完成产品的新时代。满足这个时代的必然是多姿多彩的材料，根据各自的特性搭配组合，让使用者精准使用。
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以上是作者对材料的见解，材料的历史就是一部谁也想象不到的东西诞生之后转瞬间将人类旧有的生活方式打了个粉碎的历史。200年前的人们，怎么会想得到一种密度只有铁的三分之一却坚固而不生锈的金属呢？100年前的人们做梦也想不到会有轻薄透明、摔在地上也不会破裂的瓶子。现在，这些对先人来说如同“梦幻一般的材料”却成为我们习以为常的物品。
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比钢铁更强韧的纸张、破碎后会自行复原的陶瓷、可折叠成小块的玻璃、大冬天一件单衣就可以出门的全保温型衣料、喝完饮料后会自动消失的容器——这些听起来非常神奇的材料也许在未来人类的生活中随处可见。生活在当下的我们，也许只是刚刚从材料的海洋中掬起了一捧水罢了。
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