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感谢您加入“改变世界：印度首个未来科技与可持续发展播客”。今天，我非常荣幸地邀请到印度科学教育研究所的物理学教授 G.V. Pan Kumar 博士。他是一位科学家、博主、播客，致力于对光、软物质、形而上学和科学史进行不懈的探索。我们今天的讨论主题将是“光与软物质的相互作用：从基础物理到技术应用”。教授，非常感谢您抽出宝贵时间参加播客。教育行业正在发生翻天覆地的变化，您认为人工智能将如何影响或颠覆教育行业？
非常感谢。很高兴能参与其中。我非常欣赏您和您的频道所做的出色工作。我真的很喜欢你们发布的很多内容，我很高兴看到大家对科学、技术及其相关领域有如此浓厚的兴趣。
实际上，这既有好处也有坏处。从技术角度来看，像印度这样的国家将从先进技术中受益匪浅，这些技术可以为一些更具随机性的过程带来更高的精度和规律性。例如，如果我们想简化某种工业制造单位，这将是一个巨大的进步。
令人担忧的是人工智能的人文和伦理方面。大部分正在进行的培训，其输入信息大部分来自英语为母语的西方社会。因此，您可能已经意识到，即使在图像识别和模式识别算法中，如果识别对象是白人男性，其处理和识别的准确性也会更好；而如果识别对象是有色人种，则识别效果不佳。这曾引发很多争议，而且这些争论至今仍然存在。
在教育方面，我认为它还有很大的发展空间。它可以为已有的基础设施增添内容，但它本身无法成为基础设施。这是我的看法。例如，它无法取代教师，因为人的因素非常重要。
在印度，我的梦想是能够整合所有语言。我非常想深入学习马拉地语。我一生都讲卡纳达语，这是我的母语，我也能流利地说印地语和其他语言。如果您使用基于人工智能的工具，例如，如果我想阅读一些优秀的马拉地语文学作品，而我的马拉地语水平并不高，那么这类人工智能工具将非常有帮助。从这个角度来看，它非常有益。我将能够理解那些否则需要更长时间才能掌握的东西。这肯定会有帮助。
同样重要的是，在向学生介绍人工智能工具的层级也应该是一个讨论的话题。因为如果我们把一切都摆在他们面前，不让他们提问，只是不断地给他们答案，那将不会非常有益。所以，我认为您提出的问题在背景下既有好处也有坏处。但坦率地说，这是一个未被探索的领域。
人工智能目前显然有利有弊。您提到了语言问题。有像 Bhashini 这样的工具，也有像 Smi Cim 这样的公司，以及许多其他公司正在开发这些本地化的语言。是的，我认为有利有弊。在接下来的几年里，我相信它将成为一种辅助工具，而不是替代品。因为我认为那种替代的说法永远不会发生。因为我们一直都有增强我们的工具，人工智能就像另一个增强我们的工具。是的，这种工具的能力比我们过去拥有的工具要强大得多。
您能否解释一下光学和光子学的区别？
光学本身处理的是光本身，光的行为，有时甚至是光的起源，以及光如何传输、如何转化，以及光如何用于各种不同的应用。传统上，光学是科学领域之一，我不仅仅是指物理学本身，它是最古老的科学研究领域之一。人类一直对视觉理论感兴趣并着迷。事实上，即使在 1800 年代到 1900 年代，人们对我们的视觉如何工作也没有完全的理解。只有在最近，由于先进的工具等，我们才有了更好的理解。
光子学这个词出现在我们观察光与某些物质相互作用时。光子学不仅涉及光的属性，还涉及光在物质内部的行为。它还与我们现在将利用光的现代观点有关。例如，光子的概念也带来了其自身有趣的特性。例如，如果我们真的以极低的强度来降低光源的强度，那么这个光源现在可以发出光子，这意味着它可以以规则或不规则的时间间隔发出能量包，具体取决于您获得的光源类型。
例如，如果我们考虑一个理想情况下的原子，并且原子发生跃迁，那么每一次跃迁都会产生一个光子。而这种跃迁并不容易控制，也很难从这种发射过程中提取信息。但感谢我们能够工程化材料，我们能够获得能够发出单个光子的光源。而我们用于照明我们家、办公室和实验室的传统光源，本质上是成束的光，意味着在同一瞬间会发出许多光子。因此，从该光源发出的光子之间没有相关性，这意味着您现在有一个机器，它在同一瞬间扔出多个网球，而任何一个球与其他球都没有关联，它们可以随机地从机器中射出。这就是我们使用的许多光源发光的方式。
当我们把所有这些光子放在一起时，就像把所有网球放在那个机器里一样，您现在可以将所有这些网球表示为一个束。如果以光的术语来看，这个束就是一束光。例如，激光束也发出光子束。因此，您现在拥有一个能量包，并且有波从该源发出。那么如何产生这类光源？当光与这类光源相互作用时会发生什么？或者光如何在材料中传播？这些都是光子学的核心主题。
区别不是非常严格，它们之间有很多重叠。光学本身处理的是自由光子，意味着它们实际上是自由传播的波。因此，您可以将它们纯粹作为光源或光的传播来研究。在光子学中，您必须将物质和光结合起来，然后一次性理解它们的相互作用。这是一个粗略的比喻性解释，但还有更多。当然，还有更多。您可以随时为“光子”添加前缀。您可以添加“纳米光子学”来处理亚波长性质的事物。您还可以添加“皮秒光子学”，这将真正将极限推向非常小的尺度。您还可以添加“超快纳米光子学”，其中事物不仅小，而且非常快。这意味着您将进行以阿秒为单位的操作，并且您将拥有皮秒级的光子学。这是一个非常迷人的领域。
在我个人的兴趣方面，我一直在研究光子力学，即如何施加力、力矩和其他类型的相互作用，当涉及到光与物质的相互作用时。这是我一直在探索的主要兴趣主题之一。我们一直在探索的物质是所谓的软物质，也许以后我们可以详细讨论。
您能分享一下关于双缝实验的看法吗？该实验似乎揭示了光的波动-粒子二象性，以及量子力学中“当有意识的观察者观察时，事物才会显现”的理论。这是一个有点模糊的领域。
这个概念的起源可以追溯到一位名叫杨的英国科学家。杨是光的波动理论的先驱之一，因为他进行的实验为光的波动理论提供了最重要的实验证据之一。因为一直存在争议，光是粒子还是波。在某些情况下，它确实像波一样工作，而在某些情况下，它像粒子一样工作。这就是您可能听说过的波粒二象性。
当涉及到量子力学时，它的行为更像粒子。而对于光子学和光学，传统的经典光子学和光学，它更多地与波有关。所以，当我们谈论杨的双缝实验时，它在历史上是科学上最重要的实验之一，我说的不仅仅是物理学或光学。原因是它展示了如何通过波的相互作用来研究干涉。在基本层面，这是一个可以提出的最重要的问题。所以，人们可以问，如何使事物发生干涉，以及这种干涉的结果是什么？
当杨的双缝实验出现时，它首先告诉我们，您可以产生干涉。下一个问题是，在什么条件下会发生干涉？如果假设光是波，那么就可以解释为什么会发生干涉。这提供了最重要的实验证据之一，表明在某些条件下，光表现为波。
现在，关于您所说的“非破坏性实验”或“量子光学场景”，这实际上是在杨的实验之后将近 100 年才出现的。因为这种双缝实验的概念现在也可以应用于量子力学系统。现在，这个简单的双缝设计可以成为各种相干光源的模型系统。现在，您可以将这两个狭缝表示为两个原子，或者表示为两个光源，或者表示为量子系统的两个状态。因此，由于您现在获得的两个状态，您可以拥有某种叠加。
杨的双缝实验所做的是，它采取了一个非常重要的概念，并展示了光可以表现为波，但这成为了测试许多事物的模型系统。以至于理解量子光学和量子系统本身的核心，现在都通过杨的双缝实验模型来研究。双缝实验可能提供了最重要的模型系统之一，用于理解物理学并超越光学。它为研究相干性质打开了许多途径。如果您有两个光源，并且想了解相关性、反相关性等等，这些系统现在都可以回答您在双缝实验领域提出的问题。因此，一个始于光学实验的实验，现在已经成为测试量子系统等方面最深刻的含义之一。而且它还没有被完全利用。还有多粒子、多缝实验等等，还有很多工作要做。
您的研究侧重于光与软物质的相互作用。您能解释一下什么是软物质，以及为什么它从物理学的角度来看如此迷人吗？
简单来说，软物质是指任何可以用微小力量变形的物质。例如，软物质在我们日常生活中无处不在。例如，您的牙膏是软物质，牛奶是软物质，眼睛的泪液是软物质。您厨房里的任何液体实际上都是软物质。
从应用的角度来看，软物质无处不在，因为构成人体的大部分系统也是软组织、软材料。它不是晶体。如果您看看我们的皮肤、我们的身体、细胞和各种系统，包括树木、动物以及所有有生命的东西，本质上都是一种软系统。而这个软系统对微小的扰动非常敏感。如果您对其施加微小的扰动，它们就可以变形，可以与环境相互作用，也可以适应。这就是它的美妙之处。
它不像您手中的手机。您手中的手机屏幕也不是晶体材料，它实际上是由某种碳基材料制成的，比如某种复杂的碳基材料。这也是一种软材料。它与某种聚合物有关，可能还有液晶显示屏。例如，液晶是最典型的软物质之一。它们本质上是长链分子，具有非常强的取向或有序性，并且在任何不同方向上都没有取向。这些就是软材料，它们对任何外部扰动都非常敏感。因此，您可以施加电场、磁场、光或任何其他类型的应力、应变等扰动，它们会发生有趣的改变。
为了理解物理世界，尤其是在医学、生物医学、生物学等领域，这些材料与外部扰动的相互作用非常重要。它们也是很好的模型系统。例如，软物质的一个典型例子是胶体。胶体本质上是小物体，尺寸小至几微米，甚至有时小于一微米，它们悬浮在流体中。一旦流体中有这些胶体，这些胶体就会发生布朗运动。而布朗运动正是我们最早了解原子和分子存在的例子之一。
因为如果您现在取这些小胶体，并将它们放入液体中，比如水，这个粒子就会发生抖动运动。起初，人们认为这个粒子可能是某种小型植物或动物，是有生命的。后来，罗伯特·布朗和许多其他人，包括获得诺贝尔奖的珀金，都表明，即使您取无生命的物质，如灰尘颗粒，并将其放入液体中，它们也会发生这种抖动运动。这种抖动运动发生是因为这些小粒子现在正在与这些水分子相互作用，它们正在推拉这些水分子，它们正在发生碰撞，而碰撞正在产生这种随机运动。所以，这是一个非常重要的软物质系统例子，比如胶体。
在我的研究中，我们通过施加光学场来处理这些系统。现在，您可以通过创建光学势来阻止布朗运动。您可以使用激光束，如果有什么东西在抖动，那是一种随机运动。但如果您想在空间和时间上研究这个物体，您会怎么做？您会拿一束激光，创造一个“瓶子”，就像一个小罐子，然后把一个弹珠放进去。弹珠会被限制在这个罐子里。同样，您现在可以取软物质，并将它们限制在光束中。您可以在三维空间中做到这一点。
因此，我们可以从这种相互作用中学到什么？首先是光如何与这类材料相互作用。您可以变形，可以排列。但创造了这种新情况后，您还可以让它演变。例如，您可以使用光创造这种“罐子”，然后将许多物体放入这个罐子中。一旦您将这些物体限制在这个罐子中，由于这种限制可能会产生新的形成。这种形成可能导致一些在它们分开时不可能发生的事情。因此，可能会形成新的这类物体，这些新的形成可以产生新的拓扑结构，并产生新的物质。
例如，我们研究的一种物质叫做“光学束缚物质”。这是一种物质，其中存在电动力学力，一个胶体与另一个胶体之间存在相互作用。一个胶体散射的光与另一个胶体相互作用，而第二个胶体散射的光又与第一个胶体相互作用。现在，您在这两种相互作用的波之间再次发生干涉，您可以创造出非常有趣的胶体之间的电动力学相互作用。您可以形成非常有趣的物质状态，这些软物质的排列。当这些软物质以非常特殊的方式排列，具有一定的周期性和一定的拓扑结构时，它们就可以创造出一些奇特的排列。一旦您创造出奇特的排列，您就可以突破极限，并尝试从中获得奇特的函数。因此，从结构到函数，您通过创造这种非常奇特的组装过程来实现。
现在，您要做的是，比如说，您想用它来制造一个激光器，而这个激光器将与您日常生活中看到的传统激光器非常不同。例如，您可以在生物细胞内制造激光器，这通常被称为“生物激光器”。而这一切都是因为您能够利用光来组装它们，并且您现在正在利用激光束产生的力来操纵该软物质物体的空间和时间模式。
当您通过软物质物理学进行研究并创造新形式的物质时，它的应用是什么？
有很多。例如，研究物体。如果您想研究 DNA 的弹性，您会怎么做？您会怎么研究橡皮筋的弹性？您会拉伸橡皮筋。但对 DNA 做这件事并非易事。DNA 也像橡皮筋，可以近似。您需要拉伸这个 DNA。您怎么做？一种方法是取一个胶体，这是一个小粒子，将 DNA 的一端粘在这个胶体上，然后将 DNA 的另一端粘在另一个胶体上。您用激光束固定这两个胶体。激光束的优点是您可以精确地操纵它们的位置。所以，您固定这两个胶体，它们之间有一座 DNA 的桥梁，您慢慢地拉伸它们，直到某个距离它断裂，这就是测量 DNA 弹性的方法。因此，您将能够通过这种实验来了解分子、大分子的弹性。
这是另一个非常非常重要的应用。2018 年诺贝尔奖授予了 Arthur Ashkin，三位获奖者之一，正是因为他创造了这项称为“光镊”的技术。光镊正是用于这类应用，您可以非常精确地操纵生物分子，并提取有关这些分子物理特性的重要有意义的信息。
第三个例子是，您现在可以使用这类组装过程形成胶体晶体。通过形成胶体晶体，您可以创造出一种称为“超材料”的东西。超材料是指其物理性质不取决于其组成部分，而是取决于它们的排列方式。在这种情况下，光的作用是帮助您精确地排列它们，因为它们可以演变并形成奇特的组装体，而这在其他情况下是不可能的，因为您正在将系统置于非平衡状态。这些超材料可以是光辅助超材料。您不仅可以创造这类超材料，还可以利用它们来执行某些功能。其中一项功能是，如果您想生成一个可以携带涡旋的光束。光束通过这个超材料传播，穿过这个材料后，原本只有线性动量，只能推动它，现在您可以以一种方式注入光，使得出来的材料也携带角动量。它现在可以旋转这个物体。
这个想法不必局限于小尺度。有一个非常大的组织叫做“突破奖”，我猜您听说过。突破奖协会。该组织还有一个巨大的挑战，叫做“星舰挑战”。您可能听说过。其理念是利用光以接近光速的速度来操纵物体。其中一项挑战是利用光力来推进物体。这基本上就是“斯科蒂，传送”的那种情况，您利用光来真正地推动太空中的物体。在太空中没有真空，因此太阳辐射力或任何其他辐射力都可以帮助您推进物体。如果您能够创造接近光速的加速度，那么您就可以实现对太空物体的远程控制推进，您可以使用光和光力来创造这种推进。
这种力现在是所有这些应用的核心。有很多应用，非常多，我只给您举了几个例子。但这是一个迷人的领域，因为真正能做的事情只受限于想象力。这就是它令人兴奋的地方。但还有许多其他应用。
当您说这些奇特的物质时，它们是全新的物质形式吗？它们不像玻色-爱因斯坦凝聚体之类的吗？它们不是由完全不同的材料制成的吗？
它们不是由完全不同的材料制成的。这里的想法是采用已知的物质，例如软物质。软物质可以是任何由某些分子聚集形成的球体，形成纳米粒子，然后利用光力组装这些纳米粒子，并创造出奇特的组装体。这种组装体受您创造的光的结构控制。另一件事是，您可以使用相同的平台来不仅创造，而且生成。这是所有光学处理机制中最大的优势，因为您可以使用相同的光来不仅创造组装体，还可以从相同的组装体生成某些光学特性。因此，这是一种非常非常先进的处理技术。
您可能听说过“光刻”。这是一种非常著名的技术。如今，即使有了这项技术，我们也可以制造出非常致密的芯片。这些光刻图案是通过干涉激光束来写入的，这又回到了杨的双缝实验。一切都始于那里，因为那是所有这些技术的前奏，它们通过不断增加步骤和有趣的补充来发展现有的思维。因此，这里重要的是要认识到，您正在利用这个系统来产生全新的东西，不是在构成成分本身方面，而是在排列方面。正是排列创造了奇特的东西。但用同样的材料，就像我说的，超材料的性质不在于单个组成部分，而在于集体，它实际上产生了新的性质。因此，这里还有一个工程元素，非常迷人。
您还研究过“光热镊子”。它们与传统的光镊有何不同？它们开辟了哪些新的可能性？
光热镊子意味着光与物质相互作用时，不一定只通过辐射过程，也可以通过非辐射过程。让我来区分一下。辐射是指您入射光，物质与光相互作用并辐射，这意味着它再次发射光，这就是辐射过程。在非辐射过程中，您入射光，物质吸收光，而吸收的光不会以光的形式消失，您会损失一部分光作为热量。这就是热过程变得重要的原因。您现在也可以使用激光束来加热物体。
光热镊子基于这样一个事实：您现在可以利用相互作用的辐射成分和非辐射成分。因此，您可以在非常低的激光阈值下创造出非常有趣的组装过程，因为我们现在也利用了物体中产生的热量。一旦您开始利用产生的热量，您就可以创造出非常灵敏的镊子，它们实际上可以在非常低的功率下捕获物体，与传统的激光束相比，后者有时是前者或后者的一百倍甚至一千倍。这就是优势。优势在于，如果您降低激光器的功率，您就能处理敏感物体。例如，如果您用非常高功率的激光照射生物细胞，细胞显然会死亡。但在这里，您仍然可以操纵这些物体，而不会改变其固有的结构，方法是利用这种热行为来产生一些力，而这种力的产生本质上是通过激发激光束来实现的。因此，光有助于产生热量，而这种热量现在也用于捕获和镊取物体。这就是光热镊子的核心。
在光镊中，只有辐射成分起作用。在光热镊子中，辐射和非辐射成分都起作用。换句话说，您可以使用热量和光来创造这类相互作用，而热量本身由光促进。这就是它被称为“光热”的原因。
您还从事过拉曼光谱学。近年来，生物光子学是如何发展的？能否谈谈生物光子学在医学或生物技术中的一些应用？
生物光子技术最重要的发展之一是超分辨率显微镜的出现。超分辨率显微镜的一个应用是，您将能够分辨细胞表面上的分子，而这在以前是不可能分辨的。优势是什么？优势在于，如果您想真正了解细胞的某个部分是如何工作的，例如细胞表面是如何工作的，如果您无法区分分子 A 和分子 B，您就无法真正地高精度地研究它们。
例如，您生成的许多用于杀死癌细胞的药物现在都经过工程化设计，可以攻击某种分子。如果您现在采用这种超分辨率显微镜技术，您将能够创造出这种能够区分分子 A 和分子 B 的情况。这创造了一些令人着迷的情况。这再次归功于所谓的生物光子技术，因为您将能够生成激光束和荧光显微镜方法，这些方法可以帮助您分辨这类分子。
在拉曼散射方面，这是一种基于散射过程的技术。这意味着从相互作用中散射出的光可以产生非常有趣的分子特征。它就像一个指纹。因此，如果您现在取一个分子，比如可待因片剂。如果您现在用激光束照射该可待因片剂，例如，某个可待因片剂将含有某些分子，如扑热息痛分子。这些扑热息痛分子有不同的部分。因此，当您用光照射分子的不同部分时，它们会通过振动与光相互作用，而这种振动运动会转移到散射出的光中。
那么，对于特定种类的分子，在这种情况下是扑热息痛分子，该分子具有非常特殊的振动自由度。这种振动自由度对于分子结构来说非常非常特殊。因此，射出的光携带关于分子的信息。它就像一个指纹。这就是为什么拉曼散射在痕量检测、法医检测、古老绘画、考古情况以及假冒商品检测方面如此强大，因为您现在有各种混合物，而这些混合物否则无法区分。
因此，应用实际上有很多途径，几乎无处不在。该技术已经在各种不同形式中使用。在生物光子学的背景下，您现在还可以尝试拍摄细胞内分子的指纹快照，例如活细胞内、细胞核内、大脑内。您现在可以将某种光纤光源植入大鼠大脑中，也许甚至可以用于人脑，但我不知道。必须提出伦理问题。但它已经通过非常特定的许可等完成，他们将光纤电缆插入大脑的特定区域，您想知道该区域产生的分子特征是什么。然后您用光照射，接收散射光，然后进行分析，然后您将拥有一个已经研究过的分子库。
因此，如果您现在有扑热息痛分子和一些止咳糖浆分子，它们存在于身体的某个部位，并且可以检测到该信号，当然，这需要统计分析等，并不像我刚才描述的那么容易，但我只是给您一个大致的了解。因此，拉曼散射已成为提取分子信息的极其强大的方式。它不必仅仅是分子信息，您还可以研究材料信息。这是拉曼散射最大的优势之一。例如，如果您想研究二维材料，如石墨烯、二硒化钼和其他范德华异质结构等，它们都可以被精确地研究，这导致了一些非常迷人的应用。
哇，哇。这可能会为巨大的应用打开大门，彻底颠覆未来。当然，也可能有好处，也可能有坏处，因为您正在窥视事物的最底层，最小的组成部分。
除了您的物理学研究，您还对科学史深感兴趣。您认为理解科学史将如何影响当前的研究、教育或创新？
当你做科学研究时，你被限制在你面前的问题上。但要达到这个阶段，思想有一个漫长的演变过程。例如，激光是如何产生的？如果您去问这个问题，在激光之前有许多重要的发现和发明。它们都积累到一个特定的阶段，然后一些东西又被组合起来，然后又出现了新的创新和其他事情。为了理解思想的这种演变过程，我们必须认识到科学的历史方面，以研究社会、经济和文化方面更大的问题。科学方面没有得到同等的重视。
因此，需要受过科学训练的人从历史的角度提出问题。例如，这些思想是如何演变的？例如，我们传统上学习的卡诺热机，实际上卡诺热机之所以演变，是因为萨迪·卡诺在那个特定时期提出的问题对于提高发动机效率至关重要。他是如何受到启发的？他看到英国在发动机制造方面取得了巨大的进步。因此，正在发生的科学革命正在为英国社会带来经济效益。而那台发动机的核心是效率，但他们当时使用的发动机效率并不高。他们不知道哪种燃料能提供更高的效率。因此，萨迪·卡诺正在思考这类发动机能够运行的极限，以及如何提高发动机的效率。这是一个非常重要的问题，而且与当时提出这些问题所处的社会经济和其他方面的情况密切相关。
因此，人们只是对热机“口头赞扬”，但没有给予太多重视。这就是科学史如此重要的原因。我对此感兴趣。例如，如果一个人研究热力学，研究光学，这些思想是如何产生的？它们是如何发生的？其中还有非常有趣的社会和经济元素，但思想本身的过程也有非常有趣的传承。我感兴趣的是那些发展了这些思想的人，他们使用了什么技术，他们是如何产生一个想法的，什么影响了他们？例如，为什么他们会受到影响去问这个问题？没有人是孤立工作的，没有人是凭空工作的。这些都是令人着迷的事情。任何好奇的科学家都会有兴趣知道这些，因为仅仅知道课本上的内容是不够的。我们都知道查尔斯定律、牛顿定律、卡诺热机，一切都在那里，但当时提出这些问题的目的或背景是什么？
我的另一个兴趣是问同样的问题。科学本身没有改变，但我们是如何走到这一步的？我们是如何提出这些问题的？为什么人们对这些问题感兴趣？当时的背景是什么？他们是如何获得那个想法的？因为然后您可以重新构建整个思想演变过程。当然，这里也有主观性，因为总会有一些您可能完全不知道的事情，但这很有趣。
教授，您对有志于攻读纳米光子学和光学专业的学生有什么建议？该领域的机会是什么？
事实上，我不得不毫不犹豫地说，在物理学的各个子学科中，这是唯一一个肯定会为您提供比任何其他学科都大得多的就业机会的领域。我可以向任何人挑战。原因是，从英特尔到霍尼韦尔，再到尼康，再到任何制药行业，都有数十亿美元的产业需要光子学和光学。包括特斯拉，包括 SpaceX。没有一项技术不使用光学。它是无处不在的。因此，如果您也对进入工业界感兴趣，并且愿意将科学和技术结合起来，这是最好的选择之一。
您需要培养的背景是坚实的电磁学、经典力学、量子力学以及其他领域的基础。统计力学也变得越来越重要。因此，拥有良好的物理学基础，并且有动手工作的倾向。
一切与机器学习和图像识别技术相关的都通过图像识别过程发生。摄像头是机器人首先需要从视觉角度获取信息的接口。如何设计它？这是一个光学问题。这是一个非常重要的光学和光子学问题。因此，您需要真正调整您的技术和工艺，以深入了解光与物质的相互作用。您的像素、您的相机、您设计的宇宙飞船等等，都承载着大量的光学技术，包括詹姆斯·韦伯太空望远镜，以及许多其他望远镜，甚至旅行者号等等。一切都基于光学。我们只需要保持好奇心，问问那里有什么光学技术，您几乎总会发现它。
所以，我认为光存在于每一种技术中。教授，我的最后一个问题是，您能否描绘一下未来十年世界的样子，随着光学、纳米光子学、软光子学等领域的不断发展？因为我身处 AR/VR 领域，我们一直在努力实现技术的微型化，以便我们能够制造出像我戴的这种眼镜。也许您的手机和电脑都在里面。无论您看向哪里，世界都将是一个开放的屏幕。也有公司正在制造这些镜头，例如增强现实镜头。您能否给我们留下您的愿景，您认为未来十年世界将是什么样子，随着光子学、软光子学的发展，以及我们日常生活中将出现的各种应用？
它肯定会影响艺术，它已经在影响艺术。正如您所说，AR 和 VR。事实上，这是我的一位学生，他现在在芬兰的 dyslexic AI 公司工作，他正在研究这种光学技术。我预见，通过光学和光子技术，人类身体与外部世界之间将存在巨大的接口。因为如果您想获取视觉线索或任何类型的线索，您就需要一个已经部署在接口上的设备。这个接口必须能够从外部拾取信号，并以某种方式将其连接到人体。这会如何发生？事实上，眼睛是执行此处理的最佳方式之一，因为连接到大脑的视神经具有一些非常有趣的加工能力，这些能力仍然不完全被理解。这就是我一直在学习的。因此，理解外部世界与内部世界通过光学手段的接口是重大挑战之一。
我预见未来可能会发生的一件事是，利用机器学习技术和其他基于人工智能的方法与机器人技术相结合，来改进我们所做的许多事情，这些事情现在更容易出错。例如，即使现在，我认为还没有很好的技术。例如，我可以在屏幕上看到您的图像，并在不到一秒钟内识别出您的脸。这意味着，如果我 10 秒后再次看到您的脸，我仍然能够认出您。如果有一个新的人，我将能够区分您和那个人，即使那个人可能具有非常相似的特征。但现有的技术还不够好，它仍然需要学习，仍然需要一些时间来真正识别。事实上，图像识别方面是非常关键的。
看看光学读取方法，您手写的东西。您仍然没有很好的技术来识别它。例如，谷歌镜头。事实上，我去年去了日本，去了一个博物馆。在博物馆里，日本人有一些汉字，其中一些也有日文汉字。所以，谷歌镜头开始感到困惑。它可以读取日文汉字的一些方面，但有一些古老的汉字是用中文写的，它无法正确区分。对于懂语言的人来说，这只是一个非常自然的过程来区分。所以，我认为与视觉线索相关的技术将能够得到广泛应用。总而言之，我认为最迷人的方面是看到现有技术如何通过 AR/VR 等方式得到增强，并辅以光学线索。因为您知道，最快的沟通方式仍然是光。没有什么比光更快。因此，通信渠道的速度仍然低于光速，也就是说，它们总是以低于光速的速度运行。但光已经被用于通信。我们通过电缆获得的互联网连接实际上得益于光。这是我们能够通信的最快方式。现在也有可能通过视觉线索在机器和人之间进行通信，这必须通过视觉线索来实现。
最后一个是气候科学。光在其中扮演着非常重要的角色。事实上，即使现在我们用来进行空气质量指数读数的技术也是基于光学读数，通过光散射和其他技术。如果将基于人工智能的技术与这些技术相结合，以获得更精确、更局部的环境颗粒物分布，那将非常重要。
所以，在未来 10 年里，我认为光学不会消失。事实上，如果有什么的话，每个人都必须更好地理解它。
非常感谢您抽出宝贵时间参加播客，并解释了光学的潜力与力量。它显然已经无处不在，在未来几年里，它将在所有技术中变得更加情境化、更加相关。所以，祝您这样的人好运，他们处于研究和理论框架的核心，创造出它将如何发展，并从实验室走向市场，进入我们的日常生活。感谢您做到这一点。
对我和我的听众来说，如果您喜欢您在这里看到或听到的内容，请订阅。下次再见。
非常感谢，教授。非常感谢您的参与。非常感谢。这是我的荣幸。绝对的荣幸。