编者注：张首晟教授是美国文理科学院院士、美国物理学会会士、中国科学院外籍院士、美国国家科学院院士，现任斯坦福大学J.G. Jackson和C.J. Wood讲座教授。他的主要贡献包括对拓扑绝缘体、量子自旋霍尔效应、自旋电子学、高温超导等领域的研究。

　　2016年9月9日张首晟教授在重庆发表了有关人工智能与科技创新内容的演讲，介绍了自己所做研究的主要内容与摩尔定律在科学创新中的位置，以及人工智能的发展与未来，以下为演讲内容整理。

　　人工智能一直是我在思考的问题，今天分享的题目就是“科学，创新与投资”。科学我讲一下自己科学的研究以及人工智能相关内容。

　　有一个说法，说科技的进步是远远超过人类本身的进化，之所以科技和信息技术有如此飞速的成长，主要的一个原因就是所谓的摩尔定律，摩尔定律就是我们的计算能力每过18个月就翻一次倍，在过去一直按照摩尔定律进行。

　　今后的发展如果按常规的技术用摩尔定律进行推进的话，会碰到一个瓶颈。比如今年的科技大会上任正非先生也提了，他现在感到最大的危机就是 摩尔定律危机。为什么会产生呢？是因为大家感觉到如果把一台电脑放在自己的大腿上会非常发烫，因为在计算过程中电子的能耗也是非常强大，如果每个三级管所产生出来的热量都是差不多的话，每过18个月翻一次倍的话，发散的热量也是翻一次倍。

　　但是对于科学家来说这是一个非常好的机会，我们看能不能寻找一个新型创新摩尔定律能够继续往前进。摩尔定律会碰到这样的问题：在赶集的集市，想象你是一辆跑车，它在赶集的时候始终在碰撞，如果不能散发热量就会受到阻碍。如果想到这个原理大家就可以想到我们为什么不为电子在芯片的层次做一个高速公路，这就是我科学研究的发明，电子在芯片层次有一个车道的概念，能够各行其道互不干扰。在右边我们可以尾灯，这个车往前走，在左边的话我们是往前开，如果能把高速公路的运动模式实现在电子芯片层次的运动模式，我们真正意义上有一个新的工作原理，使得摩尔定律能够往前推进。

　　我生活在硅谷，硅谷带动了人类信息技术的发展，当年有一位先生发明了三级管，得到了诺贝尔奖，他和他的子弟们创办了很多半导体公司，然后慢慢发展形成了像今天硅谷很多的信息公司。今天全世界各地，尤其在中国几乎每个地区都想成为一个新的硅谷，新的硅谷也要抓住一个历史性的机会，如果没有一个历史性的机会，我们总是走在硅谷的后面。但今天摩尔定律所碰到的危机给我们创造了一个很大的机会，咱们中国古老的语言里说危机危机，是危也是机，这点比英语来得强，英语的名词好象没有别的意思。如果我们能够真正找到一个新的原理，等于在整个信息技术上要重新洗牌，重新洗牌的过程中说不定我们就能抓住新的机会。

　　所以我在科学研究中就预言了电子能在芯片层次像高速公路的模式各行其道，互不干扰，并且我们预演了一系列成功的材料，所以大家在新材料的研究要抓住整个科学界的趋势。所以我的研究使在这些新材料里电子能够按照车道运行。大家听到一个新的材料石墨烯，但是我们找到了比它更下一代、更优良性价的材料，石墨烯是由碳原子组成的一个原子层，我们发明的一个新材料基本的结构和石墨烯差不多，构成了一个二元平面上的原子层，并且是一个蜂窝状的结构。所以这个新的材料使电子能够真正在芯片层次上各行其道互不干扰，就像图片右下脚所显示的有蓝色和红色的轨道一样。所以在半导体的领域有一个国际组织，每年发表一个新的文章，指出半导体技术下一年的发展前景，他就指出我发明的材料将是能够真正带来半导体技术的革命。

　　每次在中国世界上好像最新的技术总是要跟在别人后面，但由于这个技术是我先发明的，所以我每次回国访问与国内的高校、科学院都发展了非常紧密的合作，我们有可能在这个领域真正能够赶超在达到全世界领先的水平。另外这个材料也能作为一个非常好的热点材料。同时也能做量子计算，与通常的计算不一样——它能够平行的做计算，使得很多经典计算机算不出的结果能在很快的时间里就能计算出来。