从非共识到产业能力:超材料,改变世界的创新—写在光启创立十六周年之际

2026-07-22 09:06:43
作者:刘若鹏
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问财摘要

1、光启公司在创立十六年后,成功建立了完整的超材料产业链和七个技术能力平台,并建立了量产复杂电磁超材料的标准体系。 2、光启公司的发展历程是一个从非共识走向共识的过程,内部团队在复杂局面下有着清晰共识的方法论、发展理念和着力点。 3、超材料学科的发展历程中,光启公司做出了重要的贡献,包括推动用机器学习的办法结合超材料微结构的理论推导,成功生成了6000种不同的微结构,并在实验中第一次实现了宽频带的隐身衣。 4、光启公司正在进入更为复杂的系统级第五代超材料的研究,并将继续专注于超材料创新,精准选择投入的领域与方向。
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今天,我们如期走到了光启创立十六周年之际。

光启经过十六年的浴血奋斗,经历过一轮轮的涅槃重生,终于建立起了一个完整的、全新的超材料产业链,建立起七大技术能力平台,以及量产复杂电磁超材料的标准体系。这个成绩殊为不易。这既是全体光启人努力的结果,也是内部凤凰涅槃的过程。

光启的发展,逐步从非共识走向了共识。如今的光启,有着强烈的使命感、责任感,也有着鲜明的企业文化和不断建设的组织文化。这是历史的阶跃,是摆脱草创、摆脱稚嫩、摆脱诱惑的坚定。

当今光启内部团队,在复杂局面下,有着清晰共识的方法论、发展理念和着力点;多了份务实的自觉,少了份无谓的争执。这是一种组织的成熟,可喜可贺!

光启在中国走了一条“硅谷式”源头创新的发展之路。或许很孤独,但也成就了本无法实现的突破。

曾在五十九年前,苏联科学家Veselago在理论上预言了负折射率材料(超材料的一支)的存在,却在自然界物质中没有找到这样的物质。三十年前,英国帝国理工大学的理论物理学泰斗John Pendry教授,在与Marconi公司合作的过程中,创立了人造微结构编辑人造物质属性的物理理论,奠基了超材料的基础架构。二十五年前,还在美国加州大学圣地亚哥分校做博士后的David Smith,基于Pendry教授的理论进行了实验验证。人们第一次在实验室获得了人工编辑的负折射率材料,超材料这个新兴的物理学分支正式开创。

二十三年前,我在浙大混合班,通过我的本科导师、麻省理工的国际电磁学理论泰斗J. A. Kong教授,第一次接触到超材料这个新兴的学术领域。那时,还没有“超材料”三个字。

当时,超材料学科草创,各种争议非常大,学术界并没有共识,科学界都在试图证明或证伪这个科学体系。

我后来到过崔铁军教授的实验室,用电路实验去验证当时John Pendry教授发表的、极有争议的“超材料完美透镜”的理论;也自己进行理论推导,解释超材料实现过程中出现的很多不符合理论预测的异常物理现象。

我发现,这些人造的微结构,有时候它是超材料,有时候它已经不是了,甚至还有具有谐振属性的光子晶体。这是以前研究并未发现的。

二十年前,这个用人造微结构编辑人造物质的新兴科学,经历了五年时间的激烈争议后取得了共识,并且有了自己的名字——超材料(Metamaterials)。

同年,David Smith被特聘为杜克大学电子工程与计算机系的教授。我也从浙大本科毕业到了杜克大学直博,师从David Smith教授,开展进一步超材料的研究。可以说,超材料开始学术繁荣,就是从那个时候开始的。

恰好也是在同年,John Pendry教授提出了用光学变换构造电磁几何空间的新理论,其中一个理论应用研究便是“隐身衣”。Pendry教授来到杜克后,大家一起有很多研讨探讨。因为用人造微结构编辑出来一个“隐身衣”,在实验上并非易事。

那时候,编辑一个微结构,最快都需要两三个月才能调试测试好。那时我也意识到,如果不上先进的设计手段,更复杂的超材料将无法实现。

在借鉴了当时蛋白质折叠的最新研究后(当时AlphaGo还没创立),我开始推动用机器学习的办法,结合我在超材料微结构的理论推导,建立一种全新的超材料实现范式。

我请来我在杜克统计系的同学、朋友季春霖博士。我们做了跨界融合,成功地用算法在当时的条件下生成了6000种不同的微结构,并按照指定的顺序排列起来,在实验中第一次实现了宽频带的隐身衣,发表在《科学》杂志上。

文章发表后,《自然》评价这一成果对于材料学来讲,具有白天与黑夜般的跨越意义。

这篇十七年前的科研成果,是超材料这个领域最早将AI与微结构设计相结合、制造出复杂超材料隐身衣的成果。

由此,我清晰地认识到,超材料科学的本质,就是付出设计与制造的代价,用更底层的材料创新来获取前所未有的材料性能。

十六年前,我们回国创建了光启,目的也是继续推进这个领域的创新与应用。

光启创立后,我们的超材料技术又经过了四代技术的迭代:从第一代无力学性能、只有电磁特性的超材料,到第二代满足力学承载和电磁基础性能的超材料;再到满足力学承载且精细化设计制造的高性能超材料;最终到全微电子工艺、超高性能的第四代超材料。

当前,我们正在进入更为复杂的系统级第五代超材料的研究。

这些关键的进步进展,才是在本质上支撑光启涅槃重生和不断发展的根本。

今年,我与John Pendry教授时隔二十年再次相聚,共同谈论起超材料的种种往今,都颇为感触。

Marconi公司早已破产多年,第一家名为Metamaterial的纳斯达克(NDAQ)上市公司也退市清算,同时又有很多新兴的超材料创业公司如雨后春笋般创立。

John Pendry教授深深地感叹于我们过去十六年在超材料应用上的坚持与成绩。

我在此回顾超材料近六十年、一个甲子的往昔,是希望大家都成为这波澜壮阔的人类科学发展史中的一员;也像那些为人类创新创造了不可能的伟大企业一样,把更先进的科学转化成为全新的生产力。

我们大家都在用自身的才华书写超材料发展的新历史。不要被表面的虚浮所蒙蔽,不要被无知的评价和指责所影响,更不要被一些破坏势力和不公所裹挟而黑化。

我们要继续坚定地前行,继续书写超材料带来的技术革命,久久为功,坚持不懈!

超材料,是一个根据实际应用以终为始的人工材料编辑技术。因此,超材料在不同领域的应用,就意味着针对不同领域构建完全不同的定制化产业链。

这种第一性原理底层的技术创新成功路径并不宽广,这也是过去十六年光启选择在一个点上进行高压强突破的原因。

蜻蜓点水式的探索和尝试,是无法诞生有变革属性的超材料产业应用的。超材料所带来的、可以改变世界的创新,也不是有一出没一出的轻松应用覆盖。

我们要精准地选择进一步投入的领域与方向。每个方向都会耗费整个光启的资源和力量。而我们要更长久地运行,就不允许赌博式下注。

大家要学会对琳琅满目的创新应用说不,对五花八门的市场机会说不,把有限的资源和时间投入给我们最该坚持的、最能改变世界的超材料创新上来。

我们既然要在主战场打富裕的仗,就必须毫不留情地舍弃鸡肋战场,节约机动力。

以下几个方向,是我们接下来要重点继续投入的。

一、第四代超材料发展到今天仍然有很多新的突破。尤其是和AI设计技术相结合之后,更先进的设计和制造会产生升级版超材料4.0。我们要全力以赴。

二、超材料低成本高性能无人机(885564)蜂群,是世界科技装备发展的大潮流。大家过去将近两年的努力已经初显成效,应该按照既定目标不要着急,继续迭代、试飞,构建深度垂直的产业链,坚持战略投入下去。

三、七大能力平台的进一步深化,尤其是在材料能力、制造能力和系统设计能力,需要结合新基地、新设施的落成,构建更全面的平台体系。要确保深度数字化全覆盖,要在此基础上发展第五代超材料、智能制造机器人以及新型材料的拓展应用,不要脱离平台体系孤立投入、孤军奋战。

四、继续坚定地推进深度数字化变革、AI变革。按照2028年打造成为数字大脑+数字制造的企业架构重塑目标,加速内部产品设计变革、生产制造变革与经营管理变革。

这四条本职工作、本质工作,都需要久久为功。不要在意一时的得失,更不要在意无谓的要求与指责。坚持上述方向,步步为营。

最后,我想谈一下资本与急功近利的问题。

大家要认识到,没有永远增长的企业,只有穿越周期(883436)的常青树。企业的发展一定是波浪前行、螺旋上升的,绝无可能单调增长。

我们要学会战术上的收放自如、广囤粮草,更要坚持战略上能在长远尺度中谋求最根本、最本质的创新发展,切勿为一时的短期压力急功近利、本末倒置。

光启是超材料科学在一个甲子创新历史进程中的重要出现,也是国家在关键领域技术和工程化的实质承载;不是资本裹挟的对象,更不是任何人、任何组织能诋毁矮化的团体。

个体往往贪婪、恐惧自身的利益得失,却很难在历史长河中找到自身的定位与价值。

因此,大家切勿被环境、市场及一些势力等各类外部因素所干扰。相反,光启最重要的事情,是要回归初心、保持初心、坚持初心,用改变世界的创新造福桑梓!

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