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儲能發展的關鍵未來:鋰離子電池的展望與課題──專訪台科大永續續能源發展中心黃炳照主任

科技大觀園_96
・2021/04/14 ・4333字 ・閱讀時間約 9 分鐘 ・SR值 564 ・九年級

鋰離子電池除了在當今的數位產品中佔有重要的角色,隨著全球氣候變遷、節能減碳的強烈需求,未來的再生能源技術,也需要鋰離子電池發展出足以配合的儲能系統,才能真正帶領我們走向「零碳排」的未來。本次科技大觀園專訪國家講座教授,國立臺灣科技大學永續續能源發展中心黃炳照主任,帶領我們一窺鋰電池技術的發展與未來。

如今,隨處可見各式輕便的電子用品,只要好好充個電,就能用上一段時間,這種習以為常的便利生活,就必須仰賴良好的電池,而 2019 年的諾貝爾化學獎,正是頒給現在最常聽到的「鋰離子電池」。

鋰離子電池除了在當今的數位產品中佔有重要的角色,隨著全球氣候變遷、節能減碳的強烈需求,未來的再生能源技術,也需要鋰離子電池發展出足以配合的儲能系統,才能真正帶領我們走向「零碳排」的未來。本次科技大觀園專訪國家講座教授,國立臺灣科技大學永續續能源發展中心黃炳照主任,帶領我們一窺鋰電池技術的發展與未來。

黃炳照主任。(圖/曹盛威攝影)

剛剛於今 (2021) 年獲得德國宏博研究獎的黃炳照,研究專長為各種能源材料研發,包括鋰離子電池、燃料電池及太陽能電池。他說明,鋰離子電池在設計的精進,已經接近學理上的極限:「鋰離子電池材料的單位體積電容量,從 1991 年生產到今天,其實進步並沒有太多。」如果要繼續發展,重心之一著眼於新電池材料的研發。

用於 iPhone 的鋰離子聚合物電池。(圖/Wikipedia

鋰離子電池的過去

摩爾定律 (Moore’s law) 預測電晶體效能,約在每十八個月會翻倍提升,相較來說,鋰離子電池進步的速度就緩慢許多。鋰離子電池上市至今的三十年間,我們所見越來越小、容量越來越大的電池,多數的進步主要來自於組裝技術,以及附帶組件的壓縮改良。常被簡稱為「鋰電池」的鋰離子電池,電池材料中並非直接有鋰金屬進行氧化還原作用,而是運用鋰離子在正負極間的移動與嵌入,來儲存電能。

正極半反應:

{\displaystyle \mathrm {Li} _{1-x}\mathrm {CoO_{2}} +x\mathrm {Li^{+}} +x\mathrm {e^{-}} \leftrightarrows \mathrm {LiCoO_{2}} }

負極半反應:

{\displaystyle x\mathrm {LiC_{6}} \leftrightarrows \ x\mathrm {Li^{+}} +x\mathrm {e^{-}} +x\mathrm {C_{6}} }

鋰電池結構可以大致分解為正極、負極、電解液、隔離膜四大部分。所有的電池皆是利用正極與負極間的化學能電位差儲存電能。史丹利·惠廷安 (M. Stanley Whittingham) 在 1970 年代提出充電式鋰離子電池的概念;金屬鋰的反應性高,有機會能較其他使用於負極的金屬儲存更多的能量,可來取代笨重的鉛酸充電電池。惠廷安在早期的實驗中,採用二硫化鈦 (titanium(IV) sulfide; TiS2) 為正極,鋰金屬為負極,能夠產生二伏特的電流,證實了鋰離子電池的構想可行。然而此正極二硫化鈦易與水氣形成劇毒的硫化氫 (H2S),且鋰金屬接觸空氣時的穩定度相當低,由於安全顧慮無法商業應用。而至古迪納夫 (John B. Goodenough) 於 1980 年改採鈷酸鋰 (lithium cobalt oxide; LiCoO2; LCO) 為正極,使鋰離子電池展現了高電位、高電容量密度、低自放電率與循環穩定性高的特性,至今這類材料仍常見於商業產品中。而適用於負極的材料,則在日本時任旭化成株式會社研究人員的吉野彰 (Akira Yoshino),改以石油焦炭製成石墨電極,終成就鋰離子電池能夠上市的重要突破。這三位在鋰離子電池上的貢獻,讓他們於 2019 年獲得諾貝爾化學獎。

吉野彰與 John B. Goodenough、M. Stanley Whittingham 於 2019 年獲得諾貝爾化學獎。(圖/The Nobel Prize

1991 年,首款鋰離子電池正式上市,引發了電子用品革命的起點:可攜帶的筆記型電腦指日可待,即將席捲全世界的 MP3 播放器、智慧型手機與平板電腦也躍躍欲試。由此之後,鋰離子電池的進步不脫材料以及組裝的改良研究,在顧及安全性的前提下,將各種組件輕薄化,盡可能塞入更多的電極材料,提高能量密度。

鋰電池更具電力的未來

現在的電池技術在能量密度上,大約在 200-250 (Wh/Kg),現階段如特斯拉等廠商希望透過組裝、大數量串連等方法提升至約 300 (Wh/Kg) 左右。黃炳照表示:「因為工程、物理上的限制,再要有突破就需要材料上的革命。」

如果要進一步提高單位體積的能量密度,還可以怎麼做呢?

概念上可以回歸 1970 年代的設想,使用鋰金屬做為電池的負極,運用鋰金屬有超低還原電位的特性,大幅提升能量密度。但該如何克服鋰金屬低穩定度低的缺點,在科技發展追求更高能量密度的同時兼顧安全性?黃炳照為我們介紹了「無負極電池」的概念:生產階段不需要鋰金屬,於電池正極材料中帶有的鋰離子,在完成組裝後充電,才離開正極,嵌入負極還原為鋰金屬。如此設計的電池不需組裝負極,因此理論上製程簡化成本較低,也避免了組裝使用鋰金屬所需的繁複安全措施。

儘管令人期待,但無論是「無負極電池」或是「鋰電池」,仍需要回過頭以現今的材料技術,攻克過去使用鋰金屬於負極容易發生的安全議題。黃炳照挑戰的課題之一,便是鋰金屬負極循環充放電時,沉積不均勻會導致鋰枝晶形成 (Dendrite Formation)。當鋰金屬表面有缺陷,其界面就容易由於電場不均勻而發生鋰枝晶,此類狀況輕則提高電池內部阻抗,減少循環壽命;嚴重則枝晶會穿刺隔離膜,導致電池發生內短路 (Internal Short Circuit) 而失效甚至起火的安全疑慮。

黃炳照率領團隊從電解液與「固態電解質介面」 (Solid Electrolyte Interface,SEI) 的角度著手。固態電解質介面為電池首次充放電的時候,電極與液態電解質之間會自然形成的特殊隔層,可容鋰離子通過並且保護電極材料。「在這個(負極)石墨表面形成一個『薄紗』,就像一個濾網。沒有這個薄紗就沒有我們今天的鋰離子電池。」

鋰枝晶。(圖/Wikipedia

因此發展最恰當的電解質配方,以形成穩定電解質介面,並抑制鋰枝晶的成長、及降低電解液的分解,最終提昇效率以及電池的循環壽命,即是黃炳照團隊努力的主要目標。

鋰電池的未來發展,還包括許多人期待的「固態電池」研發。將電解液由原本的液態改良為固態,也是許多人矚目的焦點。由於鋰對水的活性極大,因此鋰電池的電解液成分以有機溶劑為主,卻有著易燃的缺點。黃炳照表示,現階段材料科學已發表許多固體的電解質材料,鋰離子在其中的傳導的效率可比在液體中還要快。

「就像提供給鋰離子的高速公路。」黃炳照解說,固態電池將可望取代始終具有一定安全性疑慮的鋰電池,但完成組裝正式商業化,至今仍有許多挑戰需要克服。

黃炳照研究的主題除了鋰離子電池,主要為創新奈米結構能源材料研發。其中「同步輻射臨場光譜技術」就扮演了重要的角色。以此技術研究電池,就像幫材料照 X 光拍影片,可以即時觀察充電時材料的變化,以了解並優化電池運作的諸多細節。

「同步輻射就像是一個航空母艦,上面的不同光束 (Beamline) 就像戰鬥機群。」黃炳照比喻,相較於同步輻射提供的設施,各校系的貴儀(貴重儀器設施),就像是無人機,所能提供的「火力支援」有所不及。此技術對於各種電池材料,包括鋰離子電池、燃料電池及太陽能電池等未來的發展都極具影響力。

綠色能源的未來:更安全、更便宜、環境友善

臺灣正在走向能源轉型的階段,再生能源佔比將越來越吃重。考慮到綠能天生不穩定的弱點,需要儲能設施做為輔助。未來的儲能設備將著重在哪類的技術呢?黃炳照認為,能源的使用一直都是多元化的,無論是鋰電池、氫能、燃料電池等儲能技術,都各有其特性。重點仍在於發展出適用、更便宜、性能穩定,且對環境友善的技術,支持各種應用場景的需求特性。

舉例來說,交通工具的電動化將是未來的趨勢,但現行以鋰離子電池為主的儲能設備,其馬力跟續航力有一定的關聯性;相對來說燃料電池則有機會如油車採「油箱與引擎」的分開規劃。又或者受限於電池載重,難以發展電池動力飛機,但氫能如能有效應用其能量密度有潛力供綠色航空起飛。

電動車的充電停車場。(圖/Wikipedia,Epattloamer的作品,CC BY-SA 3.0)

黃炳照表示,環境友善、永續將會越來越重要。未來隨著各國對於環境保護的需求越來越強烈,使用可再生的綠能將不再只是企業自願性可選擇的作為,終將成為是否具備競爭力的重要環節。臺灣身為全球供應鏈的一份子,要保持商業競爭力,積極發展綠能與相關的基礎建設,很快將迫在眉睫。

要做到環境友善,未來電池的回收、循環經濟勢必成為重要的議題。黃炳照認為,首要的關鍵之一,當然在於研發階段就考量到回收需求而做出對應的設計;其次在後端的回收機制上仍有許多研發的空間,待有志之士投入。但環境友善的精神不應只著眼於最終的回收,還需考慮盡可能最大化產品的使用效益。如應用於電動車的電池需要高端品質,淘汰後可應用於儲能系統,而後或可裝置於緊急照明系統等邊緣設施,如此層層重複利用,對於資源的使用才可達到最佳化。

環境永續將會越來越重要。(圖/Wikipedia,Tomasz Sienicki 的作品,CC BY-SA 3.0)

而這樣最大化、共通共用的概念也可以用於儲能基礎設施的規劃,如將公共電網的儲能需求與電動車充電站共用,在支持電網的同時,電動車用戶也有機會透過售電賺取外快。這類綠能基礎設施的設計形式,將考驗未來城市規劃者的創意與巧思。

鋰離子電池的發展,不僅促成不燃燒化石燃料的電動車成真,也讓我們見識到科技正幫助人類邁向節能減碳,甚至是零碳排的未來。未來,在科學家不懈的努力下,「環境友善、永續發展」終有機會不再是個口號,百尺竿頭再進一步,就讓我們一起拭目以待吧!

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既是科學家,也是樂團鼓手!──專訪數學物理學家程之寧

研之有物│中央研究院_96
・2022/03/11 ・5978字 ・閱讀時間約 12 分鐘

本文轉載自中央研究院研之有物,泛科學為宣傳推廣執行單位。

  • 採訪撰文|郭雅欣、簡克志
  • 美術設計|林洵安、蔡宛潔

在學術與搖滾的多重維度上行走

還記得美劇《The Big Bang Theory》嗎?劇中常常出現的物理名詞「弦論」,是描述物理世界基本結構的理論。中央研究院「研之有物」專訪院內數學研究所程之寧研究員,她正是研究弦論的科學家,也是熱愛音樂的搖滾樂團鼓手,這種跨領域身份並不衝突,兩邊都需要創造力與紀律。由於天生斜槓的性格,讓程之寧在數學和物理領域大展身手,透過數學的深入探討,她試圖將弦論更往前推進。最近程之寧更跨足到人工智慧領域,為學界提供理論物理上的貢獻。

中研院數學所程之寧研究員,主要研究 K3 曲面(特殊的四維空間)的弦論,她發現模函數和有限對稱群之間有 23 個新的數學關聯,稱之為「伴影月光猜想」(Umbral Moonshine)。圖/研之有物

萬有理論和難以捉摸的「月光」

世界從那裡來呢?物理世界的本質是什麼呢?回答這樣的大哉問,一直是理論物理學家所追求的目標。從牛頓力學(日常應用)、廣義相對論(探討很重的物質)到量子力學(探討很小的物質),隨著物理學不斷發展,我們似乎一步步接近答案,但至今卻還未走到終點。

舉例來說,如果有個東西很重又很小,就像「黑洞」,或是大爆炸時的宇宙,我們要怎麼用數學描述?於是科學家試圖整合廣義相對論和量子力學,找出所謂的「萬有理論」(Theory of Everything)──能完全解釋物理世界基本結構的核心理論。

程之寧研究的「弦論」就企圖發展成這樣一個萬有理論。弦論一如其名的「玄妙」,它設定宇宙所有的粒子都是由一段段「能量弦線」所組成,每一種基本粒子的振動模式不同,產生不同的粒子特性。

「人類一直以來的夢想之一就是,如果能用一句話解釋所有事情,那該有多麼美好。」中研院數學所研究員程之寧說道。

程之寧的研究牽涉到數學上的「月光猜想」(Moonshine)與弦論中 K3 曲面的連結。月光猜想是存在於模函數係數與特殊群之間的數學關聯,程之寧與其研究夥伴共發現了 23 個新的關連,並稱之為「伴影月光猜想」(Umbral Moonshine)。

基於弦論的假設,我們的世界是十維的,除了人們在日常生活中可以感知到的 3+1 維(空間+時間),還有六維是因為尺寸太小而無法用肉眼觀察的,這些看不到的維度影響著物理世界,最終也產生了我們這個物理世界所需的各種條件與特性。

綜觀程之寧的研究,橫跨了物理與數學兩個領域,她笑稱自己「天生斜槓」。在學術上,程之寧原先喜歡文學,之後卻走上數理研究的道路;在音樂上,程之寧喜愛搖滾樂,至今仍在自己的樂團裡擔任鼓手。

她如何看待自己一路走來的各種轉折?游徜在數學與物理之間,她又對這兩個領域的連結有怎樣的體會?在與「研之有物」的訪談中,程之寧侃侃而談她的經歷、想法,以及對學術研究的熱忱所在。

在弦論的設定中,宇宙所有的粒子都是由一段段「能量弦線」所組成,每一種基本粒子的振動模式不同,產生不同的粒子特性。圖/iStock
  • 請問您是如何對數學及物理產生興趣?從何時開始?

一開始考大學時,其實我想去念中文系(笑)。不過,因為我高中是選理組,而且只念了一兩年,對文科考試比較沒把握,加上對工程科系沒興趣,最後就選擇臺大物理系就讀。

後來發生兩個轉折,第一個是我很認真的去修了大學中文系的課,結果發現真的沒有想像中容易。第二個就是我發現物理系的課還蠻有趣的,像量子力學和相對論,讓我覺得還想再多學一點、多知道一點。

我開始覺得如果念完臺大物理系就停下來,好像有一種小說沒讀完的感覺,所以就想繼續讀碩士班。那時還沒有覺得自己會走上學術研究的路,單純抱著想把故事看完的想法。

  • 後來是如何接觸到弦論?弦論是如何引起您的興趣?

後來我去荷蘭念碩士,指導教授是諾貝爾物理獎得主 Gerard ’t Hooft。他其實蠻不認同弦論,但他對於如何處理量子力學與相對論很有興趣。

當時 ’t Hooft 教授在建議我碩士題目時就說:「你也知道我不太認為弦論是一條正確的道路,不過聽說弦論最近真的在量子重力這一塊有一些成果。不如妳去讀一讀,看看是不是真的有一些東西在那裡,也可以比較一下其他量子重力理論。」

在我很認真的比較各個量子重力理論之後,就變成弦論派了(笑)。’t Hooft 教授對此也保持開放態度,他有幾個不錯的博士生後來也變成弦論學家,之後我在 Erik Verlinde 的指導下念博士時,就完全以弦論為研究主題了。

  • 研究理論物理會影響您對現實世界的理解嗎?

蠻多人會問我說,妳學了量子力學,是不是就會比較了解這個世界不是非黑即白?或問我量子力學跟宗教是不是有關?可是我覺得我分得很開,我不會去做這樣的連結,我還是活在現實裡,走路時大部分都在專注於自己不要跌倒之類的。

如果真的要講,我蠻感激我們的存在,因為我所學的東西讓我知道這是沒有必然性的。我們能這樣以一種人形的很奇怪的生物的形式存在,然後在這樣一個環境過一輩子,是機率很低的事情,而且我還蠻開心我是當人,而不是奇怪的阿米巴蟲或外星生物!有些人會從這裡連結到宗教或轉世,但我不會,我就停在這裡。

  • 來談談您的研究,伴影月光猜想與 K3 曲面弦論之間是什麼關係?

弦論中有很多的可能性,我們可以挑選特定的四維,然後假設這四維空間是個 K3 曲面。例如說,我們可以把兩個甜甜圈乘起來,在上面做特殊的奇異點,來製造出一個 K3 曲面。這個曲面有一些很有趣的對稱性。從弦論的角度來講,我們可以透過這個過程,找出一個解釋為何有伴影月光猜想的框架。

「把維度乘起來」這個概念很難想像,但這在數學上是成立的。我舉例一個我們能想像的「乘起來」:如果有一個空間是一條線,另一個空間是一個圓,乘起來就變成一個圓柱形,從一個方向剖面可以切出圓,另一個方向則切出線。而在數學上,不管幾維,能不能在紙上畫的出來,都可以這樣操作。

程之寧向「研之有物」採訪團隊解釋「把維度乘起來」的概念。圖/研之有物
  • 如何透過計算,發現捉摸不定的「月光」?

有時候這看似湊巧,一個數學上的函數正好就是弦論某個問題的答案。但其實並不是真的那麼巧,弦論看起來很有彈性,好像什麼都可以解釋,但它其實有非常多結構及限制。

當我在計算一個弦論理論時,它的內部結構可能原本就具有某些特定的性質,然後我再去觀察數學中,有這樣性質的函數可能就只有一兩個,只要再初步算一下,就能知道哪一個是答案。弦論學家日常的計算常常是這樣的,所以這是巧合嗎?是也不是。

  • 您曾經發現 23 個新的伴影月光猜想,您對這類題目特別有興趣嗎?

我覺得數學有兩種,有些數學家喜歡系統性的事情,就像蓋房子一樣,在數學裡建造一個很美麗、非常有系統性的結構,可以把很多事情都放入這個結構來理解。

另一種比較少數的,就是喜歡獵奇,去收集分類奇奇怪怪的特殊東西,例如有這些性質的函數在哪裡?可能你算出來就是 5 個,你也不知道為什麼。月光猜想很明顯就屬於這一類。

兩種的樂趣感覺是不一樣的,我覺得應該都很棒,但我可能是屬於偏好獵奇的這種。

  • 您的研究連結了物理上的弦論與數學上的月光猜想,您怎麼看待這兩個知識體系的互動?

弦論是一個需要很多數學理論配合的物理理論,它是一個有點繁複的框架,我們什麼都要會一些,才能看懂這個理論。當你把許多不一樣的學門的知識加起來,有時候就會在某一個學門──例如幾何──有意想不到的收穫。

弦論在數學上也扮演探索與找尋新方向的角色,讓數學家有新的發現。雖然最後數學定理的證明還是得仰賴傳統數學方法,但在這二三十年間,我們一直從弦論身上找尋數學研究的新方向或有趣的猜想,看到了弦論與數學之間的互動。

數學家有兩種,一種人喜歡建立美麗又有系統性的結構,另一種人喜歡尋找和收集奇怪特殊的數學物件(比如函數),程之寧表示自己屬於後者。圖/研之有物
  • 剛才一開始提到,您高中只念了一兩年,是因為對學校沒有興趣嗎?

其實我一直都覺得上學很無聊。我小時候臺灣教育和現在很不一樣,一班 50 幾個人,老師必須盡量軍事化管理,大家最好都一模一樣,比較好管理。我和學校一直處於互相磨合的狀況,我自認已經努力配合學校,但學校一直覺得我在反抗,這可能是一個認知上的差別。

舉例來說,我小學的時候不想睡午覺,可是老師說大家都一定要睡午覺,不睡午覺的人要罰抄課文,所以我早上到學校時就會把已經抄好的課文交給老師。我覺得我這樣做是在配合老師的規定,可是以老師的立場會覺得我在反抗,學校教育中我遇到了很多類似的情況。

還有就是不喜歡高中的升學氛圍,同學和老師好像都只有一個活著的目標,就是「考大學」。我當時無法習慣升學氛圍,感覺好像活在平行宇宙一樣。

  • 高中休學後,您去唱片行工作,可否談談當時的想法?

我國中開始聽音樂,這是我除了看書之外的重要興趣,我也很快就喜歡上了搖滾樂。高中休學的時候,我唯一的謀生技能可能就是我對音樂的各類知識吧!所以我就去了唱片行,這是唯一一個我會做又有興趣的工作,還好那時候還有很多唱片行(笑)。

  • 對音樂的熱忱,讓您與朋友共組了樂團,並擔任鼓手。您是否比較過樂團生活和學術研究之間的異同之處?

有些人覺得我這樣很跳 tone,但我自己覺得還好。音樂和學術都是我發自內心覺得好玩的東西,兩者也有相同之處,例如它們都需要創造性,也都有需要了解的框架。數學需要嚴謹的證明,音樂演奏也需要遵循結構,例如不能掉拍。

音樂領域還有一點和數學類似──玩樂團的圈子也是以男性為主。我們樂團則是只有一個男生,其他都是女生,可能我真的天生對框架有點遲鈍,玩團之後才發現:「怎麼大家都是男生?」

程之寧表示,學術界仍有許多性別不平等問題未受重視。圖/研之有物
  • 也就是說,目前數學學術圈仍是男性主導,在研究路上,您有因為性別而感受到一些衝擊或眼光嗎?您怎麼面對?

有。那感覺很明顯,日復一日地要去面對,尤其是年紀還比較輕、還必須每一天去證明自己的能力的時候,特別有感。

我遇到時的反應就是,在心裡暗罵一句髒話,然後繼續做我要做的事。我不會想改變別人的想法,感覺那是浪費時間,就算環境給我的阻礙是這樣,我還是繼續去做該做的事。

可是有些事情沒那麼簡單,現在我也當過老師,有時候會看到年輕女生在學術界因為性別而被欺負,或遭到不公平待遇、甚至騷擾。

對此我感到心痛,覺得為何我們學術領域還是這樣的狀況?甚至為什麼性騷擾至今還是一個議題?可以確定的是,學術界許多性別不平等問題未受到重視。

  • 您現在已經有傑出的研究成果,還會因為性別而遭受質疑嗎?

我現在比較會遇到一個狀況反而是來自學生的質疑。我在荷蘭阿姆斯特丹大學教書時,有時候學生會因為我是女教授,而且我的外表在許多歐洲人眼中看起來就像小妹妹,所以比較容易去挑我的毛病。

在課堂上,下面坐的可能都是男學生,只有一兩個女學生,那個氣氛就會變得很奇怪。例如說偶爾會聽到學生評論我的身材或樣貌。

我有和其他一些在歐洲或美國的女性教授聊過這樣的問題,似乎不少人都有類似的不太愉快的經驗。感覺不是很好。

  • 看到您最近的研究和人工智慧(AI)有關,為何會想往這個方向發展?

我有兩個動機。一個就是我真的想深入了解人工智慧。我也可以像普羅大眾,看看 AI 下圍棋,讚嘆「哇!好厲害!」這樣就好,可是我覺得我一定可以真的去理解它,這可能就是數學家的自大吧!

另一方面,我知道對科學研究來說,未來 AI 將會是一個非常重要的工具。這是「在職訓練」的概念,我可能會用到這個新工具,或以後我可能會需要教這樣的課,因為學生是下一代的科學家。因為這些原因,我覺得我需要去訓練自己使用新的工具。在我的領域裡,也有一些有趣的、還沒被解答的科學問題,是 AI 有可能幫得上忙的,我看到了一些潛力。

  • 弦論和 AI 感覺差距很大,AI 也可以應用到弦論的研究嗎?

乍看之下,弦論的確比較抽象,也不像其他許多實驗會產生大量數據。但其實弦論有大量的可能性,我認為使用 AI 來在這些巨量的可能性當中搜尋特別有趣的理論,是一個有潛力能夠加深我們對弦論理解的新的研究方法。

而且 AI 的應用絕不僅限於巨量資料。如果是面對一些比較新的挑戰,在沒有現成的演算法可以用的情形之下,可以自己做出需要的功能嗎?這過程我覺得也非常很有趣,而且應該是會有成果的一條路。這種不是那麼顯而易見的事情,我覺得很有挑戰性,也蠻好玩的。

除了用 AI 來幫助物理跟數學的研究之外,我也試著物理研究當做靈感來源,找出新的 AI 的可能性,我覺得這也是一個很有趣的研究方向。我現在有和 AI 的學者合作,嘗試做出一些創新的演算法,真的還蠻有趣的。

  • AI 對您而言是全新的領域,您如何面對跨領域遇到的門檻?

一開始會覺得真的要去碰這個新的領域嗎?其實現在也還是偶爾會有這樣的懷疑。我在弦論領域可能已經是專家,但去了一個新的領域,我學得不會比二十歲的人快,要怎麼去跟人家競爭?是不是在浪費時間?

但也會想,與其想這麼多,不如先做再說。到目前為止我做了兩年多,感覺還蠻好的,我有學到東西,也有做出小小的貢獻。

其實我還蠻感激有這樣的學習機會。對我來說當科學家最大的好處就是,去搞懂一個新的東西就是工作的一部分。當科學家雖然蠻辛苦,但就結果論來說,我還蠻開心能當一位科學家!

延伸閱讀

  1. Moonshine Master Toys With String Theory | Quanta Magazine
  2. Mathematicians Chase Moonshine’s Shadow | Quanta Magazine
  3. 林正洪教授演講 一 怪物與月光(Monster and Moonshine),《數學傳播》

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