“我们能编辑物质啊，我能编辑出全新的自然界没有的物质。”

“这是一个时代的产物，超材料是必然出现的。”

“仅仅只是过了 15 年，咱们国家这个超材料的技术和产业，那已经是全世界最领先的了。”

刘若鹏：可以说不论是超材料也好，还是光启也好，我觉得我们都是时代的产物。因为整个科学技术的这种发展和进步吧，它有它自身的规律，它到一段的一个时代或者到一个时期，它就自然会往一个方向去走。

那么像超材料呢，实际上是始于2000年左右。那个时候，就开始在物理学领域里边，大家开始来讨论用人造的这个微纳结构，来构建这个人造的物质。其实当时就是物理理论学家吧，就开始讨论这个。其实最早还是在欧洲讨论的，刚好呢，也是今天，这个最早讨论这件事的物理理论学家的老教授，今天也获了一个大奖，是个欧洲最高的一个物理学奖。当然，我也希望整个我们这个领域，早一点拿诺贝尔奖。

所以啊，应该来讲就是走到了20年前开始啊，我觉得一方面呢，是由于整个微纳光刻技术的突飞猛进，使得人类的这种制造和设计可以走到微观。因为原来我们都只能做宏观的东西，比如机加呀。

但是呢，随着整个这种微纳光刻的这种发展，随着半导体的发展啊，整个人类的这种科技，在做微观的这种制造上面，取得了巨大的进步。

那么另外一个巨大的进步，就是计算机的进步，使得我们不论是解这个薛定谔方程，还是解这个麦克斯韦方程，量子方程也好，波动方程也好，都把那些原来觉得不可解的东西，现在都可以解出来。

那么在超算里边我们能设计，然后在现实世界中，我们能做微观的制造。这样呢，我们就可以用微观的设计，相当于微观的设计人造分子结构，来微观的把人造分子结构制造出来，并且把这样子的分子结构，把它最后做成一整个全新的材料。那这个时候，我们就可以去创造出地球上和自然界没有的材料。因为原来所有的分子结构，那都只能通过提纯呐，通过这种宏观的手段吧，无非就是加温加压，加温加压合成混吧混吧。

但是从超材料出现以后呢，它更强调的就是它本身物理的这种实现啊。我就直接通过这种微纳的这种结构，然后按照指定的晶格，直接把它们排列起来，它就变成了一个全新的人造的物质。所以我一直说超材料技术，它是一种材料领域的基因编辑技术，它重在编辑，它不是某一种材料，它是重在编辑。因为我们可以用不同的微纳结构，来去编辑出不同属性的人造物质，或者不同属性的材料。

刘若鹏：对，就相当于是，当你能去编辑材料属性的时候，那么这种对材料属性的这种可编辑性，这个当然对大家来讲，从这个学术研究来讲，那是非常兴奋的。

因为学术领域里边我们有很多的材料，比如说光学领域里边的反物质，理论上这个是有可能的，但是在自然界压根就没找着，在天体物理里面也没找着，在自然界也没找着，找了好几十年，七八十年没找着。

但是，由于我们可以人为地编辑材料属性，人造自然界没有的物质，所以超材料最早就实现了光学领域里面的反物质。把这么一个科学家在理论上看有这个解，但是在现实中找不到的这种物质，直接用人造物质的手段把它创造出来。这个当时就给大家、整个这个学界就是非常大的一个轰动，非常大的一个刺激，觉得这是一个革命性的、或者是跨时代的、前所未有的一种人造物的这种技术啊，就是当时是这样子的一个情况。

所以呢从科学研究的这个角度来讲，由于我们在微观设计和微观制造上面的这种进步，使得人造物质变成了可能性。而这个可能性又带来了科学家们，尤其早期我们从事这个领域的这些科研工作者，去创造出了自然界没有的物质，来去打破我们对这个物质可获得性的一个边界。就这个，在学术界上面，早期是取得了非常大的这个突破。

但是马上面临的问题就是，既然有这么大的突破，既然都能编辑物质了。

刘若鹏：哎怎么用啊？那它会不会跟当年发现这个半导体一样，它能诞生出来一个IC产业？它能诞生出来一个巨大的产业，能改变我们的整个材料的应用，改变我们的装备。所以当时就，就很多人就开始想要去探索这个超材料的应用。但这个超材料的应用其实挺难的。

因为最开始我们用超材料去编辑这个光学的反物质的时候，大家脑子里面想的就叫做，光学的反物质，或者叫做负折射率材料有什么用？他脑子里面想的不是材料编辑怎么用。

所以啊，直到我们后来又开始去做隐身衣、又去做隧道效应、又做了，我做了很多这个学术界的这个工作，当然这些文章，现在走到今天啊，这个也都被引用了非常多次。

刘若鹏：当时我们其实做科学研究的时候，因为已经有这么一种能力了，所以当时就玩的就比较有意思一些，就基本上就是把从初中到大学的各种，你只要敢叫做物理定律的东西，我就拿过来给你全部推翻一遍。

因为我们能编辑物质啊，我能编辑出全新的自然界没有的物质。所以你折射率，折射率推翻了，不能往这个法线另外一侧折射；完了反射定律，反射定律推翻掉；然后绕射定律推翻掉，变成隐身衣；极化定律推翻掉啊，变成极化旋转；甚至是人造黑洞啊，这个隧道效应推翻掉啊，隧道也可以钻过去等等。

所以当时我们在《APL (应用物理学快报)》、在《PRB (物理评论B)》、《PRE (物理评论E)》、《PRL (物理评论快报)》，然后在《Science》上面发了很多文章啊、论文，其实都是在干这样子的事情。但是，真正要论到超材料的这个应用的时候，本质上来讲它是一种编辑技术。

那么既然它是一种编辑技术，就跟编程一样，那你要让你的所编辑出来的东西有用，那你肯定首先要知道你要编辑的东西是啥，你为啥要编辑一个东西。所以这个时候，它的这个应用就是一个反过程了，我是先有应用，后编辑材料。啊先有应用，后有针对这个应用的编辑了的超材料。所以，它是一个材料设计的一个逆向过程啊。

那么在材料领域里面，由这种逆向过程牵引的材料的设计和制造，从来还没有过啊。这个应该来讲，是一个全新的时代。而且在整个这个装备领域里面，我们要产业化这个东西，当时提出来就叫做深度创新、以终为始。这个深度创新，那不用说，就是得从你的应用本身、从装备本身一直要往回倒到这个原始的材料该怎么编辑。那么以终为始是你一定要先知道，你最后到底是要做个什么应用，哎，完了以后，才开始针对这个应用做最基础的研究。所以这个跟我们原先的科学研究的这种叫做bottom-up，就从底层到顶层的这个路径，是完全相反的啊，它是个top-down的过程。

刘若鹏：是的是的。所以本质上来讲，超材料的这个领域的发展呢，如果从产业化的这个视角来看的话，它实际上是为什么，我说整个我们做的事情，不论是超材料这个学科的发展，还是光启的这个出现，包括咱们国家推动全世界最先进的科学技术、装备的这种发展，这都是时代的产物。

因为从一百年来吧，近一百年，大家都知道，1900年以来，就是这个人类奇迹嘛，物理革命，人类奇迹开始。人类整个的这个科学，尤其是物理学，就开始不断的进入到微观世界。而且是从最开始啊，宏观的物质，然后到分子的结构、到原子的结构、到原子核的结构、到夸克到标准理论啊、到量子力学、包括到场论等等。

所以基本上过去100年，整个科学技术进步的这个发展历史，就是人类不断的向微观去深入。原先你都是在宏观上干的事情，捡一个石头，把它打磨尖啊，完了炼炼钢，把它做成刀。到我开始要去创造分子结构，然后再往后走就要开始创造原子了。对吧你包括核能的利用，那就是把原子核的这个衰变的能量，给它释放出来，变成核能。

所以基本上物理学你往微观每下一层，它就可以释放巨大的能量出来。换句话说，你每下一层，就可以释放巨大的生产力出来。包括我们的新能源的发展、对吧电动汽车的发展，无一例外都是由于在整个物理学领域里面，你用了更底层的、更微观的这个科学，才爆发出来更大的宏观的这种能量和这个产业的这种价值。

所以对于超材料来讲，大家可以想一下，就是我们从这个对产品的这种宏观设计、宏观制造，转向了设计它的微观结构，从微观设计完了后进行微观制造，最后构成宏观产品。这个本身就是往下下一层，所以这是一个时代的产物，超材料是必然出现的。

刘若鹏：哎也不叫野蛮生长，应该叫做敢于杀出一条血路，这个精神我觉得是特别重要的。

当然，我们也确实也是与地方这个协同共振。因为想一下15年前，超材料三个字都没人说的清楚，经常还把我们说成超导材料。就这个技术，大家其实并不了解。然后我们又不是某一种具体产品的创业公司，我带回来的是一种超材料这种微观设计、微观制造的这种科学理念。

那么这种科学理念，当然大家看到我在《Science》上的论文涉及到隐身衣，那肯定会自然的联想到一些比较重要的这个应用的方向。但是这些应用方向，说实话你把它变成一个创业项目，你不会认为这是个创业项目的。

因为这个行业很特殊，它并非这种完全开放性的市场，它也需要非常多的积累，需要非常庞大的工业制造平台，需要很多的这种技术标准、质量体系、检验检测啊等等。

归根结底，这是一个超重资产的一个行业。正常情况它不是市场化的产物，它都是这种国家的这种重大的项目。

我说的还不是说在中国，哪怕是在美国，那也都是通过阿波罗计划、曼哈顿计划、美苏争霸里面跟苏联去对抗的这些大的这种国家工程才推动的起来的项目。

所以我们回来的时候，实际上一方面呢，我是看到整个这个领域还有太多的未解之谜，我们还得要进一步的去研究，探索这种微观设计微观制造所带来的这种让你从完全不同的视角去看待整个产业或者行业它的这个变化。但另外一方面呢，确实也是要逐步的切入到这个重大的型号工程啊。

但是非常幸运的是，我觉得咱们这个民族，是非常进取的一个民族。15年前我回来的时候，可以说当时看到阿波罗计划啊、看到曼哈顿工程啊、看到美国的这个臭鼬工厂，那都是仰望的。但是呢咱们其实并不屈服于对手的先进，我们也默默的启动着我们的国家自己的重大工程，而且比他们还要重大。

所以15年后啊，走到了今天，那当然这个水平，就已经拉开对手相当一段差距了。所以从这个仰望到引领，就是有这么一个平视然后再到俯视，可以说完全经历了这么一个过程。像我所在的、我们所在的这个领域，15年前回来，那个时候还正在做十二五规划。基本上我一个部委一个部委去，从科技部到工信部到发改委，包括很多领导，哎没人听过超材料，不知道是啥。然后世人均不知，在行业里边啊，在先进的这种航空航天装备啊、在这些领域里面，一说超材料，那甚至这个很多大的专家都问我，说是不是一种药水，很神奇的药水，往进一泡，完了这个东西就可以怎么怎么地了啊。就大家还是属于那种完全懵懂的、就是从未出现、完全蒙圈的这个状态。

但是仅仅只是过了15年啊，因为那个时候国外已经很先进了，仅仅只是过了15年，咱们国家这个超材料的技术和产业，那已经是全世界最领先的了。美国到了第三代，咱们已经是在量产第四代。然后2024年，全世界最有影响力的超材料的这些发明创造、科学论文呢，有50%以上都来自于中国大陆。咱们一个国家吊打世界，全部合在一起，都不如中国一个国家这个水平高。

我们2025年5月份在深圳还组织了第四届超材料全国的大会，那现场是3000名学者，线上20万人。那相比这个美国的这个超材料大会，现在只能是搞出300人来。

而且它整个不论它的论文数量啊、质量啊这个它都，因为咱们国家整体的上来讲，都是有这种最先进的装备产业啊、国家工程、哎国家战略，来去牵引整个新技术的这种发展。

所以说有时候大家可能没太觉得，但是真正过了一个临界点，你一夜之间就会发现井喷。说实话我自己在干这个领域，15年时间，我也没有太意识到我们这个好像已经把对手拉了很远了，就感觉就真的是在一夜之间突然发现，哎，怎么对手落后了呢哈哈哈，真的是有这样子的一个感觉。