很多人对于材料领域并不是十分了解，认为这个东西有什么用？其实这门科学一直隐藏在我们生活的方方面面！在材料科技领域，古代中国一直领先世界，比如火药的发明直接将人类带入了一个新的文明时代。而我们历史书上提到的，石器时代、青铜时代、铁器时代的更替，说白了就是：材料科学的发展。所以材料科学的影响不仅仅是生活，更是能够影响全人类的“大发明”。
举个例子来讲，日本的著名光学镜片制造商--株式会社OHARA，在光学领域的地位不言而喻。在去年这家公司就已经研发出名为“Ultra-Low Expansion Glass-Ceramics”的产品，很多人会问，这是个什么鬼？中文叫做：超低膨胀微晶玻璃。在10的负7次方的温度范围内，变形只有0.0±1.0um，可以说是几乎没有变形的材料。其能够运用在航天、天文望远镜、半导体制造等多个领域，说个毫不夸张的，如果在原材料方面就已经落后其他国家的话，也就不用提所谓的“竞争”了。
材料科学影响着社会发展
在上个世纪美苏冷战时期，关于新材料研发领域，两国可是竞争激烈。当时竞争的焦点位于“宇宙开发”和军备竞赛之上，在宇宙开发领域，必须要有耐热、耐寒、耐真空的高性能材料的支撑。苏联领先美国在1957年升空第一颗人造卫星斯普特尼克号。而美国为了不落后于竞争，在1958年成立了NASA（美国宇航局），投入大量的资金和人才研发“材料科学”。于是才有了1969年，阿波罗11号登陆月球的“壮举”。
材料科学的争霸是可以左右着世界走向的重要学科，日本在近年可是站在材料科学顶尖的国家，但是随着多方面的原因，在这个领域的优势逐渐被一一打破。如今材料科学不再是发现自然界的新材料或者改造某些材料，而是从无到有的研发某些材料。简单来说，就是将很多材料放在一起，进行组合尝试。但这件事情并不是一件容易只是。很早之前，听说过这样的一个传闻，说是在中国刚成立之时，国内工业底子很薄弱，就连粮食用到的化肥都无法生产只能依赖进口。日本的一家公司，出发时是空船状态，在海上航行中利用海水以及所带材料进行生产，然后卖到中国。虽然并不知道这段话的真实性，不过通过这些可以看出当时中国确实实力有限。
日本在材料科学的研究可是世界前沿，光媒介、碳素纤维、碳纳米管、蓝色LED、钕磁铁、锂电池等都是从日本人手中研发而出，而这些物质也成为了构成现在社会的必不可少的成分之一。相应日本也从这些材料科学手中大发横财！
看家本领的受到“威胁”
日本某材料研究所的研究人员说道：“たとえこちらが人員を3倍にしても、向こうはその数倍の研究員を投入してくる。日本が勝つにはどうすればいいですかとよく聞かれるけど、どう考えたって無理ですよ。”（
即便是我们投入3倍的人员研究，对方比我们投入更多的人。很多人问我，日本如何在这场竞争中取胜，怎么想都是没有办法的。）这段话的背景就是以中国为代表的新兴国家的崛起，对于新材料的研究很少是发布完成品，多数情况下是先给出“理论说明”，然后采用大量的实验进行研究和性能改造，最终完成研发任务。
虽然与日本的做法有些不同，可是不论怎么看，最终成品的量产化还是取决于资金投入和人员投入。在资金和科研人员方面，日本是无法与中国进行匹敌。
而中国现在所缺乏的是，经验！我们小时候听过很多故事，比如居里夫人人发现镭元素，弗莱明发现青霉素都是有一定的“偶然”因素在里面。这就是比较重要的地方，虽然说是偶然，但如果没有这些科学家对此长久的研发也不可能产生上面的组合。所以这就是日本的另外一个强项，有大量的研究经验和经验丰富的研究人员。材料信息学
但是这个优势现在面临着一个强大的敌人，那就是--Materials Informatics（材料信息学）。举个例子，2016年“阿尔法狗”和李世石的“世纪大战”很多人记忆犹新吧，4比1的成绩被阿尔法狗轻松打败。后来柯洁也被阿尔法狗横扫，就连棋圣聂卫平也方言，不可能战胜阿尔法狗。看似这个与本文并没有太大的关系，实则不然。阿尔法狗用了很短的时间，掌握了人类花费千年而研究的成果，加入将这种技术运用到材料研发领域，其效果可想而知！在强大科技的面前，再多的经验也都要“相形见绌”。这种深度学习的可怕之处并不是掌握已有的知识，而是其创造新的知识，阿尔法狗通过和自己的对战，创造出很多新的手段，这就是最好的证明。
材料信息学就是这样一个方向，让机器学习过去人类所研究的“成果”，然后模拟新的物质。通过这种模拟，就能够突破“时间”的限制，在过去人类花费十年甚至二十年去研究的物质，或许通过这种方式能够缩短成几个月甚至几个星期。将人类的研究成果，通过大数据进行高速解析，突破个人经验和束缚。
迎来“决战场”的材料科技
这一切的改变实际上来自于2011年的美国，当时奥巴马政权提出了一项名为“ Materials Genome Initiative（材料基因组计划）”的计划，投入了2亿5000万美元，将新材料开发的速度提升了2倍，效果也是十分明显。2012年10月，成功将蓄电池中固体电解质材料的使用寿命延长。而这项技术是日本研究了很多年的项目，却被美国用了数月超过，这就是材料信息学的威力。
材料信息学的关键之一就是人工智能和大数据，在这个方面可以说中国已经领先了日本。无论是在自动驾驶上的发展，还是在人工智能领域的开发，许多中国企业也都已经走在了世界的前沿。
材料领域的下一个风口就是：人工智能+材料信息学。中国在美国的材料基因组计划推出的阶段，就已经预测到材料信息学的重要性，投入了众多预算进行相关布局。而日本的具体项目在2015年才开始行动，从整体来看已经落后。而日本是否能够在材料领域继续保持亚洲之巅，或许就在最近几年可以看到结果！
一位在日本某国立研究所待过的退休人员说道：“材料や化学の研究で有名な大学と国立研究所に30年程前にいました。研究は極めて遅い印象。「海外との競争に負ける訳無い」といった驕りが教授陣にありました。学生、助手らは「中国のほうが大勢の人手を使えるから将来負けるのでは？」と心配していました。”（
30年前我在某材料和化学研究领域有名的大学和国立研究所工作。当时研究就感觉比较落后的印象。而当时的教授都有着“和海外竞争不可能输”的骄傲。但是学生和助手都担心到“中国在未来有很多人才可以使用，在未来估计会输吧”。）閱讀更多 日本二三事 的文章
