「中國科大現象」啟示錄(中)

在中國科大化學物理系實驗室內,學生們在上實驗課。

也許是大自然不想輕易就讓人類掌握所有的奧秘,在科技無人區裡儘管有神奇的物象和夢幻的色彩,但通往那裡並沒有坦途,只有做好充分準備的勇士,才能蹚出新路,看得見風景。低首蹬足,兩頭牛奮力要扭轉背負的偌大地球。

根據新華網報導,在中國大陸科大校園草坪上,安放著一座畢業生贈送的「孺子牛」雕塑。這座雕塑如今已成為科大人的「精神圖騰」。

科大人將骨子裡追求卓越、攀登科學高峰的雄心壯志,通過這個雕塑進行了含蓄的抒發─沒有核心科技的支撐,一個國家就沒有脊梁;沒有關鍵技術的突破,經濟社會發展就不會有後勁。

科大自創建起就勇闖「中國大陸科學無人區」,再到探索「世界科學無人區」,從攻克「兩彈一星」、籌建同步輻射加速器到研究鐵基超導,發射暗物質衛星、量子科學實驗衛星……科大人將科技創新突破與國家發展命運緊密相連,一次次向科技前沿進軍,始終解答著時代對科技的追問。

銳氣:初心不忘,敢當世界科技浪潮「弄潮兒」

「量子GDP」─說的正是中國大陸科大校園裡3位量子科技院士級帶頭人郭光燦、杜江峰、潘建偉。用三位「大牛」姓氏拼音首字母組成的「GDP」,成為國際學界赫赫有名的中國大陸量子科研「超豪華」團隊。

在科大,「大牛」是最高尊稱,只有學術水平和社會貢獻極高者,才能獲此殊榮,而無關官職高低和財富多寡。

作為中國大陸科大1960級學生,75歲的郭光燦院士是中國大陸量子光學和量子資訊研究的開創者。他創建了大陸第一個量子資訊實驗室,帶領團隊提出的「量子避錯編碼原理」「概率量子克隆原理」引起國際重大反響,成功研製大陸首個光纖量子密鑰系統,發明「量子路由器」建成世界首個量子政務網。

16歲時進入科大少年班,現任學校物理學院執行院長的杜江峰,28歲時進軍量子計算實驗研究領域,帶領團隊取得了多個國際學界的「第一次」:第一次實現量子博弈實驗,第一次實驗觀測到混合量子態的幾何量子相位,第一次在真實固態體系中實現最優動力學去耦,在室溫大氣條件下獲得世界首張單蛋白質分子的磁共振譜,實現國際「最快」量子控制。

發射全球首顆量子科學實驗衛星─「墨子號」;造出世界上第一台超越早期經典電腦的光量子電腦;今年6月「墨子號」在國際上率先實現千公裡級量子糾纏分發,回答了愛因斯坦關於量子力學的「百年之問」……41歲成為中科院院士的潘建偉,帶領團隊在量子通信方面站在了世界科研的前沿。

無限風光,盡在險峰。

10年前,英國《新科學家》稱:潘和他的同事使得中國大陸科學技術大學─因而也是整個中國大陸─牢牢地在量子計算的世界地圖上占據了一席之地;5年前,英國《自然》稱:在量子通信領域,中國大陸用了不到十年時間,由一個不起眼的國家發展成為現在的世界勁旅。去年底,《科學美國人》在評選的當年改變世界的十大創新技術中,中國大陸量子衛星入選。量子研究,只是科大創建以來諸多科研成果的縮影。

科教報國,追求卓越。近60年來,一代又一代科大人秉承「兩彈一星」的精神,始終面向國家重大戰略需求,回答著科技之問,向著科學前沿「無人區」進發,科大成為大陸科技進步的重要中堅力量─

1962年,中國大陸科大與中科院計算所合作,研製出大陸第一台通用電子數字電腦「107機」;1978年,牽頭籌建大陸第一台同步輻射加速器;1983年,成功研製大陸第一台微機控制檢測的凝聚態光聲光譜儀;1987年,研製成世界最大級超導氧化物單晶;1992年,建成大陸唯一的火災科學國家重點實驗室;新世紀以來,科大的重大科研成果呈持續「井噴」之勢:作為主要完成單位獲得1次「年度世界十大科學進展」、1次「年度世界十大科學亮點」、6次「年度國際物理學重大進展」、15次「年度中國大陸十大科技進展新聞」、13次「年度中國大陸科學十大進展」、22項國家科學技術獎勵,其中先後2次獲得「國家自然科學獎一等獎」。

翻開近年來科大的科研成果登記表,一項項具有全球標桿地位的獎項,閃耀著中國大陸科技進步的智慧光芒。

─2014年,科大教授、中科院院士陳仙輝與中科院物理所學者,因為在「40K以上鐵基高溫超導體的發現及若幹基本物理性質研究」方面的貢獻,獲得國家自然科學獎一等獎;

─2015年,潘建偉團隊以重大科研突破「多光子糾纏和干涉度量學」,獲得年度國家自然科學獎一等獎;

─2016年,科大教授、中科院院士謝毅和80後的科大教授孫永福研究組研製出將二氧化碳高效清潔轉化為液體燃料的新型鈷基電催化劑,榮登當年中國大陸科學十大進展榜首。

統計顯示,科大2007年至2017年2月間發表SCI/SSCI論文篇均被引(ESI)13.28次,超過11.37次的世界平均值,在大陸高校中排名第一……多年來,在諸多科研領域,科大人身影屢屢出現在世界科研第一方陣,並且在一些領域中開始擔當「領跑者」角色。

「提起科研就激動。為什麼激動?因為我們的事業連著國家大事,就是跟著國家步伐走。我們強,國家就強。」

科大教授劉萬東自豪地說,在核物理這個方向,世界學術會議上的中國大陸面孔,約有一半都是科大畢業生。「我有一次和外國同行開玩笑打過賭,他一個個去問,結果人數還超過了一半!」

底氣:精進殊勝 幹大事緊連大國勢

在中國大陸科大校內bbs「瀚海星雲」,有一個帖子至今為人津津樂道:

發帖者提出科大暖氣費應該按流量還是面積計算更為實惠,引來各院系師生爭相留言,用各種演算法來求解和類比,甚至考慮到江淮水質、土壤成分、路面導熱性、水管暢通速度、損耗系數等諸多變量,計算公式滿屏飛,這個有些「家長裡短」的問題儼然成了一道科學命題。當然這其中不免有些戲謔成分,卻也從一個側面反映出科大的科研氛圍之濃烈、「底氣」之厚實。

底氣,來自執著求知、守樸歸真的價值本色─

科大學生注重一種能力─「遍歷」,這個對普通人而言較為生僻的詞取自於「電腦程式」術語,是指「無一遺漏,全部走遍」的意思。據科大學生介紹,《電磁學千題解》是一本被他們奉為「屠龍寶刀」大神級別的輔導科研書─也是科大圖書館中借閱量排名第一的書。
「這體現了科大學生的遍歷能力,要想研究清楚一個東西,就要把它的千變萬化,從出現到結束,全部迴圈搞清楚。」科大生命學院的大三學生馬凱玥說。

中國大陸科大甫一建校,就改變了當時中國大陸大學理工分家、強調分系分專業培養專門化人才的情況,定位為新興的理工結合、科學與技術結合,寬口徑培養新興、邊緣、交叉學科的尖端科技人才,所有專業對數理化基礎課程要求十分嚴格。

科大第二任校長嚴濟慈曾有一個著名觀點:科大不培養只知道書本知識的學生,而是要把學生教成一把鋒利的刀子,「科研領域見什麼就能解決什麼」。

「基礎寬、厚、實,專業精、新、活。」中國大陸科大黨委書記許武說,科大人一直把培養有覺悟的尖端科學技術人才作為標準,一方面要有為國家、為人類社會作貢獻的志向,一方面要探索新型交叉學科的拔尖人才培養。

直到現在,科大學生們依然有這樣的感受─科大的數學、物理等基礎課程難度高、比重大,單是數學方面微積分、數學分析以及線性代數,學分就達到最高25分,遠超諸多高校。

「極其重視基本功」傳統,使得科大學生具備紮實的數理基礎和邏輯分析能力,科研「後勁足」,在海內外尖端科研機構享有廣泛聲譽。統計顯示,科大自建校以來本科畢業生中當選兩院院士的比例約為千分之一,獲得博士、碩士學位達到70%以上,均居全國高校之首。

底氣,來自於尊崇學術、追求卓越的辦學導向─

「男的想當牛頓,女的想當居裡夫人。在科大文化裡面,你做了教授,才是有本事的人。」曾經三次放棄當近代物理系領導機會的科大教授安琪這樣對記者表示,科大人以崇尚科研為榮,而且教授拿的工資待遇要高於相同的行政人員,「不僅是錢的問題,而是更受尊重」。

教授如此,學生亦然。少年班大四學生唐榕說,奔著科大來,就是搞科研,做科學家。

「我們鼓勵學生在課堂上要有想法、會提問、能反駁,這樣科研就更有希望。」科大科研部部長羅喜勝說。

為激發科技創新能力,科大2015年10月起面向學生創建了青年創新基金,入選專案可以取得科研經費支援,首批已有55個專案獲得總金額542萬元的資助。

從世界科技突破潮流來看,成果取得越來越依賴於多學科交叉和合作,科大在推動學科間交叉與融合方面不斷創新,培育了量子資訊科學、納米科學、系統生物學、化學生物學、金融資訊學等一系列新興學科。

合肥微尺度物質科學國家實驗室,就是科大建成的一個多學科綜合性的新型科研平台,實現了物理、化學、材料、生物和資訊等5個一級學科之間的大跨度整合。志趣相投的人聚到一起,好比是「物理組合」,但融合在這個大平台上就會產生「化學反應」。

底氣,更來自於國家實力的增強,對科技創新的重視─

「像口鍋大小,我當年研究的是義大利同行送的一個反場箍縮實驗裝置,後來寫成了我的博士論文。」科大教授劉萬東回憶上世紀80年代在科大求學的歷程。

如今在科大西校區,一座橙色的樓裡安裝有整體裝置高十多公尺、直徑有數公尺的國際先進反場箍縮裝置─被譽為「科大一環」,這個在2015年竣工的大型實驗平台,系大陸完全自行設計、自主研製集成,為培養大陸磁約束聚變領域高端人才提供重要支撐作用。

「我的夢想實現了,無憾!」身為「科大一環」建設工程總指揮的劉萬東教授深情地說,沒有來自國家的大力支援,安裝這樣大型裝置只能是個「夢」而已。「國家為此一下撥款7000萬元。」

科技創新,除了科研人員具備高超本領,還要有種種的基本實現條件。隨著大陸國力的增強,科技政策、科研條件得到極大優化和改善,這給科研工作者追求學術夢想提供了平台。

目前,投入數億元的大型實驗室裝置在科大已不再是大新聞。羅喜勝介紹,2009年全校科研經費還只有3億元,現在每年科研經費上升到15億元左右,在研專案達到3900多項。這些未來重大科學發現的「種子」,使科研「底氣」越來越足。
朝氣:自信當歌,向著夢想出發

走進仲夏的中國大陸科大,高大的懸鈴木和頎長的重陽木默立在校園道路兩旁,一如往昔積聚著力量向天空生長,龐大的樹冠投射大片綠蔭。

科大資訊學院執行院長吳楓正步履匆匆,此時,他的一項嶄新而重大的事業才剛剛開始─

5月中旬,大陸類腦智慧領域唯一的國家工程實驗室在科大成立,將為提升人工智慧科研核心競爭力提供有力支撐。這位從微軟亞洲研究院首席研究員崗位離職後加入科大的科學家、實驗室負責人,微笑著用「衝浪者」來形容自己所面臨的事業挑戰,「要一個浪接一個浪地往前衝」。

進入新世紀,新一輪科技革命風起雲湧,世界主要國家爭相尋找科技創新的突破口,搶占未來發展的先機。

量子資訊、高溫超導、人工智慧、納米材料、生命健康……中國大陸科大瞄準新的「科學無人區」,適應國家經濟社會發展的需要,找准方向、重點布局、發起衝鋒。

今年50歲、當年14歲就考上科大少年班的盧征天,1公尺94的身材走在校園裡顯得尤為惹眼。這位才情比身高更「勁爆」的教授,前年告別了在美國阿貢國家實驗室工作,以「千人計劃」學者的身份回國。他在國際上首先提出「原子阱痕量探測」方法並驗證了可行性,使得地球學家們幾十年來所夢想的氪-81定年成為現實。

「為了能把地球上的海水、地下水、極地冰川「看得」更清楚,我們立志要在中國大陸建一個全球最領先的同位素檢測中心。」他說。
作為全國高校中出了名的「出國大戶」,科大近年來已悄然變成了「回國大戶」。以國家「青年千人計劃」為例,僅科大入選回國的校友數量,就占到全國入選總人數的九分之一。「科大是我的基石,報效祖國是我的夢想,我喜歡待在這裡。」盧征天教授說。

這些回國效力的科大海外科技英才,其中相當比例選擇回歸母校。截至目前,學校已引進「青年千人」「國家優青」「青年拔尖」「青年長江」這「四青人才」218人,位居全國高校前列。這些年富力強、擁有全球前沿科研視野的青年學者,使學校的科研與教學充滿朝氣

胸懷祖國,面向世界。

「科技強國,等不來、買不來,只能靠自己幹出來、闖出來。」潘建偉院士認為,科研就是要敢為天下先,想別人還沒想到的事,立志開闢全新的領域。

對杜江峰院士來說,來自國際競爭的「時不我待」感更為明顯。「現在基礎研究的周期越來越短,轉化成技術的速度越來越快,你稍微慢一點,人家就趕上來了。」他很享受科學的未知與挑戰:「每天都在嘗試新的東西,每天都在朝著新的目標進步,科研事業的挑戰和實現,讓人愉悅!」

「科技研究需要厚積薄發、水到渠成。科大研發的一些技術確實達到了世界先進水平,中國大陸科技在不少領域和方向上已接近世界水平,甚至是領先全球,但還是遠遠不夠。」陳仙輝教授坦言,我們需要有更多高水准的科技大學,才能和科技強國進行對話。


在中國科大自旋磁共振實驗室,工作人員謝一進在編寫控制軟體。