周畅中科大 【新华网】科大之问——“中国科大现象”启示录

也许是大自然不想轻易就让人类掌握所有的奥秘,在科技无人区里尽管有神奇的物象和梦幻的色彩,但通往那里并没有坦途,只有做好充分准备的勇士,才能蹚出新路,看得见风景。

低首蹬足,两头牛奋力要扭转背负的偌大地球。

在中国科大校园草坪上,安放着一座毕业生赠送的“孺子牛”雕塑。这座雕塑如今已成为科大人的“精神图腾”。

科大人将骨子里追求卓越、攀登科学高峰的雄心壮志,通过这个雕塑进行了含蓄的抒发——

没有核心科技的支撑,一个国家就没有脊梁;没有关键技术的突破,经济社会发展就不会有后劲。

科大自创建起就勇闯“中国科学无人区”,再到探索“世界科学无人区”,从攻克“两弹一星”、筹建同步辐射加速器到研究铁基超导,发射暗物质卫星、量子科学实验卫星……科大人将科技创新突破与国家发展命运紧密相连,一次次向科技前沿进军,始终解答着时代对科技的追问。

锐气:初心不忘,敢当世界科技浪潮“弄潮儿”

“量子GDP”——说的正是中国科大校园里3位量子科技院士级带头人郭光灿、杜江峰、潘建伟。用三位“大牛”姓氏拼音首字母组成的“GDP”,成为国际学界赫赫有名的中国量子科研“超豪华”团队。

在科大,“大牛”是最高尊称,只有学术水平和社会贡献极高者,才能获此殊荣,而无关官职高低和财富多寡。

作为中国科大1960级学生,75岁的郭光灿院士是中国量子光学和量子信息研究的开创者。他创建了我国第一个量子信息实验室,带领团队提出的“量子避错编码原理”“概率量子克隆原理”引起国际重大反响,成功研制国内首个光纤量子密钥系统,发明“量子路由器”建成世界首个量子政务网。

16岁时进入科大少年班,现任学校物理学院执行院长的杜江峰,28岁时进军量子计算实验研究领域,带领团队取得了多个国际学界的“第一次”:第一次实现量子博弈实验,第一次实验观测到混合量子态的几何量子相位,第一次在真实固态体系中实现最优动力学去耦,在室温大气条件下获得世界首张单蛋白质分子的磁共振谱,实现国际“最快”量子控制。

发射全球首颗量子科学实验卫星——“墨子号”;造出世界上第一台超越早期经典计算机的光量子计算机;今年6月“墨子号”在国际上率先实现千公里级量子纠缠分发,回答了爱因斯坦关于量子力学的“百年之问”……41岁成为中科院院士的潘建伟,带领团队在量子通信方面站在了世界科研的前沿。

无限风光,尽在险峰。

10年前,英国《新科学家》称:潘和他的同事使得中国科学技术大学——因而也是整个中国——牢牢地在量子计算的世界地图上占据了一席之地;

5年前,英国《自然》称:在量子通信领域,中国用了不到十年时间,由一个不起眼的国家发展成为现在的世界劲旅。

去年底,《科学美国人》在评选的当年改变世界的十大创新技术中,中国量子卫星入选。

量子研究,只是科大创建以来诸多科研成果的缩影。

科教报国,追求卓越。近60年来,一代又一代科大人秉承“两弹一星”的精神,始终面向国家重大战略需求,回答着科技之问,向着科学前沿“无人区”进发,科大成为我国科技进步的重要中坚力量——

1962年,中国科大与中科院计算所合作,研制出我国第一台通用电子数字计算机“107机”;

1978年,牵头筹建我国第一台同步辐射加速器;

1983年,成功研制我国第一台微机控制检测的凝聚态光声光谱仪;

1987年,研制成世界最大级超导氧化物单晶;

1992年,建成我国唯一的火灾科学国家重点实验室;

新世纪以来,科大的重大科研成果呈持续“井喷”之势:作为主要完成单位获得1次“年度世界十大科学进展”、1次“年度世界十大科学亮点”、6次“年度国际物理学重大进展”、15次“年度中国十大科技进展新闻”、13次“年度中国科学十大进展”、22项国家科学技术奖励,其中先后2次获得“国家自然科学奖一等奖”。

翻开近年来科大的科研成果登记表,一项项具有全球标杆地位的奖项,闪耀着中国科技进步的智慧光芒。

——2014年,科大教授、中科院院士陈仙辉与中科院物理所学者,因为在“40K以上铁基高温超导体的发现及若干基本物理性质研究”方面的贡献,获得国家自然科学奖一等奖;

——2015年,潘建伟团队以重大科研突破“多光子纠缠和干涉度量学”,获得年度国家自然科学奖一等奖;

——2016年,科大教授、中科院院士谢毅和80后的科大教授孙永福研究组研制出将二氧化碳高效清洁转化为液体燃料的新型钴基电催化剂,荣登当年中国科学十大进展榜首。

统计显示,科大2007年至2017年2月间发表SCI/SSCI论文篇均被引(ESI)13.28次,超过11.37次的世界平均值,在大陆高校中排名第一……多年来,在诸多科研领域,科大人身影屡屡出现在世界科研第一方阵,并且在一些领域中开始担当“领跑者”角色。

“提起科研就激动。为什么激动?因为我们的事业连着国家大事,就是跟着国家步伐走。我们强,国家就强。”

科大教授刘万东自豪地说,在核物理这个方向,世界学术会议上的中国面孔,约有一半都是科大毕业生。“我有一次和外国同行开玩笑打过赌,他一个个去问,结果人数还超过了一半!”

底气:精进殊胜,干大事紧连大国势

在中国科大校内bbs“瀚海星云”,有一个帖子至今为人津津乐道:

发帖者提出科大暖气费应该按流量还是面积计算更为实惠,引来各院系师生争相留言,用各种算法来求解和模拟,甚至考虑到江淮水质、土壤成分、路面导热性、水管畅通速度、损耗系数等诸多变量,计算公式满屏飞,这个有些“家长里短”的问题俨然成了一道科学命题。当然这其中不免有些戏谑成分,却也从一个侧面反映出科大的科研氛围之浓烈、“底气”之厚实。

底气,来自执着求知、守朴归真的价值本色——

科大学生注重一种能力——“遍历”,这个对普通人而言较为生僻的词取自于“计算机程序”术语,是指“无一遗漏,全部走遍”的意思。据科大学生介绍,《电磁学千题解》是一本被他们奉为“屠龙宝刀”大神级别的辅导科研书——也是科大图书馆中借阅量排名第一的书。

“这体现了科大学生的遍历能力,要想研究清楚一个东西,就要把它的千变万化,从出现到结束,全部循环搞清楚。”科大生命学院的大三学生马凯玥说。

中国科大甫一建校,就改变了当时中国大学理工分家、强调分系分专业培养专门化人才的情况,定位为新兴的理工结合、科学与技术结合,宽口径培养新兴、边缘、交叉学科的尖端科技人才,所有专业对数理化基础课程要求十分严格。

科大第二任校长严济慈曾有一个著名观点:科大不培养只知道书本知识的学生,而是要把学生教成一把锋利的刀子,“科研领域见什么就能解决什么”。

“基础宽、厚、实,专业精、新、活。”中国科大党委书记许武说,科大人一直把培养有觉悟的尖端科学技术人才作为标准,一方面要有为国家、为人类社会作贡献的志向,一方面要探索新型交叉学科的拔尖人才培养。

直到现在,科大学生们依然有这样的感受——科大的数学、物理等基础课程难度高、比重大,单是数学方面微积分、数学分析以及线性代数,学分就达到最高25分,远超诸多高校。

“极其重视基本功”传统,使得科大学生具备扎实的数理基础和逻辑分析能力,科研“后劲足”,在海内外尖端科研机构享有广泛声誉。统计显示,科大自建校以来本科毕业生中当选两院院士的比例约为千分之一,获得博士、硕士学位达到70%以上,均居全国高校之首。

底气,来自于尊崇学术、追求卓越的办学导向——

“男的想当牛顿,女的想当居里夫人。在科大文化里面,你做了教授,才是有本事的人。”曾经三次放弃当近代物理系领导机会的科大教授安琪这样对记者表示,科大人以崇尚科研为荣,而且教授拿的工资待遇要高于相同的行政人员,“不仅是钱的问题,而是更受尊重”。

教授如此,学生亦然。少年班大四学生唐榕说,奔着科大来,就是搞科研,做科学家。

“我们鼓励学生在课堂上要有想法、会提问、能反驳,这样科研就更有希望。”科大科研部部长罗喜胜说。

为激发科技创新能力,科大2015年10月起面向学生创建了青年创新基金,入选项目可以取得科研经费支持,首批已有55个项目获得总金额542万元的资助。

从世界科技突破潮流来看,成果取得越来越依赖于多学科交叉和合作,科大在推动学科间交叉与融合方面不断创新,培育了量子信息科学、纳米科学、系统生物学、化学生物学、金融信息学等一系列新兴学科。

合肥微尺度物质科学国家实验室,就是科大建成的一个多学科综合性的新型科研平台,实现了物理、化学、材料、生物和信息等5个一级学科之间的大跨度整合。志趣相投的人聚到一起,好比是“物理组合”,但融合在这个大平台上就会产生“化学反应”。

底气,更来自于国家实力的增强,对科技创新的重视——

“像口锅大小,我当年研究的是意大利同行送的一个反场箍缩实验装置,后来写成了我的博士论文。”科大教授刘万东回忆上世纪80年代在科大求学的历程。

如今在科大西校区,一座橙色的楼里安装有整体装置高十多米、直径有数米的国际先进反场箍缩装置——被誉为“科大一环”,这个在2015年竣工的大型实验平台,系我国完全自行设计、自主研制集成,为培养我国磁约束聚变领域高端人才提供重要支撑作用。

“我的梦想实现了,无憾!”身为“科大一环”建设工程总指挥的刘万东教授深情地说,没有来自国家的大力支持,安装这样大型装置只能是个“梦”而已。“国家为此一下拨款7000万元。”

科技创新,除了科研人员具备高超本领,还要有种种的基本实现条件。随着我国国力的增强,科技政策、科研条件得到极大优化和改善,这给科研工作者追求学术梦想提供了平台。

目前,投入数亿元的大型实验室装置在科大已不再是大新闻。罗喜胜介绍,2009年全校科研经费还只有3亿元,现在每年科研经费上升到15亿元左右,在研项目达到3900多项。这些未来重大科学发现的“种子”,使科研“底气”越来越足。

朝气:自信当歌,向着梦想出发

走进仲夏的中国科大,高大的悬铃木和颀长的重阳木默立在校园道路两旁,一如往昔积聚着力量向天空生长,庞大的树冠投射大片绿荫。

科大信息学院执行院长吴枫正步履匆匆,此时,他的一项崭新而重大的事业才刚刚开始——

5月中旬,我国类脑智能领域唯一的国家工程实验室在科大成立,将为提升人工智能科研核心竞争力提供有力支撑。这位从微软亚洲研究院首席研究员岗位离职后加入科大的科学家、实验室负责人,微笑着用“冲浪者”来形容自己所面临的事业挑战,“要一个浪接一个浪地往前冲”。

进入新世纪,新一轮科技革命风起云涌,世界主要国家争相寻找科技创新的突破口,抢占未来发展的先机。

量子信息、高温超导、人工智能、纳米材料、生命健康……中国科大瞄准新的“科学无人区”,适应国家经济社会发展的需要,找准方向、重点布局、发起冲锋。

今年50岁、当年14岁就考上科大少年班的卢征天,1米94的身材走在校园里显得尤为惹眼。这位才情比身高更“劲爆”的教授,前年告别了在美国阿贡国家实验室工作,以“千人计划”学者的身份回国。他在国际上首先提出“原子阱痕量探测”方法并验证了可行性,使得地球学家们几十年来所梦想的氪-81定年成为现实。

“为了能把地球上的海水、地下水、极地冰川‘看得’更清楚,我们立志要在中国建一个全球最领先的同位素检测中心。”他说。

作为全国高校中出了名的“出国大户”,科大近年来已悄然变成了“回国大户”。以国家“青年千人计划”为例,仅科大入选回国的校友数量,就占到全国入选总人数的九分之一。“科大是我的基石,报效祖国是我的梦想,我喜欢待在这里。”卢征天教授说。

这些回国效力的科大海外科技英才,其中相当比例选择回归母校。截至目前,学校已引进“青年千人”“国家优青”“青年拔尖”“青年长江”这“四青人才”218人,位居全国高校前列。这些年富力强、拥有全球前沿科研视野的青年学者,使学校的科研与教学充满朝气。

胸怀祖国,面向世界。

“科技强国,等不来、买不来,只能靠自己干出来、闯出来。”潘建伟院士认为,科研就是要敢为天下先,想别人还没想到的事,立志开辟全新的领域。

对杜江峰院士来说,来自国际竞争的“时不我待”感更为明显。“现在基础研究的周期越来越短,转化成技术的速度越来越快,你稍微慢一点,人家就赶上来了。”他很享受科学的未知与挑战:“每天都在尝试新的东西,每天都在朝着新的目标进步,科研事业的挑战和实现,让人愉悦!”

“科技研究需要厚积薄发、水到渠成。科大研发的一些技术确实达到了世界先进水平,中国科技在不少领域和方向上已接近世界水平,甚至是领先全球,但还是远远不够。”陈仙辉教授坦言,我们需要有更多高水准的科技大学,才能和科技强国进行对话。