不同专项的科学家坐在一起,深渊科考项目就已

2019-10-17 作者:科技新闻   |   浏览(180)
“先导”的力量
先导专项:科学家在行动

■本报记者 丁佳

■本报记者 丁佳

中国科学院深海科学与工程研究所所长丁抗是个“贪心”的人。

从1021米到10-14米,这是银河系到原子核的距离,也是科学家们“术业专攻”的巨大跨度。

早在2017年,研究所所承担的“探索一号”深渊科考项目就已经超额完成任务,实现了万米深潜,可他却总觉得,还有些工作没有做到完美,“我们得把万米技术牢牢掌握在自己手里”。

也许只有一个项目能将这些科学家紧密联系在一起。2012年启动的中科院战略性先导科技专项,给全院科学家提供了一个在不同尺度上攻克前沿科学问题的难得机会。而在中科院院长白春礼看来,这个宏大的科学研究计划更是“怎么重视都不为过”。

所以在第二年,丁抗又带领着科考团队,第三次赴马里亚纳海沟进行深渊科考。在54天的时间里,科研人员开展了装备技术、地球物理、海洋地质与地球化学、海洋生物物理等方面的研究工作,终于“彻彻底底把这件事做扎实了”。

先导专项是中科院深入推进“率先行动”计划的重要抓手,对于中科院贯彻落实新时期办院方针、围绕“三个面向”落实“四个率先”具有十分重要的现实意义。

明明已经可以“交账”,丁抗为何还要不断追求极致?又是谁,给了这艘科考船“说干就干”的魄力和“说走就走”的勇气?

6月15日,中科院战略性先导科技专项年度工作会议在京召开。不同专项的科学家坐在一起,总结前期工作,互通有无,互相学习。

一切为了重大产出

基础研究 只争第一

2019年5月7日,包括院长白春礼在内的7位中科院领导,一大早就坐在了中科院物理研究所的一间报告厅里。

中国科学技术大学副校长、中科院院士潘建伟负责的“量子系统的相干控制”专项,近年来3次入选中国科技十大进展新闻,1次入选英国《自然》杂志评选的年度十大科技亮点,1次入选美国物理学会评选的年度国际物理学重大事件……这样的成绩让潘建伟和他的同事频频登上新闻媒体的头条。

这里正在召开中科院战略性先导科技专项2019年度工作会,26个专项主要负责人、5个项目管理负责人悉数作报告。用白春礼的话说,借助这个机会,不同专项之间可以相互学习、相互借鉴,同时对专项的管理情况加深了解。

“我们挑选了3个国内最有研究优势,同时又最有希望可拓展的物理系统进行重点突破,以此来保持和扩大我国在量子科技若干前沿研究方向的优势,占领国际制高点。”潘建伟说。

中科院B类先导专项侧重于瞄准新科技革命可能发生的方向和发展迅速的新兴、交叉、前沿方向,取得世界领先水平的原创性成果,占据未来科学技术制高点,并形成集群优势。

在这种理念的引领下,专项取得了数个“世界第一”。研究团队继续保持了多光子纠缠数的世界纪录,实现了最高分辨率单分子拉曼成像,首次在室温大气下测得单个蛋白质分子顺磁共振谱,首次实现百公里级自由空间量子通信、测量器件无关的量子密钥分发和多自由度的量子隐形传态,实现了世界最高品质的确定性量子点单光子源。

中科院生物物理研究所所长许瑞明将“生物超大分子复合体的结构、功能与调控”先导专项实施的5年定义为“集中产出期”。

而依托专项的学科优势、研究优势、人才优势以及跨学科、跨部门管理机制的优势,2014年1月15日正式挂牌的中科院量子信息与量子科技前沿卓越研究中心成为中科院首批4个卓越创新中心之一。

例如,在该专项的支持下,2014年,科研人员利用冷冻电镜三维重构技术,解析了30纳米染色质的高级结构,解决了分子生物学领域一个30多年悬而未决的重大科学问题。这一成果目前已经写入国际通用的本科生与研究生教科书中。

核心技术 赶超先进

让许瑞明深有感触的是,先导专项的组织模式促进了科研成果的产出。就以生物大分子研究中离不开的冷冻电镜为例,在机时非常紧张的情况下,中科院生物物理所作为专项依托单位,拿出了1/4的时间专门为先导专项服务,并为之提供了一流的技术队伍支持。而专项的首席科学家则根据产出情况来分配机时,很大程度上促进了原创性科研成果的高效产出。

“目前已启动的16个B类先导专项,除取得一大批达到国际领先水平的研究成果外,还突破了一批关键核心技术,在具体指标上达到甚至赶超了世界先进水平。”

在“一切为了重大产出”思想的指引下,2014年以来,该专项共有400余篇论文产出,其中刊发在《自然》《科学》《细胞》三大刊物的论文共有40余篇,占整个中科院同期发表在这三本刊物论文总数的20%。

中科院前沿科学与教育局局长许瑞明此言不虚。2014年4月,中科院“海斗深渊前沿科技问题研究与攻关”先导专项正式启动。依托中科院三亚深海科学与工程研究所,联合20余家院内外科研单位,开展深渊科学研究,同时力求在深渊探测设备、深渊模拟系统、全海深潜水器瓶颈技术上取得重大突破。

“我们不能老做好看没用的科研”

2015年3月,我国首个深渊科考船“探索一号”进入改装阶段,预计将于2016年3月完成,不日将执行专项的第二个深渊科考航次,重点进行地球物理探测和深渊着陆器等深渊装置的布放。

对于自己所负责的“大规模光子集成芯片”专项,中科院西安分院院长赵卫直言不讳:“我们这个工作不好看,但是我们不能老做一些好看没用的科研。”

在中科院三亚深海所所长丁抗看来,“探索一号”科考船的投入使用将“满足我国未来十年内进行深渊探测与作业的迫切之需”,为全海深关键技术的研发提供海试平台。

大规模光子集成是诸多领域的支点技术,欧美多国都在大力推进。2016年,由中科院西安光学精密机械研究所牵头、多家研究所参与的“大规模光子集成芯片”先导专项正式获得立项支持,主要瞄准高性能计算中计算芯片所面临的数据处理瓶颈,采用光子取代电子进行信息交互的技术思路,开展大规模光子集成芯片技术研究。

“专项实施一年来,专项布局的全海深潜水器的关键技术攻关进展为国家深海科技发展项目的科学论证和决策提供了有力支撑。”丁抗说。

3年来,该专项不但在诸多关键技术上取得了重要突破,集成规模达到领先水平,还完成了光集成芯片研发公共平台的建设工作,并建立了光子计算专业实验室。

“先导”作用如何更好发挥

赵卫希望,他们的研究成果能不断得到应用,研究能直接推动国家工业化的发展。“我们手头必须有一些自己的技术,才能在国际上更有话语权。”

在已经启动的先导专项中,“大气灰霾追因与控制”无疑是最受公众关注的项目之一。经过几年研究,科研人员在灰霾成因机制方面取得新认识:大气氧化性增强,促使气态污染物向颗粒态污染物转化呈现爆发性增长。复合污染导致大气环境容量下降,是造成我国中东部灰霾污染事件频发的重要因素。

实际上,中科院B类先导专项从未把论文作为考核的唯一标准,对一些非纯基础研究的项目来说,论文甚至都不能算是一个重要标准。

“我们还有多份咨询报告被中央办公厅和国务院办公厅采纳。”专项负责人、中科院生态环境研究中心研究员贺泓说,“我们自主研制的大气灰霾预报预警模式系统,成功支撑了北京APEC会议、南京青奥等国家重大活动的空气质量保障。”

“B类先导专项的侧重点是源头创新水平的提升,看的是能不能面向国际前沿,做出从0到1的突破。”白春礼说,“所以希望大家都能坚定创新的自信,坚定敢为天下先的志向,在独有独创上下功夫,勇于挑战最前沿的课题。”

除为国家提供战略咨询外,在创新驱动方面,多个B类先导专项已与国家计划形成有机衔接,凝聚了一支重要的战略性研究力量,真正起到了“先导”的作用。

个人英雄vs创新集群

“既然我们叫‘先导’,就是要做国家没有的事,率先先走一步,这是先导专项的本质含义。”白春礼说,将来对先导专项的评估,论文是一方面的参考指标,更重要的是能否积极建议承担国家设立的重大项目。

相比于其他项目,中科院院士康乐所负责的“作物病虫害的导向性防控”专项更多地聚焦于田间地头。“我们这个项目服务于国家重大战略需求,事关中国人舌尖上的安全。”

“B类先导专项就是应该提出新理论,开辟新方向,解决重大的科学问题,而且能最终与国家需求相结合。”白春礼说,当前经济下行压力加大,国家对于科技创新寄予了高度的期望。在新常态下,希望先导专项能真正作出实实在在的贡献,在作出在国际上有重大影响的科技创新成果的同时,能更多地服务于国家战略需求。

首先就是农药滥用问题。统计数字显示,中国农药使用量在逐年上升,2015年是1991年的2.3倍,中国在占全球8%的耕地上使用了全世界45%的农药。

《中国科学报》 (2015-06-17 第1版 要闻)

康乐认为,农药走的是杀灭路线,导致的结果是广谱、高毒和污染。“而我们则希望通过先导专项的实施,开发出绿色、安全和特异性的病虫害控制途径。”

2019年4月,在专项支持下,中科院遗传与发育生物学研究所与清华大学合作,在植物体内发现了抗病小体,成为植物抗病领域里程碑式的发现。

让康乐更感欣慰的是,因为专项的实施,一支国际一流、国内领跑的核心团队也建立起来。最近,“生物互作卓越创新中心”成功获批并启动建设,将继续整合优势创新力量,出新概念,出新领域,出新技术。

其实,与“个人英雄”式的自由探索相比,充分发挥建制化优势,通过创新集群的协同攻关来促进“大目标”的实现,也正是国家对中科院的一大要求。

“B类先导专项构建了一个小核心、大网络的协同攻关体系,推动交叉融合,催生重大成果产出。”中科院前沿科学与教育局局长徐涛说,“在产出成效上,一方面我们能够支撑国家重大科研任务,切实发挥先导的作用;另一方面也通过专项的实施凝练了方向,造就了一批顶尖学者。”

截至目前,中科院B类先导专项共部署了32个项目,汇集了6000余人的研究队伍,集中精力开展原始创新工作。这些年来,有多名学者获得了包括国家最高科技奖在内的国际、国内的学术奖项;仅2017年,B类先导专项中新增的院士就达11名之多。

“B类先导专项实施的几年来,在引领国家任务、培养人才队伍、重大原创成果产出等方面都取得了很好的成效。”白春礼希望,先导专项能够进一步统筹各方面资源,形成合力,最大限度地释放创新活力,更好地发挥“先导”的作用。“今年是新中国成立70周年,也是中科院建院70周年,希望大家齐心协力,为国家的科技创新事业、中科院的事业发展砥砺前行,为中科院争光,为中国争光。”

《中国科学报》 (2019-05-13 第1版 要闻)相关专题:壮丽70年·奋斗新时代

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