■本报记者 钟华
这些科研团队有的历史悠久,有的只刚刚成立一两年;团队成员有资深院士,也有“80后”“国家创新人才计划青年项目”,有土生土长的科大 “土著”,也有初来科大的新鲜血液。他们身上有着不同的特点,但又有一种独特的“科大气质”。
2012、2013年度,英国自然出版集团发布旨在测度高品质基础科研实力的《自然出版指数》,中国科学技术大学蝉联中国高校第一,进入亚太地区科研机构前8名;近十年发表的SCI收录论文篇均被引次数位居中国C9高校之首;最新数据表明,该校有10个学科领域进入ESI(ESI数据库是美国科学情报研究所推出的衡量科研绩效、跟踪科学发展趋势的基本分析评价工具)世界前1%,其中物理学、化学、材料学、工程学等4个学科领域进入世界前1‰,位居中国高校第一……
近年来,中国科大高水平科研成果迭出,其卓越的创新能力令人瞩目。记者近日在中国科大采访了相关创新团队。走进这些团队,或许我们能渐渐了解这些成果何以能在中国科学技术大学诞生。
长远规划与战略眼光
今年6月份,由中国科大侯建国院士领衔的单分子科学团队的董振超研究小组,在高分辨化学识别与成像领域取得重大突破,在国际上首次实现了亚纳米分辨的单分子光学拉曼成像。
董振超小组研制的单分子光电量子特性检测设备,真可谓十年磨一剑,有专家看过设备后对他说,“你这个工作只有在中国科大才能做成”。
2004年,董振超教授从日本国家材料科学研究所回国,加入中国科大的侯建国院士单分子科学团队。为什么选择科大,他的理由很简单,“最吸引我的是这个团队在单分子科学领域以实验和理论美妙结合而闻名于世,而且学术气氛非常活跃,这是非常难得和令人向往的”。
事实上,这种理论与实验结合的特点是在1997年单分子科学团队成立时就形成的。“理论和实验结合是一个趋势。微观世界里的现象十分复杂,实验结果固然最为重要,但必须得到理论的支撑,才能阐释现象的物理本质。”团队负责人之一、化学学院执行院长杨金龙教授说:“侯建国校长和我为团队定下了一个很具体的科学目标:在单分子这个尺度上,对分子的物理化学性质进行高分辨的表征、检测和操纵。”
于是团队的研究定下了这条路线图,首先要发展技术,因为没有创新性的设备是很难做出真正具有创新性的研究工作的。而董振超的加入,就是做以科学目标为导引的设备研发。
通过近10年的辛苦努力,董振超的单分子光电量子特性检测设备研制成功,可以在亚纳米的尺度上高分辨识别材料,成为了引领世界潮流的先进技术。在董振超看来,侯建国和杨金龙就像是这个团队的队长和副队长,“他们能从一个很高的高度来看问题,能看到团队能做什么,能走多远。”
“以前感觉一个人力量比较有限,但是随着团队的发展,特别是通过团队成员间‘不留情面’的尖锐研讨,团队中的每个人都在成长。”董振超觉得团队的发展布局,对大家的成长非常重要,“以前,个人可能只能做出‘一片树叶’的工作,但有了团队成员间的精诚合作,慢慢地就可以做成‘一棵树’,而且将来还有望做出‘一片森林’的事情来。”
被《新科学家》评价为“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”的潘建伟院士的量子光学和量子信息团队,亦是一个在团队成立之初就定下长远规划与发展目标的例子。这个优秀的团队已凭借其丰硕的研究成果,5次入选欧洲物理学会评选的“年度物理学重大进展”、4次入选美国物理学会评选的“年度物理学重大事件”、7次入选我国两院院士评选的“年度中国十大科技进展新闻”。今年6月,该团队又在国际上首次成功实现了用量子计算机求解线性方程组的实验。
2001年在科大建立实验室的时候,潘建伟就开始了布局,因为量子信息研究集多学科于一体,要想取得突破,必须拥有不同学科背景的人才。因此,他将不同学科背景的年轻人一一送出国门,分布到德国、英国、美国、瑞士、奥地利等量子信息研究的优秀国际小组加以锻炼。
如今,这些特意“放飞”国外的年轻人悉数回国,使这支团队得到了空前的壮大。
兴趣是合作的最大驱动力
几年前,刚刚从化学学院转到生命科学院的王均教授与生命科学院的胡兵教授只是在同一座楼工作的“点头之交”。那时候,化学学院的刘扬中教授可能正想找一位生科院的老师来给他的课题帮帮忙。
他们不会想到,几年后的现在,他们不仅组成了一个团队,发表了一些很有影响的科学成果,而且还能成为无话不谈的朋友。
2010年,中国科大鼓励45岁以下年轻人,自发组织一个团队研究感兴趣的科学问题。他们便组成了一支由7位引进人才组成的纳米生物学效应中心团队。
“科大从事纳米生物学研究有一段历史,这也是科学研究领域的一颗新星。科大有一支与纳米生物医药相关的队伍,集合了不同方向的人。我们几个当时都有交往,但是还没有真正进行合作。”王均说:“所以我们组成了3个方向研究:纳米药物输送、纳米材料的生物安全性、纳米生物效应的分子机制。”
今年,团队中孙斐教授课题组与王均课题组发现通过纳米材料的光热效应,可以对雄性哺乳动物进行高效安全的避孕控制,从而达到降低动物繁殖能力的目的。这项成果不仅发表在《纳米快报》上,还取得了很大的社会效应。
胡兵说:“交叉是我们这个团队很大的特点,我们的学科跨度很大:材料化学、神经生物学、免疫学、生殖学、分子生物学。”而能把大家吸引在一起的,正是共同的科学问题与兴趣。
“如果没有共同的科学问题是难合作的,只有双方都特别感兴趣的问题才能成功合作。”王均说,这样,不同学科的他们才能形成长效的、深入的合作。
“我们的合作也是因为文化理念和价值观趋同,有相似的教育背景,对科研贡献的判断、经费的管理、学术批评和学术交流有一致的理念。”胡兵补充道。
三年时间,这个团队不仅发表了很多篇高水平论文,而且诞生出王均、孙斐两位杰青。“相信我们继续做下去,会有更好的研究成果出来。”王均说。
学科交叉的魅力
如果说纳米生物学效应中心团队的成立,有一个在学校和科研处的引导下,从被动到主动的过程;那么,复合材料表界面关键科学问题团队中江俊、熊宇杰、宋礼这三位“国家创新人才计划青年项目”的结合则有了更多主动的味道。
在回国参加“国家创新人才计划青年项目”的答辩时,做理论模拟的江俊,碰到了做纳米材料制备、无机合成的熊宇杰。“宇杰在器件和材料方面做得非常好,发了《科学》的文章。他在实验过程中发现了很多有意思的机理问题,想继续探究。而我在理论上有一些预测,很想在实验上推进一下。”江俊向记者介绍了他们的“结合”过程,“我们俩讨论之后觉得,中间还缺乏一个过渡,理论到实验之间还需要一个做表征的。”这时候,做制备又做表征的宋礼来到科大。
这三位青年人发现相互有很多共同语言,正好学校鼓励大家申请创新团队,于是他们一拍即合。
宋礼说:“宇杰在材料化学上的成绩非常好,我是做材料的物理,通过江俊的物理化学理论将二者结合起来,做多学科交叉。我们都是1979、1978年出生的,年龄、经历都很相像,所以很自然地形成了这个团队。”
“我的方向项目是多尺度的模拟,为他们提供理论支撑。一方面解释实验现象,另一方面基于现象提炼规律。三方的领域,相互交叉和支持,形成一个稳定而尖锐的三角形,既协同解决核心的科学问题,又在各自的侧重点上实现突破。”江俊如此描述他们三人的关系。
今年,这个成立不到一年的团队成功申请到一项国家青年“973”项目。之所以能让得到权威专家的认可,是因为“我们三人在各自方向做了10多年的科研,积累了不少的经验和灵感。所以我们不是盲目交叉,而是聚焦于普适性的科学问题,把不同的方法和思路从各个角度交叉起来。”江俊说。
回国前,熊宇杰已经担任美国圣路易斯纳米中心主任。“我回国就是想做点事情。科大给了一个非常好的平台,能让我真正带领一个团队,做出一点事情来。”熊宇杰说,“我深深记得,侯建国校长说过,要给我们一方没有天花板的舞台。国外舞台是有的,但是会有天花板,而没有天花板的舞台在科大是存在的。”
独特的科大氛围
谈到科大的学术氛围,董振超对记者说:“我很庆幸自己来科大工作,这里有一个活跃的学术交流平台和自由宽松的学术环境。”
胡兵说:“学校不是给你指令让你做出多少东西,不是‘挣工分’,而是更多地让你在一个相对气氛宽松的环境工作。竞争的压力是来自自己的科研追求,以及在同行眼里对自己的评价。”
而对于宋礼来说,让他感触最深的是:“管理部门效率非常高,教授可以真正做自己的主人。”
“套用电视剧《亮剑》里的一句话:‘谁创建了这个军队,这个军队就有他的风格。’科大的氛围,就来自我们的传统。”中国科大科技处处长罗喜胜教授说,“这所中科院创办的大学秉承了中科院的风格,我们办事人员的风格与中科院是一脉相承的。没有行政化,学术自由、学术讨论,从建校之初就确立了这种氛围。侯校长说,管理就是服务。我们做任何事情首先是考虑老师的感受,考虑能不能最大程度地促进老师的科研。”
罗喜胜说,校学术委员会从制度上保证了这种学术自由的氛围。
如今中国科大有30多人入选“中科院人才计划”,69人入选“国家创新人才计划青年项目”,在校的杰青有30多位。
“这就是一种‘正反馈’。俗话说,物以类聚,大家都觉得科大是个做学问的地方,做学问的人来得更多,这个氛围就越来越好。”在罗喜胜看来,这些引进的年轻人,就是一股股活的源泉,应将这种独特的科大氛围继续传承、发扬下去。
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