強(qiáng)國青年科學(xué)家勇闖科技“無人區(qū)”
云洲智能無人艇巡航港珠澳大橋。
“我名字拼音簡寫是‘DQ’，和大氣的拼音是一樣的。”南京大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院教授黃丹青的名字，來自于她身為大學(xué)物理老師的父親。她是十位2023年“強(qiáng)國青年科學(xué)家”中唯一一位女科學(xué)家，主持人評價(jià)開朗爽快的她，“為人也很大氣”。
8月16日，在廣東省佛山市南海區(qū)舉辦的2023“強(qiáng)國青年科學(xué)家”尋訪活動(dòng)分享會(huì)上，“巾幗不讓須眉”的黃丹青解釋自己名字的由來。這一幕引來陣陣掌聲、笑聲。
8月的南海，迎來了一年一度的“人才節(jié)”，來自國內(nèi)各領(lǐng)域、各行業(yè)的青年科學(xué)家感受到來自一座城市對科研人才的禮遇。16日清晨，他們登頂南海魁星閣，領(lǐng)略“奪魁”殊榮；夜晚，城市的摩天大樓上演流光溢彩的燈光秀，致敬強(qiáng)國青年科學(xué)家，令這些埋首實(shí)驗(yàn)室、行走田野山嶺的科學(xué)家感受到別樣的氛圍。
而對這座城市而言，這樣一群成績斐然的科學(xué)家走進(jìn)南海，分享交流，對接科技成果轉(zhuǎn)化，讓科學(xué)家精神閃耀南海。
“做科研，我見過凌晨四點(diǎn)的校園”
2020年9月11日，習(xí)近平總書記在科學(xué)家座談會(huì)上提出要求：堅(jiān)持面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康。“四個(gè)面向”為推動(dòng)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展、加快科技創(chuàng)新步伐指明了方向。
這群強(qiáng)國青年科學(xué)家，以“四個(gè)面向”為科技創(chuàng)新主戰(zhàn)場，勇闖科技“無人區(qū)”，挑大梁、擔(dān)重任、當(dāng)主角，在許多領(lǐng)域創(chuàng)造了多個(gè)“第一”： 有人創(chuàng)辦了中國第一家無人船艇企業(yè)，服務(wù)國家重大戰(zhàn)略需求；有人推動(dòng)中國躋身國際全海深探索能力第一梯隊(duì)，還有人在國際權(quán)威期刊上發(fā)表了創(chuàng)刊以來第一篇針葉樹的論文……
當(dāng)看到中國國產(chǎn)大型客機(jī)C919起飛那一刻，西北工業(yè)大學(xué)教授程暉的感覺是：“太爽了”。他負(fù)責(zé)國產(chǎn)大飛機(jī)機(jī)翼壁板裝配關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。
練就“硬核”科研實(shí)力，意味著他們要付出更多努力和心血，以及面對失敗、挫折的堅(jiān)持與堅(jiān)韌。
“做科研，我有許多個(gè)夜晚在實(shí)驗(yàn)室度過。”北京大學(xué)工學(xué)院助理教授陳默涵分享說，“我見過凌晨四點(diǎn)校園的樣子。”
略顯內(nèi)向的吉林大學(xué)教授付君，站在分享會(huì)講臺(tái)前，翻著一頁頁介紹玉米產(chǎn)量的PPT，侃侃而談。他長期扎根“世界黃金玉米帶”，采用仿生減損的思路，攻克了國際上公認(rèn)的玉米機(jī)收減損難題。
胖胖的張?jiān)骑w自稱“胖是一種‘工傷’”。他帶領(lǐng)年輕的團(tuán)隊(duì)致力于無人船艇領(lǐng)域研究，在無人裝備前沿領(lǐng)域，創(chuàng)辦了中國第一家無人船艇企業(yè)，攻克了無人船艇自主航行、感知避障、協(xié)同控制等關(guān)鍵技術(shù)，讓中國無人艇技術(shù)躋身世界第一梯隊(duì)，讓中國無人艇航行在南極地羅斯海、青藏高原色林錯(cuò)湖，掠過太平洋的風(fēng)，從中國駛向世界。
中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所研究員嚴(yán)開祺長期從事空心玻璃微球力學(xué)性能研究。實(shí)驗(yàn)曾經(jīng)歷了兩年的停滯期：每天堅(jiān)持做實(shí)驗(yàn)，但實(shí)驗(yàn)結(jié)果毫無規(guī)律。
“放棄是不可能放棄的。”嚴(yán)開祺一臉認(rèn)真地說，“我們是‘國家隊(duì)’，如果我們放棄了，相當(dāng)于國家要在這個(gè)領(lǐng)域放棄了。”
嚴(yán)開祺回憶，最開始研究空心玻璃微球的科研工作者把家里的煤氣罐搬到實(shí)驗(yàn)室，用焊槍做實(shí)驗(yàn)，才在最后的實(shí)驗(yàn)樣品里找到只占據(jù)1%容積的玻璃微球，“那個(gè)人是我的老師，而老師的老師70多歲還和我一起去實(shí)驗(yàn)室、下車間。”
敢于挑戰(zhàn)的嚴(yán)開祺終于發(fā)現(xiàn)，一個(gè)不起眼的小因素影響了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。“我們認(rèn)定了，空心玻璃微球是對的方向，是國家需要的重要方向，一代又一代科研工作者才愿意在這個(gè)方向上發(fā)力。”
他們的堅(jiān)持突破了空心玻璃微球軟化學(xué)制備的關(guān)鍵配方和技術(shù)，讓全海深載人潛水器“奮斗者” 號能在10909米深的深海里載人深潛作業(yè)，也讓中國成為第一個(gè)有能力在萬米深海開展常態(tài)化科考作業(yè)的國家。
嚴(yán)開祺說，科學(xué)家要有韌性，要承受低谷期的迷茫，也能享受研究成功的高光時(shí)刻。而韌性和堅(jiān)持，是前輩科研工作者的精神傳承，也是當(dāng)今青年科研工作者的寶貴品質(zhì)。
西安建筑科技大學(xué)西部綠色建筑研究團(tuán)隊(duì)，面向高原人民生命健康的重大需求，給西藏居民蓋“靠太陽就能取暖的房子”。他們團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持了20多年，受益超50萬人，王登甲教授是接棒的第三代。他介紹，使用太陽能取暖，能讓藏區(qū)室內(nèi)溫度從5℃-8℃左右提高到18℃以上。
如今，在西藏多個(gè)縣城、新農(nóng)村建設(shè)了系列太陽能建筑和供暖系統(tǒng)，王登甲還在探索，在供暖基礎(chǔ)上，讓居民用上清潔的光伏電力、利用太陽能洗熱水澡，他們朝著太陽能零碳建筑方向繼續(xù)深入研究。
“科學(xué)家就是要解決別人解決不了的問題”
對于科研工作者來說，探索和突破人類未知領(lǐng)域的邊界，是一件迷人的事。中國地質(zhì)大學(xué)（北京）教授邱昆峰大膽闖入無人區(qū)，在崇山峻嶺深處勘查，為尋找戰(zhàn)略性金屬礦產(chǎn)資料搭建微量元素大數(shù)據(jù)平臺(tái)。
“專注是科學(xué)家最重要的特質(zhì)。”南方科技大學(xué)教授張殷乾的研究領(lǐng)域是計(jì)算機(jī)安全，涉及云計(jì)算、區(qū)塊鏈和機(jī)密計(jì)算等方向。
對他而言，科研上的專注是一種無我的境界，他經(jīng)常每天早上8點(diǎn)進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，晚上11點(diǎn)多離開實(shí)驗(yàn)室，每周工作7天，吃飯、洗澡、睡覺前，有時(shí)都會(huì)琢磨科研問題。他笑談，“一個(gè)合格的科學(xué)家需要每周100小時(shí)專注于科研項(xiàng)目。”
張殷乾的專注也體現(xiàn)在科研課題的選擇。他回國后專注于計(jì)算機(jī)安全領(lǐng)域的“卡脖子”問題，在處理器安全架構(gòu)、安全操作系統(tǒng)，以及形式化驗(yàn)證的關(guān)鍵領(lǐng)域進(jìn)行科研攻關(guān)。
這種專注換來了豐富的科研成果。他設(shè)計(jì)的安全可信執(zhí)行環(huán)境、可信操作系統(tǒng)、分布式安全協(xié)議，保障了數(shù)據(jù)計(jì)算的信息安全，防范數(shù)據(jù)流通過程的隱私泄露。這些研究成果不僅在國際具有領(lǐng)先地位，也廣泛應(yīng)用到產(chǎn)業(yè)軟件中。
高大帥氣的鈕世輝被學(xué)生稱為“松柏男神”，作為北京林業(yè)大學(xué)教授，他愿意為探索未知坐“冷板凳”。他研究的針葉樹，占據(jù)了全球森林面積的39%，作為先鋒樹種，可以生長在北極、高山等惡劣環(huán)境。但研究針葉樹的科研團(tuán)隊(duì)和成果產(chǎn)出，不足楊樹研究的二十分之一，“我可能從青年投入研究，到退休也很難看到大的突破”。
他卻樂此不疲，專注研究能活1000多年的中國松。中國松又稱油松，是中國特有的鄉(xiāng)土針葉樹種。中國詩詞里描寫松之風(fēng)骨，指的就是中國松。
“科學(xué)家就是要解決別人解決不了的問題。”鈕世輝說，“把它（指針葉樹研究）變得不難是科技工作者的使命。”
他與針葉樹相關(guān)的論文在國際權(quán)威期刊《細(xì)胞》上發(fā)表，是北京林業(yè)大學(xué)建校70年來的第一篇，也是《細(xì)胞》創(chuàng)刊以來第一篇與針葉樹有關(guān)的研究論文。“我很高興地看到最近國內(nèi)一些綜合性大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)開始啟動(dòng)了松樹研究計(jì)劃，研究松樹的人逐漸多了起來，這是一個(gè)很好的開始”。他說。
“現(xiàn)代科學(xué)研究中，學(xué)科交叉比以往任何時(shí)候都重要”
中國工程院原副院長杜祥琬院士遠(yuǎn)程連線參與“強(qiáng)國青年科學(xué)家”分享會(huì)，他的一番話打動(dòng)了很多人。
他回憶，自己26歲從蘇聯(lián)學(xué)成歸國時(shí)，與鄧稼先、周光召一起參與氫彈研制。鄧稼先接到任務(wù)出發(fā)前，對妻子說，“這事很重要，就是為它死了都值得。”這讓年輕的杜祥琬堅(jiān)定了為科技事業(yè)奉獻(xiàn)一生的決心。
杜祥琬院士為這群40歲左右的青年科學(xué)家送上鼓勵(lì)，寄語作為國家科技事業(yè)中堅(jiān)力量的青年科學(xué)家“后浪”奔涌。
交流分享中，不少科學(xué)家驚喜地發(fā)現(xiàn)，盡管處于不同科研領(lǐng)域，但能互相啟發(fā)對方的研究思路。
黃丹青說，如今精準(zhǔn)預(yù)測天氣，需要計(jì)算機(jī)、物理、數(shù)學(xué)等多學(xué)科知識(shí)，“這和20年前我剛學(xué)大氣科學(xué)使用的研究手段完全不同，這促使我不斷學(xué)習(xí)，自我提高。”
清華大學(xué)能源與動(dòng)力工程系副教授周會(huì)認(rèn)為，現(xiàn)代科學(xué)研究中，學(xué)科交叉比以往任何時(shí)候都重要，學(xué)科交叉不僅能給科學(xué)研究帶來新的機(jī)會(huì)，也能使一些傳統(tǒng)的技術(shù)獲得新的發(fā)展和應(yīng)用。
這要求科學(xué)家要像海綿一樣從不同學(xué)科吸收知識(shí)和養(yǎng)分。周會(huì)集合熱能工程、化學(xué)反應(yīng)工程、新型材料開發(fā)的學(xué)科交叉背景，開發(fā)了城市固廢和生物質(zhì)的熱化學(xué)清潔高效利用和二氧化碳轉(zhuǎn)化等技術(shù)。
保持一顆開放的心，是科學(xué)家精神之一。陳默涵向超算發(fā)起挑戰(zhàn)，也運(yùn)用了交叉學(xué)科的知識(shí)。他結(jié)合了人工智能、物理建模和高性能計(jì)算等多學(xué)科的知識(shí)，致力于開發(fā)微觀電子和原子尺度的第一性原理方法軟件。
從事科研的道路上，往往人跡罕至。近年來，越來越多的學(xué)生選擇鈕世輝作為研究生導(dǎo)師。他總是第一時(shí)間給有意愿的學(xué)生回復(fù)一封郵件：我研究的領(lǐng)域，是一個(gè)（科研）成果產(chǎn)出少，難度大的方向，請你們一定要慎重，為自己負(fù)責(zé)。
他接到了大多數(shù)學(xué)生的回復(fù)：我們愿意做針葉樹研究。鈕世輝知道，“真正對科學(xué)有興趣的人是不怕困難的，甚至偏偏擇難而上”。
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