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中國科研邁入新原創時代
2017-04-03 07:28:38 來源: 經濟日報
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  當前創新驅動已成國策,面向科學前沿開展原始創新,力爭在更多領域引領世界科研方向,已經成為我國科學家義不容辭的責任。

  近年來,我國科學家在一個又一個基礎科學前沿披荊斬棘、屢獲佳績:量子通信、鐵基超導、中微子、量子反常霍爾效應、外爾費米子、幹細胞、奈米……一個個原始創新成果,為中國科研步入新原創時代揭開大幕。

  勇氣:搏殺在世界科技前沿

  科學發現只有第一,沒有第二。每一個競爭激烈的世界科技前沿,都是硝煙彌漫的戰場,科學家們要像士兵一樣英勇搏殺,爭奪唯一的桂冠。

  中微子第三種振蕩模式θ13的發現,就是這樣一個狹路相逢勇者勝的故事。

  中微子是一類神秘的基本粒子,它會變身術,一種中微子在飛行過程中變為另一種中微子,然後再變回來,這叫作中微子振蕩。三種中微子兩兩之間可發生三種振蕩模式,各有其對應混合角,分別為θ12、θ23、θ13,前兩種振蕩角的測定者都獲得了諾貝爾獎,第三種振蕩混合角θ13卻遲遲未能找到。

  尋找θ13的科研競賽在世界各地展開,日、美、法、韓、中均參與其中。日本、法國、美國的實驗室在2011年相繼發表了關于θ13的數據,雖然其結果均因精度不夠而置信度較低,卻是這一領域競爭白熱化的跡象。而中國的大亞灣中微子實驗室直到2011年年中才完成探測器建造與安裝。

  因此,在中國科學家只用55天取數、用十幾天完成物理分析和論文寫作,于2012年3月7日投稿並率先公布了精確的θ13實驗結果後,國際物理學界深感震驚。歐洲核子研究中心菲利斯塔·泡斯教授説:“我被深深震撼了,2010年10月我去大亞灣時探測器還沒有建造呢。”

  在這場世界級科研戰中,勤奮勇敢的中國大亞灣實驗團隊率先贏得桂冠。這一成果被美國《科學》雜志評入當年世界十大科技進展,今年年初又獲得國家自然科學一等獎。

  不只是中微子,近年來,勇奪第一的原創成果在多個前沿領域不斷涌現,我國科學家們在世界科技前沿競爭中越戰越強。

  以幹細胞研究為例。

  “我國對幹細胞的成規模研究,也就10多年的歷史,但是進步非常大。”中科院院士裴鋼説,從2004年到2013年,我國幹細胞研究人員增長近16倍,年發表論文數增長近17倍,論文總數僅次于美國位居世界第二。

  中科院動物研究所研究員周琪也深有同感。他2003年從法國留學歸來,“剛回國時法國實驗室水準高高在上,現在我們的條件讓法國人感到羨慕。這種轉換發生得非常迅速”。

  轉變體現在接連不斷的原創成果中。率先實現小分子化合物誘導體細胞重編程和轉分化,首次證實非胚胎來源的誘導多能性幹細胞具有發育全能性,首次構建出小鼠—大鼠異源雜合二倍體胚胎幹細胞……一個個世界第一證明了我國在幹細胞領域的強大實力。

  執著:十年不鳴,一鳴驚人

  在科研領域,原創是一件十分艱難的事,它需要科學家們長期嘔心瀝血的投入和付出,很難看到快速的回報。

  在今年1月的國家科學技術獎勵大會上,李克強總理曾表示,要“建立長期穩定的支援機制,鼓勵從事基礎研究和原始創新的科研人員潛心研究,可以十年不鳴,爭取一鳴驚人”。

  事實上,十年不鳴,一鳴驚人,正是近年來不少重大原創成果的常態。

  開創“奈米限域催化”新概念以實現甲烷一步高效生産高值化學品,就是一個這樣的案例。

  2014年5月,中國科學院大連化學物理研究所包信和院士團隊在《科學》雜志上發布重要成果:他們運用“奈米限域催化”的新概念,創造性地構建了硅化物晶格限域的單中心鐵催化劑,突破了原有技術瓶頸,成功地實現了甲烷在無氧條件下選擇活化,一步高效生産乙烯、芳烴和氫氣等高值化學品。這項原創技術摒棄了高耗能的傳統合成氣制備過程,被國外專家認為是一項“即將改變世界”的新技術。

  而這個技術的研發歷經20年,早在1995年,包信和就帶領團隊開始甲烷“無氧活化”的攻堅。“曾有過一段艱難的時期,我們的研究方向被認為是冷門,但大家並沒有放棄。”包信和説。

  在基礎研究領域,不少科學家都具備這樣冷熱不論、寵辱不驚的執著。典型的例子是中國科學院院士趙忠賢。

  國家自然科學一等獎是中國自然科學領域最受矚目的獎項,2000年創立,17年來曾9度空缺。趙忠賢卻兩度獲得該項大獎。

  從1976年就開始研究高溫超導的趙忠賢,在超導研究的崗位上堅守了半個世紀,並在相距24年的1989年和2013年裏,與研究團隊一起,兩度榮獲國家自然科學一等獎。

  在兩次獲獎之間的上世紀90年代中後期,高溫超導研究曾遇到瓶頸,超導研究由熱轉冷,很多研究者轉移到其他研究領域。趙忠賢卻矢志不渝:“我很正常,不癡迷也不呆傻。我認為超導還會有突破,所以堅持。”

  在第二次獲得國家自然科學一等獎後,趙忠賢説:“經過幾十年的努力,我國在超導領域的研究屬國際一流水準。有這麼大進步和國家大環境有關。大環境穩定,有相對穩定的經費支援,這是超導研究取得重大成就的基礎。”他認為,隨著我國綜合國力的增強和科研整體實力的提升,今後基礎研究方面將會取得越來越多的成果。

  他的説法被事實所驗證,現在,我國科學家發現的鐵基超導材料佔世界一半以上,並且保持著國際最高超導轉變溫度的紀錄。

  希望:中國力量打造中國品牌

  毋庸諱言,當今世界論原創實力還是美國居首,中國還相差甚遠。説中國正步入新原創時代,是指中國的原創成果上升勢頭迅猛,大幕初啟、局部領先,而不是説中國的原創成果已經很多。

  中國原創成果在世界的整體地位和走勢,從2016年全球創新指數即可見一斑。

  去年8月,世界智慧財産權組織、美國康奈爾大學、英士國際商學院共同發布了2016全球創新指數,中國首次躋身世界最具創新力的經濟體前25強。在評估高校水準、科學出版物和國際專利申請量的頂層指標“創新品質”中,中國名列第17位,成為中等收入經濟體的領頭羊。

  在新原創時代,突破靠勇氣,積累靠執著,而希望,就在年青一代身上。中國科學界的年青一代正在一個個原創突破中茁壯成長,成為打造基礎研究領域中國品牌的新中國力量。

  在量子通信領域獨佔鰲頭的潘建偉團隊就是典型的年輕團隊。

  2001年,潘建偉在中國科學技術大學建起了量子資訊實驗室。那時這支隊伍非常年輕:領頭羊潘建偉1970年出生、剛過而立。骨幹成員中,楊濤、陳增兵、趙志剛都是博士畢業不久,而彭承志、陳宇翱、張強等都只有20歲出頭。

  就是這樣一支年輕的團隊,十幾年來在量子資訊領域屢獲第一:多次刷新並始終保持多光子糾纏世界紀錄、在國際上首次實現安全通信距離超過100公里的光纖量子密鑰分發、實現國際上首個全通型量子通信網絡、建成首個規模化量子通信網絡、成功發射世界首顆量子衛星並圓滿完成實驗任務……

  《自然》雜志在2012年12月報道潘建偉團隊時曾寫道:“在量子通信領域,中國用了不到10年的時間,由一個不起眼的國家發展成為現在的世界勁旅,將領先于歐洲和北美。”

  在另一些年齡跨度更大的團隊中,年輕人也表現出不俗的潛力。

  2012年底,中國科學家團隊首次在實驗中發現量子反常霍爾效應,取得基礎物理領域重大突破。2013年3月,這一成果發表于美國《科學》雜志,令世界震驚。團隊的主要領導者、清華大學副校長薛其坤表示,這樣的科研競賽對我國青年科技人才的培養非常有利。

  “我這一輩人接受正規的係統科學訓練已經很晚,要比別人更加刻苦才能彌補差距。但現在的孩子們不一樣,他們從小受到完整科學訓練,我國這些年對科研的投入也遠非從前可比,一流的實驗室和科研團隊會越來越多。”薛其坤説,跟國外站在同一起跑線上的新一代中國研究者,未來將作出更大貢獻。中國經濟網記者 佘惠敏

  

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【糾錯】 責任編輯: 張敏彥
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