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韶华,追逐科学的光和爱国的信仰

  【五四青年节特辑·新时代新青年】

韶华,追逐科学的光和爱国的信仰

——陈嘉庚青年科学奖获奖者的故事

光明日报记者 李苑 尚文超 晋浩天 陈海波 彭景晖 光明日报通讯员 荆昭延

  这个五四青年节,《青年说》专刊走进2020年度陈嘉庚青年科学奖获奖者的灿烂青春。这6名青年科学家分别是数理科学奖获得者关启安、化学科学奖获得者陈兴、生命科学奖获得者王克剑、地球科学奖获得者唐朝生、信息技术科学奖获得者肖云峰、技术科学奖获得者孙明月。

  他们是平凡的青年人,因为他们与广大新时代中国青年一样,处在中华民族发展的最好时期,既面临着难得的建功立业的人生际遇,也面临着“天将降大任于斯人”的时代使命。

  他们又是不平凡的青年,因为他们手捧的陈嘉庚青年科学奖告诉人们,他们已实现并继续追寻着这样的价值——在中国独立做出重要原创性科学技术成果,立志献身我国科学技术创新事业。

韶华,追逐科学的光和爱国的信仰

  关启安:一定要能沉下心坐“冷板凳”

  如何在艰涩难懂的数学领域有所建树?2020年度陈嘉庚青年科学奖获得者、北京大学数学科学学院教授关启安的答案是——兴趣。

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关启安

  中学时关启安已爱上数学。“初等数学虽知识量小,但逻辑清晰,能比较简单地说明问题,各种解题技巧让我着迷。”兴趣与禀赋相互加持,关启安高考时选择了南开大学的数学学科。19年前的选择,成为关启安数学研究生涯的起点。

  1983年出生的关启安正值学术科研壮年,成就早已名扬海内外。作为北京大学数学科学学院教授,他和导师周向宇院士解决了一项困扰数学界多年的“强开性猜想”,让中国数学家再次迎来国际数学界的赞许。

  关启安总说“在周老师的支持下,没有遇到特别困难的情况”,但要取得如此成就绝非易事。日夜颠倒,成为家常便饭。“思维不能打断,我想到某个问题就一定要完成它,否则想睡也睡不着。”关启安沉稳、内敛、话不多,但每句话都真实诚恳,符合大多数人对于数学家的想象。

  “数学研究很耗神。”在关启安看来,要破解数学难题,必须要经过长时间的反复思考。“我的办法就是经常调整自己的思路,多向老师请教,多和同行讨论,多听学术报告。当然,一定要能够沉下心坐冷板凳,甘于默默付出。”

  坐姿并非“原地不动”,数学家们驰骋在创新路上的姿态,往往就是坐姿。正是在这条“冷板凳”上,他的思维飞向远方,他与老师周向宇院士解决“强开性猜想”的成果,被《数学评论》(Mathematical Reviews)评价为“近年来复分析与代数几何相交领域最重大的成就之一”。

  陈兴:让科学知识的交流更加国际化

  很多人都曾写过作文《我的理想》,设想“成为科学家”。而北京大学教授陈兴,是让这一梦想变为现实的人。他觉得自己很幸运,因为“从事的职业就是自己感兴趣的事情”。

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陈兴

  可熟悉他的人知道,这份“幸运”实际上源自他过人的执着。从本科开始,他始终沿着科研道路前进。作为80后,他已成为国内糖化学领域的领军青年科学家,并因发明了全新的聚糖化学标记、成像和组学分析方法,开辟了糖化学生物学功能研究的新途径,获得2020年度陈嘉庚青年科学奖化学科学奖。

  “科技创新的重要性,体现在国家发展以及人民生活的方方面面。特别是在当前的形势下,进一步提升我国科研创新创造的能力,尤为重要。”作为基础研究领域的科学家,陈兴认为自主创新应该包含两个方面:颠覆性创新和改进型创新。

  颠覆性创新,即研究成果是全新的、能够带来突破性的改变,这也是当下很多人对自主创新的理解。“但科学研究是一个积累的过程,必然会利用前人的成果,并在此基础上进行改变,这就是改进型创新。”陈兴认为,改进型创新也非常重要,甚至从某种角度上说,改进型创新的积累,是产生颠覆性创新的源泉。

  对于创新,陈兴有着更长远的理解:“如今大部分科学知识的出现或者创新,都离不开不同国家科学家之间的交流和互相学习,这是快速推进科学进展的最有效的方法之一。”因此,陈兴希望通过所有科学家的共同努力,把科学知识的交流变得越来越国际化。

  王克剑:科研就是大胆去往未知领域探索

  培育无融合生殖作物,是农业研究领域长期面临的一大难题,但为了我国农业生产的重大需求,80后中国水稻研究所研究员王克剑,还是向这一经典难题发起了挑战。

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王克剑

  “其实有时候,科学研究就像打猎,去一个未知的领域探索。”无数团队和科学家都曾走进这个领域,却无功而返。经历过“热”,也遭遇过“冷”,王克剑的科研工作面临着很大的不确定性。团队中有人劝他“这个方向可能走不通”,但王克剑始终没有放弃。

  “分析失败的原因,想方设法解决这个难题,设计出新的研究思路和方向,继续往下走。”最终,他利用基因编辑技术在杂交水稻中成功建立了无融合生殖体系,并获得了2020年度陈嘉庚青年科学奖生命科学奖。

  这项成果的影响,被相关专家评价为“将引发作物无融合生殖研究的热潮,为未来遗传育种和商业化制种指明了新的方向”,也就是说如果未来无融合生殖作物能够应用于生产,将改变现有的作物育种模式及种子生产程序,将给农业生产带来巨大的飞跃,进一步提升农业科研带来的经济效益和社会效益。

  这些荣誉没有让王克剑暂停脚步:“现在这个方向是从0到1的突破,后面肯定要继续做从1到2到3的优化工作。我们希望在这个方向加大力度去研究,最终实现商业化的生产,提高粮食产量,保证粮食安全。”

  唐朝生:翻越群山,走中国科学家自己的路

  人生道路上,南京大学地球科学与工程学院教授唐朝生曾翻过家乡的有形高山,也曾越过科技的无形峻岭。他说:“成为科学家,就是去翻山越岭。”

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唐朝生

  1980年出生的唐朝生,带着“走出大山看世界”的梦,带着浓厚的好奇心和执着的钻研精神,一路从大山里走进了实验室,又凭借着对极端干旱气候条件下土体工程性质响应机理、规律和调控技术进行的系统性研究,获得了2020年度陈嘉庚青年科学奖地球科学奖。

  这是一项重要的原始创新成果,其学术贡献和影响力得到了国内外同行的高度认可。但经常有人问他:你的研究到底有什么用?能挣钱吗?

  “很多原创性、基础性研究,短时间内看不到转化成果,往往要十年磨一剑,甚至把一辈子搭进去都不一定看到结果。”唐朝生坚信科研工作不必急于求成,“在基础研究领域,中国科学家必须有自己的积累,否则总有一天会因为某些空缺而受到限制”。

  “从‘两弹一星’,到如今的载人航天、蛟龙号等,如果没有原创性技术,我们会一直被别人卡着脖子,在国际上也不会有今天的话语权。”唐朝生相信,随着一代代科学家的接力前行,一些重要的科学领域会有越来越多的中国名字出现。

  今天,青年科学家们面临着来自生活和工作的压力与挑战,但唐朝生一直有着清醒的认识:“我把所有的时间和精力,都放在最擅长的事情上面,就能把这个事情做到极致。”

  肖云峰:灵感总在漫长积累之后到来

  科学技术攻关路上,年轻的科学家不得不经历漫长的磨砺。这份磨砺来自前辈搭建的难以逾越的学术高峰,也来自无数意料之外的困难。

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肖云峰

  在陈嘉庚青年科学奖信息技术科学奖获奖者、北京大学物理学院教授肖云峰看来,要实现原始创新,一是依赖研究者的长期积累,二是在此基础上的灵感爆发,二者缺一不可。

  运用微腔拉曼激光对纳米颗粒进行超高灵敏度检测的实验,便是这一观点的最好诠释。原本物理原理清晰、实验成果可期,可实践层面的困难难以预料。实验阶段出现了一些完全想象不到的现象,一度影响实验进展。

  一年、两年、三年……多少个艰难的日子,问题始终难以破解。灵感在“千磨万击”之后来临:在一次研究生与本科生共同参加的讨论中,肖云峰受到启发,把基础物理中的“自发对称破缺”概念引了进来。难关攻克,势如破竹,团队找到了成功的“钥匙”。

  近年来,肖云峰在微腔光信息器件新原理与应用研究方面作出重要贡献:自主开发片上微腔制备新技术,获得具有超高品质因子的新型回音壁模式光学微腔,为高性能芯片光子器件与应用奠定基础;针对微腔光信息器件在光耦合等方面的重大挑战,提出具有国际原创性的原理方案,开展相关的实验验证并展示其应用价值;提出新的微纳光学传感机理,实现纳米尺度单个颗粒的检测和定量分析。

  奔波于教室、实验室、办公室,肖云峰把绝大多数的精力投入于科学研究和教学。学生偶尔会在学院的咖啡厅看到他,他们认为“这大概是肖老师唯一的休闲时光”。

  当然,坐在咖啡厅里的肖云峰与其他时候并无区别。“他似乎只会聊两件事,一是国际学术界的新动向,二是我们的实验进展。”他的学生这样描述道。

  孙明月:打难打的“铁”,攻难攻的关

  中国科学院金属研究所研究员孙明月说自己是个“铁匠”,不过他和同事们打的“铁”,是大国重器。

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孙明月

  百吨级的钢水浇注到锭模里形成钢锭,往往存在这样的问题:金属凝固速度慢,液态与固态之间存在很大密度差,导致金属铸锭内部产生偏析缺陷,最终影响构件的性能。

  10年前,80后“打铁人”孙明月对解决这个世界难题提出大胆设想:“没有哪个宏伟的建筑物是用一块大石头雕刻出来的,都是一砖一瓦构建而成。那金属大构件,是不是也可以用这种方法来制造呢?”

  孙明月提出一个全新的“金属构筑成形技术”:把一块块尺寸小、均匀性好的金属板作为基材,像建房子一样摞起来,经过真空、焊接、加热,最终使多块金属完全结合在一起,通过以小制大,形制成均匀性良好的大型构件。

  设想变成现实,是一个曲折漫长的过程。孙明月遭受过很多质疑,但他始终坚信这项自主原创的技术,能够引领世界大锻件制造技术的发展。

  2015年10月,孙明月团队第一次用金属构筑成形技术制造出大型火电转子试验件。当经过探伤证明试验件无瑕疵时,压力的释放和巨大的喜悦让团队成员的眼泪夺眶而出。

  2019年3月,他们制作的世界上直径最大的金属“呼啦圈”,用在了四代核电机组上,这个超大型支承环,是核反应堆的安全屏障,没有任何焊缝,浑然一体,支撑着核反应堆7000吨的重量。这项研究成果入选“壮丽70年·奋斗新时代——共和国发展成就巡礼”。2020年8月,孙明月获该年度陈嘉庚青年科学奖。

韶华,追逐科学的光和爱国的信仰

  本期选题支持:光明日报社突出贡献知识分子联络办公室

  采编团队:彭景晖、龚亮、李丹阳、安胜蓝、李睿宸、杨桐彤

  《光明日报》( 2021年05月04日 08版)

责任编辑:文杰

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