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編者按
黨的二十大報(bào)告第一次把教育、科技、人才三大戰(zhàn)略放在一起統(tǒng)籌部署、集中表達(dá),意義深遠(yuǎn)。報(bào)告指出,我們要堅(jiān)持教育優(yōu)先發(fā)展、科技自立自強(qiáng)、人才引領(lǐng)驅(qū)動(dòng),加快建設(shè)教育強(qiáng)國(guó)、科技強(qiáng)國(guó)、人才強(qiáng)國(guó),堅(jiān)持為黨育人、為國(guó)育才,全面提高人才自主培養(yǎng)質(zhì)量,著力造就拔尖創(chuàng)新人才,聚天下英才而用之。今天,本版推出“科教興國(guó) 青春擔(dān)當(dāng)”專題,聚焦科教領(lǐng)域8位青年工作者,講述他們心懷家國(guó)、潛心研究、勇攀高峰、敢為人先的故事,希望借此感召更多優(yōu)秀年輕人加入中國(guó)式現(xiàn)代化建設(shè)的隊(duì)伍。
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劉穎:別樣的“非典型”科學(xué)家
中青報(bào)·中青網(wǎng)記者 葉雨婷
“29歲時(shí),她成為北大最年輕的博導(dǎo)”,去年,一篇文章突然在網(wǎng)絡(luò)上刷了屏。劉穎這個(gè)名字,突然成了不少網(wǎng)友和媒體關(guān)注的對(duì)象。
2013年,29歲的她來(lái)到北大,在燕園建立了自己的實(shí)驗(yàn)室,成為當(dāng)時(shí)北大最年輕的博導(dǎo)。如今,她是北京大學(xué)未來(lái)技術(shù)學(xué)院副院長(zhǎng),是不少科學(xué)類頒獎(jiǎng)典禮上的???。但在課堂與實(shí)驗(yàn)室之外,她的身影還活躍在各個(gè)“舞臺(tái)”:學(xué)校合唱團(tuán)里、長(zhǎng)跑隊(duì)伍中、科普鏡頭前……
“我從小就夢(mèng)想當(dāng)一名科學(xué)家,擁有一個(gè)屬于自己的實(shí)驗(yàn)室,可以探索自己好奇的科學(xué)問(wèn)題?!眲⒎f告訴中青報(bào)·中青網(wǎng)記者。
劉穎從小就對(duì)自然表現(xiàn)出極大的好奇心。年幼的她喜歡觀察螞蟻搬家、分食,還愛(ài)讀《十萬(wàn)個(gè)為什么》。在中學(xué)的實(shí)驗(yàn)課上,她第一次嘗試從香蕉中提取DNA。神秘的基因,竟然通過(guò)幾個(gè)簡(jiǎn)單的步驟就能夠獲得,這令劉穎驚奇而又興奮。從此,奇妙的自然在劉穎的心里埋下了一顆小小的種子,她逐漸認(rèn)定自己對(duì)生命科學(xué)的熱愛(ài)。
后來(lái),她在高考時(shí)填報(bào)了南京大學(xué)生物專業(yè),并堅(jiān)定地勾選了“不服從專業(yè)調(diào)劑”。
隨著研究的深入,她對(duì)生物這一領(lǐng)域的熱愛(ài)也愈發(fā)濃厚。但是,她的研究之路并不是一帆風(fēng)順。劉穎不斷地修正假設(shè)和重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),終于在博士二年級(jí)下半學(xué)期有了突破。這個(gè)研究突破發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)期刊上。
“作為一名科研工作者,就要保持對(duì)研究的‘最純粹的好奇心’?!眲⒎f說(shuō)。
劉穎的工作是研究細(xì)胞如何感知變化,并調(diào)整自己來(lái)適應(yīng)環(huán)境。這一課題與一些常見(jiàn)的代謝疾病、衰老相關(guān)疾病和癌癥都密切相關(guān),有非常重要的應(yīng)用前景。
2019年,在北大工作近6年的劉穎憑借在生命科學(xué)領(lǐng)域的突出貢獻(xiàn),成為“科學(xué)探索獎(jiǎng)”的首屆獲獎(jiǎng)?wù)咧?,這是國(guó)內(nèi)金額最高的青年科技人才獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃。
在劉穎看來(lái),這是對(duì)她科研方向選擇的一次肯定。“至少在選擇課題的時(shí)候,我可以真正地去專注于一些需要更長(zhǎng)時(shí)間的探索,更具有原創(chuàng)性和開拓性的課題上?!?/p>
在科研之外,劉穎同樣熱衷于科普教育事業(yè)。
5年前,劉穎參與錄制了一系列小學(xué)生命科學(xué)課和生活中的實(shí)驗(yàn)課。這系列視頻至今仍常常被播放,劉穎偶爾會(huì)收到家長(zhǎng)來(lái)信,向她分享孩子的學(xué)習(xí)熱情,也會(huì)請(qǐng)教一些科學(xué)問(wèn)題。這種被認(rèn)可的感覺(jué)令她備受鼓舞。
在這之后,劉穎還為鄉(xiāng)村孩子帶來(lái)閱讀與科普課,她還參與了電視臺(tái)科普類節(jié)目的錄制,翻譯過(guò)外國(guó)科普書籍。
“做科普這個(gè)事情,就是你可能在自己都不知道的情況下,給孩子的心里埋下了一顆科學(xué)的種子,也許之后某一天它就會(huì)發(fā)芽,會(huì)開花,會(huì)結(jié)出果實(shí)?!眲⒎f說(shuō)。
科研中的劉穎嚴(yán)謹(jǐn)較真兒,但在課余時(shí)間,她又像個(gè)親切的鄰家姐姐,喜歡和學(xué)生們聊天,偶爾聚餐吃飯。
不久前的開學(xué)季,劉穎每天都會(huì)和一名學(xué)生單獨(dú)吃一頓飯,借此機(jī)會(huì)和學(xué)生有更充分地溝通。“雖然我們就是在辦公室吃個(gè)盒飯,但這種安靜又輕松的方式,可以很好地了解學(xué)生的近況和思想,也可以了解到他們現(xiàn)階段對(duì)于科研和人生的困惑。我比他們年長(zhǎng)一些,希望通過(guò)分享自己的經(jīng)歷和感受,可以讓他們?cè)谌松缆飞仙僮咭恍澛贰!?/p>
劉穎愛(ài)好很多,她認(rèn)為興趣愛(ài)好對(duì)于自然科學(xué)專業(yè)的學(xué)生尤其重要,是對(duì)生活很好的調(diào)劑。
來(lái)到北大之后,劉穎參加了教職工合唱團(tuán)。合唱團(tuán)的排練令她十分快樂(lè),“我喜歡唱歌,也喜歡認(rèn)識(shí)其他專業(yè)的人,這是一舉兩得?!弊鳛楹铣獔F(tuán)的一員,她時(shí)常參加學(xué)校的各項(xiàng)大型活動(dòng),一展歌喉。去年的畢業(yè)典禮上,劉穎穿著導(dǎo)師服為畢業(yè)生們演唱《燕園情》,以自己的方式贈(zèng)予畢業(yè)生們臨別祝福。
不僅如此,看起來(lái)單薄的劉穎還是一位經(jīng)驗(yàn)頗豐的“馬拉松老將”,劉穎也經(jīng)常將自己的科研道路、人生經(jīng)歷與馬拉松聯(lián)系起來(lái)。
“跑馬拉松和做科研很像,都是一個(gè)長(zhǎng)久的過(guò)程,認(rèn)準(zhǔn)了一個(gè)目標(biāo)就堅(jiān)持下去。其實(shí)是在和自己競(jìng)賽,更重要的是突破自我、享受過(guò)程?!眲⒎f說(shuō)。
去年,劉穎與一些科學(xué)家一起完成了為期兩天的沙漠戈壁徒步。在沙漠里行走,她想起《一代宗師》的經(jīng)典臺(tái)詞:“見(jiàn)自己、見(jiàn)天地、見(jiàn)眾生”。
于劉穎而言,科研是“見(jiàn)自己”的過(guò)程。她在科研的路上找到了自己的人生興趣、目標(biāo);“見(jiàn)天地”是做科普和參加社會(huì)上的公益活動(dòng),因?yàn)樗枰瓦@個(gè)世界打交道,然后理解人生;而教育則是“見(jiàn)眾生”,在理解了自己、感悟了人生之后,她將自己的所得所想傳授給下一代的學(xué)生。
學(xué)習(xí)了黨的二十大精神后,劉穎深受鼓舞。作為一名一線的科研工作者,她表示要“懷抱‘國(guó)之所需,吾之所向’的信念,不忘初心、牢記使命,勇闖科技創(chuàng)新的‘深水區(qū)’和‘無(wú)人區(qū)’ ?!?/p>
同樣,作為一名教育工作者,劉穎更加深刻認(rèn)識(shí)到“人才是第一資源”,要搞好科技創(chuàng)新,就必須建設(shè)一支規(guī)模宏大、結(jié)構(gòu)合理、素質(zhì)優(yōu)良的創(chuàng)新人才隊(duì)伍?!安┦亢笫俏覈?guó)不斷壯大的科研梯隊(duì)當(dāng)中一支年輕而充滿希望的生力軍。我們要延續(xù)對(duì)博士后招收培養(yǎng)機(jī)制的探索與創(chuàng)新之路,為博士后創(chuàng)造更開放的學(xué)術(shù)環(huán)境和更優(yōu)越的科研條件。通過(guò)完善人才戰(zhàn)略布局,聚天下英才,加快建設(shè)世界重要人才中心和創(chuàng)新高地。”
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趙延龍:推開科研道路上一扇陌生的門
中青報(bào)·中青網(wǎng)記者 張渺
趙延龍當(dāng)初選擇數(shù)學(xué)是因?yàn)榕d趣,他始終覺(jué)得,做基礎(chǔ)科研、做創(chuàng)新性的工作,是“挺有意思的事情”。
他的研究興趣,包括集值系統(tǒng)辨識(shí)與控制、網(wǎng)絡(luò)通信、金融系統(tǒng)建模等。
作為中科院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院研究員、系統(tǒng)控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任,趙延龍?jiān)陬I(lǐng)域內(nèi)具有重要影響的期刊和會(huì)議上發(fā)表學(xué)術(shù)論文80余篇,是國(guó)家杰出青年基金獲得者,曾任亞洲控制協(xié)會(huì)副主席,現(xiàn)任中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)副秘書長(zhǎng)、中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)控制理論專委會(huì)副主任等;他還獲得過(guò)國(guó)家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)、中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)等科研獎(jiǎng)勵(lì),先后主持國(guó)家優(yōu)秀青年基金、國(guó)家杰出青年基金、首批中國(guó)科學(xué)院穩(wěn)定支持基礎(chǔ)研究領(lǐng)域青年團(tuán)隊(duì)計(jì)劃等項(xiàng)目。
趙延龍1980年出生,本科畢業(yè)于山東大學(xué),博士畢業(yè)于中科院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院。求學(xué)時(shí)期,他就被周圍老師們做科研的精神狀態(tài)打動(dòng),深深覺(jué)得基礎(chǔ)研究“有趣”。博士畢業(yè)找工作時(shí),他沒(méi)考慮其他的,只想著要繼續(xù)“做科研”。
對(duì)趙延龍來(lái)說(shuō),在數(shù)學(xué)的道路上一直走下去,就是他“向往的生活”。
集值系統(tǒng)研究旨在利用粗糙的集值信息達(dá)到精確的辨識(shí)和控制效果。隨著信息化、大數(shù)據(jù)和智能化的發(fā)展,集值系統(tǒng)大量涌現(xiàn),對(duì)系統(tǒng)建模和控制產(chǎn)生了新的需求。與傳統(tǒng)的精確測(cè)量系統(tǒng)相比,集值系統(tǒng)具有可利用信息少和非線性強(qiáng)兩大特征,其辨識(shí)和控制具有本質(zhì)困難,需要新的研究視角和理論方法。
趙延龍就是迎接這一挑戰(zhàn)的人,他最早接觸集值系統(tǒng)是在2003年。當(dāng)時(shí),研究這個(gè)方向的人還比較少,他的導(dǎo)師對(duì)他說(shuō),“做這個(gè)試試”。
趙延龍覺(jué)得這就跟推門一樣,他想看看,自己能不能推開這扇門,能不能找到一條可以前行的路。不知不覺(jué)中,他已經(jīng)在這條路上走了將近20年。
“舉個(gè)簡(jiǎn)化的例子,當(dāng)我們需要統(tǒng)計(jì)學(xué)生的成績(jī)時(shí),打分‘0分到100分’,對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況了解相對(duì)會(huì)多一點(diǎn),但如果打分只有‘優(yōu)良中差’這種‘集值’信息,僅通過(guò)一次考試,很難從其中看出某個(gè)學(xué)生的具體學(xué)習(xí)狀況,因?yàn)閿?shù)據(jù)信息量太少。但如果考很多次的話,10次全是優(yōu)的學(xué)生,會(huì)比5次優(yōu)5次良的學(xué)生學(xué)得好一些,這樣綜合起來(lái)就可以得到學(xué)生學(xué)習(xí)狀況的準(zhǔn)確評(píng)估了?!壁w延龍對(duì)中青報(bào)·中青網(wǎng)記者解釋。
用趙延龍的話說(shuō),他的日常工作,就是去關(guān)心這個(gè)“學(xué)生”的真實(shí)學(xué)習(xí)狀況。
這個(gè)“學(xué)生成績(jī)”有時(shí)是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的大量醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù),需要用集值系統(tǒng)來(lái)建立復(fù)雜疾病模型;有時(shí)它是工程領(lǐng)域的大量工程數(shù)據(jù),比如衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù),需要用集值系統(tǒng)來(lái)融合這些數(shù)據(jù),以優(yōu)化定位;這個(gè)“學(xué)生成績(jī)”還可以是智能識(shí)別系統(tǒng)“眼睛看到的景色”,需要用集值系統(tǒng)來(lái)建立模型,在線智能識(shí)別目標(biāo)的“真?zhèn)巍薄?/p>
“有時(shí)候受測(cè)量限制,測(cè)得不那么準(zhǔn),還不能實(shí)現(xiàn)跟蹤目標(biāo)、控制目標(biāo)。這些就是集值系統(tǒng)的辨識(shí)和控制的問(wèn)題,信息量太少。”趙延龍感慨,“集值系統(tǒng)的問(wèn)題涉及控制論、概率論、圖論等數(shù)學(xué)工具,我們要在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中,把它給融合起來(lái)?!?/p>
事實(shí)上,他遇到的第一個(gè)瓶頸,甚至都不是具體的研究問(wèn)題,而是“尋找哪些課題是可以做的”。
通信領(lǐng)域?醫(yī)療領(lǐng)域?航空領(lǐng)域?他一路嘗試,尋找集值系統(tǒng)辨識(shí)與控制可能的應(yīng)用領(lǐng)域。在推開那扇門之后,他慢慢地“把這個(gè)方向打開”,一步一步,蹚出一條路來(lái)。
在這條路上走得越遠(yuǎn),他碰到的問(wèn)題也越多、越難。
趙延龍解釋,集值系統(tǒng)有個(gè)特點(diǎn)是“不知道系統(tǒng)數(shù)據(jù)的精確值”,如輸出、狀態(tài)等等,只知道它是否屬于某個(gè)或某些集合。對(duì)比較精確的測(cè)量系統(tǒng)來(lái)說(shuō),集值系統(tǒng)可供利用的信息很少,原有的系統(tǒng)辨識(shí)和控制方法不再適用。集值數(shù)據(jù)和系統(tǒng)變量之間存在很強(qiáng)的非線性,系統(tǒng)的建模、辨識(shí)和控制必須放到非線性框架下討論。同時(shí),強(qiáng)非線性會(huì)造成系統(tǒng)變量之間的隨機(jī)相關(guān)性,其研究缺乏必要的數(shù)學(xué)理論和分析工具。
這就造成了辨識(shí)和控制的本質(zhì)困難,按照趙延龍的解釋,這“需要新的視角和方法”。
這些年來(lái),趙延龍?zhí)岢隽私?jīng)驗(yàn)測(cè)度法、遞推投影估計(jì)、二尺度控制、隨機(jī)遞推控制等原創(chuàng)性方法,解決了集值系統(tǒng)的可辨識(shí)性、辨識(shí)與控制的最優(yōu)性等基本科學(xué)問(wèn)題。
相關(guān)的成果目前已成功應(yīng)用到復(fù)雜疾病建模和雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別等實(shí)際問(wèn)題中,構(gòu)造了更有效的統(tǒng)計(jì)驗(yàn)證方法,以及準(zhǔn)確率更高的目標(biāo)智能識(shí)別算法。他的工作得到了國(guó)際同行的肯定和好評(píng),被公開評(píng)價(jià)為“擴(kuò)展傳統(tǒng)的系統(tǒng)辨識(shí)理論”“重要發(fā)展”等。
最近,在學(xué)習(xí)了黨的二十大精神后,趙延龍深受鼓舞。作為一線科研工作者,他表示要不忘初心、牢記使命,堅(jiān)持科技是第一生產(chǎn)力、人才是第一資源、創(chuàng)新是第一動(dòng)力,不斷加強(qiáng)基礎(chǔ)研究和原始創(chuàng)新,致力于關(guān)鍵核心技術(shù)的突破。
趙延龍覺(jué)得最難熬的階段似乎已經(jīng)過(guò)去了,這條路他走得磕磕絆絆,但現(xiàn)在終于逐漸順暢起來(lái)。他感慨,“得到大家的認(rèn)同其實(shí)很不容易”。他回顧一路走來(lái)的艱辛,還是會(huì)感慨當(dāng)初不被認(rèn)同的痛苦。集值系統(tǒng)辨識(shí)與控制,是后來(lái)才慢慢被行業(yè)內(nèi)專家認(rèn)可的。
但他始終確信,這個(gè)方向“值得去做”。他在基礎(chǔ)科研冷板凳上坐著,單純又執(zhí)拗:“如果當(dāng)時(shí)放棄了換一個(gè)方向,其實(shí)這個(gè)方向可能也就沒(méi)了?!?/p>
幸好,那時(shí)候的他,壓根兒“沒(méi)有那么多想法”。
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楊勝利:致力煤炭由“黑”變“綠”
中青報(bào)·中青網(wǎng)記者 樊未晨
“如果我們頭頂亮起了十盞燈,其中至少有七盞是跟煤炭相關(guān)的?!敝袊?guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)能源與礦業(yè)學(xué)院副院長(zhǎng)楊勝利教授說(shuō)。
楊勝利短短的一句話把城市生活中越來(lái)越處在“隱居”狀態(tài)的煤炭拉到了人們的眼前。燃燒發(fā)電只是煤炭眾多功能中的一個(gè),煤炭還是冶金、化工等行業(yè)的重要原料。煤炭是我國(guó)重要的基礎(chǔ)性能源,保障著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和民生用能需求。
前不久,在黨的二十大新聞中心舉辦的第一場(chǎng)記者招待會(huì)上,國(guó)家能源局黨組成員、副局長(zhǎng)任京東介紹能源安全是關(guān)系國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的全局性、戰(zhàn)略性問(wèn)題,作為能源生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó),確保能源安全始終是做好能源工作的首要任務(wù),其中非常重要的一點(diǎn)就是要充分發(fā)揮煤炭的壓艙石作用和煤電的基礎(chǔ)性調(diào)節(jié)性作用。
十余年來(lái),隨著環(huán)境保護(hù)對(duì)能源產(chǎn)業(yè)的要求越來(lái)越嚴(yán)格,我國(guó)煤炭行業(yè)也在經(jīng)歷著巨大的挑戰(zhàn),加快煤炭清潔高效利用,加速實(shí)現(xiàn)煤炭由“黑”變“綠”成為人類社會(huì)發(fā)展的重要挑戰(zhàn)之一。
“我們團(tuán)隊(duì)所做的科研工作一直是圍繞國(guó)家能源重大需求,服務(wù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的。針對(duì)優(yōu)質(zhì)煤炭資源逐漸減少,開采難度劇增等現(xiàn)狀,主要聚焦‘急傾斜’‘三軟’‘薄基巖’等復(fù)雜難采煤層綠色開采方面的科研與教學(xué)工作。”楊勝利說(shuō)。剛剛跨到“不惑”年紀(jì)的楊勝利言談話語(yǔ)中總透露著一份謙遜,不過(guò),這位表面看起來(lái)文質(zhì)彬彬的80后做起科研來(lái)卻有那么一股韌勁。
據(jù)了解,楊勝利和他所在的團(tuán)隊(duì),針對(duì)急傾斜煤層開采設(shè)備穩(wěn)定性差、圍巖控制困難等難題,研發(fā)了專用液壓支架和設(shè)備防倒防滑成套技術(shù);針對(duì)厚煤層綜放開采回收率提高困難,開發(fā)了精細(xì)化放煤工藝、智能放煤實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、智能放煤圖像采集系統(tǒng)等;針對(duì)軟煤層片幫冒頂嚴(yán)重工作面,創(chuàng)新了煤壁片幫柔性加固新技術(shù)。這些研究成果推動(dòng)了復(fù)雜煤層綠色智能開采,經(jīng)過(guò)在全國(guó)10余個(gè)礦區(qū)推廣應(yīng)用,取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
楊勝利獲得了兩項(xiàng)國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng),10余項(xiàng)省部級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)。同時(shí),他還擔(dān)任厚煤層綠色智能開采教育工程研究中心主任等職務(wù),但在他看來(lái),這些所謂的榮譽(yù)和成績(jī)背后更多的是責(zé)任和擔(dān)當(dāng)。
“想要在科研上有所突破,需要深入生產(chǎn)一線發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題?!睏顒倮f(shuō),焦作、大同、神東、新疆等大型煤炭基地都留下他實(shí)踐的足跡。為了獲得第一手實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),有時(shí)候他會(huì)背著幾十斤的測(cè)試設(shè)備在井下連續(xù)工作十幾個(gè)小時(shí),等回到地面也幾乎用完了所有力氣;有時(shí)候?yàn)榱双@取地表巖層運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù),楊勝利會(huì)到近零下20攝氏度的礦區(qū)進(jìn)行地表巖層運(yùn)動(dòng)的觀測(cè),手、腳和臉凍到?jīng)]有知覺(jué)。
楊勝利還把在科研上的“狠勁”帶到了教學(xué)上。作為能源與礦業(yè)學(xué)院采礦工程專業(yè)的教授、博士生導(dǎo)師,楊勝利還一直堅(jiān)持給本科生上課。為了兼顧科研和教學(xué),他有時(shí)候會(huì)搭乘最早的早班飛機(jī)到煤礦現(xiàn)場(chǎng)下井、開會(huì)討論方案,再乘坐最晚一班航班趕回學(xué)校,為的就是不耽誤第二天一早的教學(xué)任務(wù)。據(jù)了解,在十多年從教時(shí)間里,楊勝利幾乎很少調(diào)課。
近些年,對(duì)于大學(xué)生的課堂表現(xiàn),社會(huì)上常出現(xiàn)這樣描述:低著頭顱按手機(jī),塞著耳機(jī)打瞌睡,人去椅空不得見(jiàn),千呼萬(wàn)喚始不動(dòng)……這說(shuō)的是大學(xué)生們“人在、心不在”的一種課堂狀況,這種現(xiàn)象也讓很多人看在眼中急在心里。
對(duì)于這種現(xiàn)象,楊勝利認(rèn)為不能一味地批評(píng)學(xué)生,“現(xiàn)在學(xué)生獲取信息渠道很多,如果只是單純的簡(jiǎn)單灌輸知識(shí),效果可能是不盡人意的,因此,教師首先應(yīng)該在自己身上找原因?!睏顒倮f(shuō)。
楊勝利介紹,他現(xiàn)在主講的采礦工程專業(yè)核心課《礦山壓力與巖層控制》就是一門基礎(chǔ)性強(qiáng),公式多,難理解但又同時(shí)是非常重要的課程。他在繼承了導(dǎo)師的板書授課方式基礎(chǔ)上,又將大量工程實(shí)踐案例引入課堂,形成了自己的授課風(fēng)格?,F(xiàn)在,“這門課除了一些拓展性的內(nèi)容會(huì)使用一兩次PPT外,其他內(nèi)容我都堅(jiān)持寫板書,有時(shí)候一次課要擦幾次黑板,學(xué)生整體反響都很好,他們很喜歡這種推導(dǎo)、演算的教學(xué)過(guò)程?!睏顒倮f(shuō)。
有人說(shuō),老師上課的質(zhì)量與學(xué)生手機(jī)的流量之間存在著某種關(guān)系。當(dāng)老師的課講得精彩時(shí),學(xué)生低頭看手機(jī)的時(shí)間一定會(huì)減少。在楊勝利的課上,低頭的學(xué)生少,認(rèn)真聽(tīng)講認(rèn)真記筆記的學(xué)生很多。據(jù)了解,楊勝利主講的《礦山壓力與巖層控制》入選了北京市優(yōu)質(zhì)本科生課程,他也獲得了霍英東教育基金會(huì)教育教學(xué)獎(jiǎng)。
黨的二十大報(bào)告中提到,深入推進(jìn)能源革命,加強(qiáng)煤炭清潔高效利用。這令身為采礦人的楊勝利感到很振奮。他表示,要把思想和行動(dòng)統(tǒng)一到黨的二十大精神上來(lái),統(tǒng)一到黨的二十大作出的戰(zhàn)略部署上來(lái)。接下來(lái)他將與團(tuán)隊(duì)一起緊扣新時(shí)代對(duì)能源工作的新要求,致力于厚煤層綠色智能開采的科研攻關(guān)與教學(xué)工作,促進(jìn)煤炭清潔高效利用,在煤炭由“黑”變“綠”轉(zhuǎn)型之路上繼續(xù)踐行初心使命。
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殷盼超:將夢(mèng)想轉(zhuǎn)化為明確人生目標(biāo)
中青報(bào)·中青網(wǎng)記者 林潔
“科研無(wú)國(guó)界,但科學(xué)家有祖國(guó)。”在實(shí)驗(yàn)室里,華南理工大學(xué)廣州國(guó)際校區(qū)前沿軟物質(zhì)學(xué)院教授殷盼超拿起一張看上去像塑料的“圓片”,這是他所帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)正在研究的質(zhì)子交換膜。據(jù)透露,其科研團(tuán)隊(duì)在研究利用散射方法表征軟物質(zhì)方面,已經(jīng)達(dá)到與世界齊平的狀態(tài)。
“作為高校教師,我們承擔(dān)了教育和科研的雙重使命?!币笈纬硎荆麑?duì)黨的二十大報(bào)告中關(guān)于“實(shí)施科教興國(guó)戰(zhàn)略,強(qiáng)化現(xiàn)代化建設(shè)人才支撐”這句話的感觸尤為深刻。其實(shí),殷盼超也一直在踐行。
在別人眼中,年僅35歲的殷盼超,其人生“一路開掛”——22歲從清華大學(xué)畢業(yè)后赴海外留學(xué),先后在世界一流大學(xué)、國(guó)際頂級(jí)科研院所學(xué)習(xí)和工作8年多。30歲這年舉家回國(guó)后入職華南理工大學(xué),取得教授職稱。
2017年,殷盼超入選福布斯中國(guó)醫(yī)療、健康和科技組30位30歲以下精英榜;同年,他加入華南理工大學(xué)。至今,他及他的團(tuán)隊(duì)已發(fā)表SCI論文70篇,其中以通訊作者身份發(fā)表50余篇。
回憶起選擇去海外留學(xué)的初衷,殷盼超坦言,源于本科課本的一個(gè)難點(diǎn)。課本在聚合物溶液等無(wú)定形結(jié)構(gòu)上的設(shè)計(jì)非常少,這也代表當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)在這方面的研究是非常欠缺的。于是,他在海外尋找到了相關(guān)領(lǐng)域的研究,系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了光、X光和中子散射原理和實(shí)驗(yàn)方法,出色地完成了博士學(xué)位和博士后的研究。
后來(lái),由于自己的專業(yè)背景,殷盼超加入了世界頂級(jí)科研院所。工作兩年半時(shí)間后,他毅然放棄高薪選擇回國(guó)。他說(shuō),那邊的資源和儀器裝置都是世界頂級(jí)的,但最重要的是,他已經(jīng)完成了自己內(nèi)心的修煉和理論的成長(zhǎng)。
提及海外學(xué)習(xí)和工作的經(jīng)歷,殷盼超覺(jué)得:“這是我自身成長(zhǎng)的過(guò)程,也是一個(gè)讓我有機(jī)會(huì)報(bào)效祖國(guó)的過(guò)程。人要有點(diǎn)追求,為自己的夢(mèng)想、為社會(huì)做點(diǎn)事情!”于是,殷盼超立即提交了入黨申請(qǐng)書,并于2020年12月光榮地加入中國(guó)共產(chǎn)黨。
回國(guó)后,殷盼超發(fā)現(xiàn)多位當(dāng)年一起在海外工作的朋友也都回到了祖國(guó),分別加入了清華大學(xué)、中科院物理所、南方科技大學(xué)、北京師范大學(xué)等高校和研究機(jī)構(gòu)。他認(rèn)為,“生逢偉大的時(shí)代是人生之幸?!痹邳h的領(lǐng)導(dǎo)下,國(guó)家制定了完善的海外人才培養(yǎng)計(jì)劃,將眾多海外優(yōu)秀學(xué)子吸引到祖國(guó)的懷抱,為他們的發(fā)展開辟了新領(lǐng)域新賽道。而由教育部、廣東省、廣州市和華南理工大學(xué)四方共建的華南理工大學(xué)廣州國(guó)際校區(qū),就是吸引和培養(yǎng)海歸科技工作者的一個(gè)非常好的平臺(tái)。
目前,殷盼超承擔(dān)著學(xué)?!耙恍H齾^(qū)”的多門本科生課程。在沒(méi)有案例可借鑒、沒(méi)有任何課本的情況下,他在國(guó)內(nèi)率先開辟了《散射方法概論》這門課程,為大科學(xué)裝置的建設(shè)系統(tǒng)地培養(yǎng)人才、輸送緊缺的人才。因此,他也獲得了“教師榮譽(yù)體系”教學(xué)優(yōu)秀獎(jiǎng)。
黨的二十大報(bào)告強(qiáng)調(diào),“以國(guó)家戰(zhàn)略需求為導(dǎo)向,集聚力量進(jìn)行原創(chuàng)性引領(lǐng)性科技攻關(guān)?!币笈纬f(shuō),作為科技工作者,他一直以此目標(biāo)來(lái)激勵(lì)自己。
殷盼超所帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)自2017年組建以來(lái),充分發(fā)揮本身在大科學(xué)裝置材料表征上的優(yōu)勢(shì),結(jié)合國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展在新能源和特種力學(xué)材料的需求,形成了系統(tǒng)性的新材料設(shè)計(jì)理念,指導(dǎo)相關(guān)材料的設(shè)計(jì)和加工。
據(jù)透露,其設(shè)計(jì)并合成的納米復(fù)合材料應(yīng)用于質(zhì)子交換膜、氣體分離膜、抗沖擊材料等產(chǎn)品,服務(wù)新能源行業(yè)、汽車工業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展。殷盼超介紹,實(shí)現(xiàn)氫燃料電池的研發(fā)及應(yīng)用,質(zhì)子交換膜是攻關(guān)重點(diǎn)之一,這也是他和他的團(tuán)隊(duì)目前的研究方向。
“我們做的科研就是要切實(shí)解決當(dāng)下面臨的問(wèn)題。”殷盼超表示,如果能成功找到更廉價(jià)、更高效的替代品,那么降低的成本對(duì)于這個(gè)產(chǎn)業(yè)的推動(dòng)力是非常強(qiáng)大的。如果自己做的事真正推動(dòng)了產(chǎn)業(yè)發(fā)展,對(duì)國(guó)家和社會(huì)有用,那比登上福布斯青年精英榜更有意義。
殷盼超從小就把科研當(dāng)成一種樂(lè)趣。他認(rèn)為,“我比較幸運(yùn)的是,這種愛(ài)好成為我的事業(yè)?!逼鋵?shí)很多人不知道,在高中之前,殷盼超的學(xué)習(xí)成績(jī)并不好。如何“逆襲”?殷盼超表示,父親是一名化學(xué)老師,這讓他在小時(shí)候便發(fā)現(xiàn)了化學(xué)的神奇之處,萌生了和很多人一樣的夢(mèng)想——做個(gè)科學(xué)家,因?yàn)榭茖W(xué)家每天都能面對(duì)未知的東西,并且不斷去解決問(wèn)題。
上了高中之后,殷盼超將興趣和夢(mèng)想轉(zhuǎn)化為明確的人生目標(biāo),并將其根據(jù)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行細(xì)化,逐個(gè)擊破。功夫不負(fù)有心人,殷盼超如愿考上清華大學(xué)。但是,他并沒(méi)放松,熬夜學(xué)習(xí)、通宵實(shí)驗(yàn)、多科同修成了他的學(xué)習(xí)常態(tài),通過(guò)付出比別人更多的努力,一步步靠近并實(shí)現(xiàn)自己的夢(mèng)想。
殷盼超經(jīng)常提醒自己,“一個(gè)人能力越大,責(zé)任就越大?!泵鎸?duì)百年未有之大變局,不僅要作歷史的見(jiàn)證者,更要成為歷史的創(chuàng)造者;堅(jiān)守在教育和科研前線,把論文寫在祖國(guó)大地上。
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王二濤:推翻“糖理論” 改寫教科書
中青報(bào)·中青網(wǎng)記者 王燁捷
2017年6月8日是中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心研究員王二濤及其團(tuán)隊(duì)的“高光時(shí)刻”。這一天,研究團(tuán)隊(duì)在《科學(xué)》雜志發(fā)表論文,首次揭示了在叢枝菌根真菌與植物的共生過(guò)程中,脂肪酸是植物傳遞給叢枝菌根真菌的主要碳源營(yíng)養(yǎng)形式。該研究推翻了百年來(lái)教科書中的“糖理論”。
所謂“糖理論”,即科學(xué)家認(rèn)為,糖是植物傳遞給菌根真菌的主要碳源營(yíng)養(yǎng)。菌根是自然界中普遍存在的一種共生現(xiàn)象,它是由土壤中的真菌與植物根系形成的一種共生體。自然界中,80%到90%的植物都有菌根共生現(xiàn)象。1885年,這種共生體被首次發(fā)現(xiàn)并命名為“菌根”。植物可通過(guò)與菌根真菌共生,從土壤中獲得更多磷、氮等營(yíng)養(yǎng),同時(shí)把20%左右的光合作用產(chǎn)物傳遞給菌根真菌,供其生長(zhǎng)。
長(zhǎng)期以來(lái),科學(xué)家雖然沒(méi)有找到在菌根共生中具有重要作用的糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,卻堅(jiān)持認(rèn)為糖是植物為菌根真菌提供的主要碳源營(yíng)養(yǎng)。
但王二濤覺(jué)得“不對(duì)勁”。2008年,這個(gè)年輕人從中科院植物生理生態(tài)研究所獲得博士學(xué)位,2010年,他又到世界頂尖的植物和微生物科學(xué)研究中心——英國(guó)約翰英納斯中心做博士后。通過(guò)對(duì)植物-微生物共生領(lǐng)域多年的研究,他發(fā)現(xiàn)有些問(wèn)題根本無(wú)法用已有的“糖”理論進(jìn)行解釋。
“我當(dāng)時(shí)在做脂肪酸合成通路基因的相關(guān)實(shí)驗(yàn),就在琢磨,會(huì)不會(huì)脂肪酸可以作為營(yíng)養(yǎng)被菌根真菌吸收?!?010年到2013年在英留學(xué)期間,王二濤參加過(guò)不少學(xué)術(shù)會(huì)議,多次與學(xué)界人士交流這一想法,但大多數(shù)人都對(duì)此“不太相信”。
2013年,在拒絕了海外高校、研究所的邀約后,王二濤回到中科院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心(原中科院植物生理生態(tài)研究所),埋頭做了長(zhǎng)達(dá)4年的實(shí)驗(yàn),最終在2017年通過(guò)《科學(xué)》發(fā)文,證明了“脂肪酸是植物傳遞給菌根真菌的主要碳源形式”。
“文章發(fā)表后,還有很多研究者不相信這個(gè)論斷,但后來(lái)越來(lái)越多實(shí)驗(yàn)室的研究,證實(shí)了我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,現(xiàn)在已成為學(xué)界的共識(shí)?!蓖醵f(shuō)。
近幾年,王二濤團(tuán)隊(duì)在植物根瘤共生和菌根共生領(lǐng)域接連有新的發(fā)現(xiàn),受到業(yè)界關(guān)注:2017年《科學(xué)》雜志發(fā)文,推翻“糖是植物為叢枝菌根真菌提供的主要碳源營(yíng)養(yǎng)”的“學(xué)界公認(rèn)”;2020年《自然》雜志發(fā)文,解答了100多年來(lái)關(guān)于“為什么豆科植物與根瘤菌能夠結(jié)瘤固氮”的問(wèn)題;2021年《細(xì)胞》雜志發(fā)文,揭示了過(guò)去50多年未解的謎團(tuán):植物菌根共生“自我調(diào)控”的分子機(jī)制。
這3項(xiàng)研究成果均達(dá)到了“可以寫入教科書級(jí)”的水準(zhǔn)。王二濤還獲得首批中國(guó)科學(xué)院穩(wěn)定支持基礎(chǔ)研究領(lǐng)域青年團(tuán)隊(duì)計(jì)劃等項(xiàng)目支持,獲得2018年“中國(guó)青年科技獎(jiǎng)”、2019年“CSPB杰出青年科學(xué)家獎(jiǎng)”、2020年“科學(xué)探索獎(jiǎng)”、2021年“談家楨生命科學(xué)創(chuàng)新獎(jiǎng)”等獎(jiǎng)項(xiàng)。
王二濤告訴記者,種種光環(huán)的背后,是日復(fù)一日的枯燥實(shí)驗(yàn)和中科院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心鼓勵(lì)青年科學(xué)家創(chuàng)新的生動(dòng)體現(xiàn)。
“我從小在農(nóng)村長(zhǎng)大,喜歡研究植物。我也喜歡動(dòng)物,但害怕解剖動(dòng)物,所以果斷選擇了植物生物專業(yè)?!蓖醵f(shuō),自己對(duì)植物生物專業(yè)的喜愛(ài)以及長(zhǎng)期埋頭實(shí)驗(yàn)的定力,均來(lái)自一個(gè)強(qiáng)大的后盾——中科院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心,“我們做基礎(chǔ)科研的人,比較純粹,就是喜歡這個(gè)行業(yè),但也不一定能出成果。”
2013年,王二濤果斷回到中科院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心的一個(gè)重要原因是,這里能給青年科學(xué)家提供一個(gè)良好的創(chuàng)新空間?!霸谥行墓ぷ鞯念^5年,中心允許你一篇論文也寫不出來(lái)”。正如中科院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心主任韓斌院士所說(shuō),這段成長(zhǎng)期主要看研究組的工作狀態(tài)是否“蓬勃向上”,5年后所里會(huì)進(jìn)行一次國(guó)際同行評(píng)估。寬松的科研環(huán)境是自由探索創(chuàng)新的沃土。
“我們做一個(gè)植物實(shí)驗(yàn),至少需要觀察一個(gè)生長(zhǎng)周期,植物長(zhǎng)得慢,一個(gè)周期一個(gè)月、甚至幾個(gè)月。不可能很快出成果?!蓖醵嬖V記者,做創(chuàng)新研究就需要不斷試錯(cuò)。
以該團(tuán)隊(duì)在2020年發(fā)表的《自然》文章為例,這項(xiàng)研究從2013年開題至2020年發(fā)文,歷時(shí)7年,回答了“為什么豆科植物能結(jié)瘤固氮”這一百年難題。
王二濤說(shuō),“創(chuàng)新過(guò)程中的很多實(shí)驗(yàn),需要多學(xué)科交叉,比如讓植物產(chǎn)生一類新的脂肪酸,有別于自身產(chǎn)生的脂肪酸,就需要從有脂肪酸代謝領(lǐng)域背景的專家那里獲得靈感?!?/p>
“最近比較關(guān)注二十大的召開,想看看針對(duì)基礎(chǔ)科研領(lǐng)域,黨和國(guó)家會(huì)有什么新的信號(hào)釋放?!蓖醵嬖V記者,隨著國(guó)內(nèi)對(duì)基礎(chǔ)科研工作的愈發(fā)重視,越來(lái)越多的青年學(xué)者愿意加入看似枯燥、不容易出成績(jī)的基礎(chǔ)科研領(lǐng)域。王二濤說(shuō),黨的二十大報(bào)告將“實(shí)施科教興國(guó)戰(zhàn)略,強(qiáng)化現(xiàn)代化建設(shè)人才支撐”單獨(dú)成章,彰顯了黨對(duì)支持科技人才發(fā)展的堅(jiān)定態(tài)度。
他告訴記者,無(wú)盡的實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)假設(shè)的修正,這些工作不僅耗費(fèi)時(shí)間,也耗經(jīng)費(fèi)、精力,“如果沒(méi)有國(guó)家政策和中科院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心的創(chuàng)新機(jī)制支持,我們做不下來(lái)?!?/p>
王二濤說(shuō),自己喜歡“不斷調(diào)整自己的想法、挑戰(zhàn)新事物”的過(guò)程。揭開生物學(xué)現(xiàn)象的本質(zhì)的那一刻,是科學(xué)家開心和最閃光的時(shí)刻。
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陸凌:好科研能既“上書架”又“上貨架”
中青報(bào)·中青網(wǎng)見(jiàn)習(xí)記者 楊潔
在中國(guó)科學(xué)院物理研究所,研究員陸凌所從事的“狄拉克渦旋”拓?fù)涔馇谎芯浚瑢?duì)普通人來(lái)說(shuō)只是一組晦澀的學(xué)術(shù)概念。
但從原理到樣品,由物理所光物理實(shí)驗(yàn)室L01組研制出的拓?fù)淝幻姘l(fā)射激光芯片,卻擁有改變?nèi)藗兩畹臐摿?。它將有可能運(yùn)用在手機(jī)人臉識(shí)別、自動(dòng)駕駛的激光雷達(dá)以及虛擬現(xiàn)實(shí)的三維感知等領(lǐng)域。
在這個(gè)80后青年科研工作者眼中,“能為之不斷奮斗的好科研項(xiàng)目,是要么上‘書架子’,要么上‘貨架子’,當(dāng)然最好是兩者都能上。”
今年3月,陸凌團(tuán)隊(duì)的科研成果向社會(huì)公開,他們將此前研究發(fā)現(xiàn)的“狄拉克渦旋”拓?fù)涔馇唬晒?yīng)用于面發(fā)射半導(dǎo)體激光器中,可以從原理上突破眼下半導(dǎo)體激光的技術(shù)瓶頸,同時(shí)多數(shù)量級(jí)地提高其出射功率和光束質(zhì)量。
眼下日常生活中用到的半導(dǎo)體激光芯片,如互聯(lián)網(wǎng)通信所采用的邊發(fā)射激光器,或是手機(jī)人臉識(shí)別所采用的面發(fā)射激光器,均是約50年前由美國(guó)和日本科學(xué)家設(shè)計(jì)開發(fā)的。此類器件在性能和指標(biāo)等方面都已經(jīng)到達(dá)了自身瓶頸。而目前人臉識(shí)別、自動(dòng)駕駛、三維感知等新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,對(duì)半導(dǎo)體激光器的性能要求不斷提高,其出射功率低和光束質(zhì)量差的問(wèn)題亟須破解。
“半導(dǎo)體激光器的作用好比無(wú)人駕駛系統(tǒng)的‘眼睛’,如果激光雷達(dá)功率低,則意味著看不遠(yuǎn),光束質(zhì)量差則意味著看得模糊?!标懥杞忉?,拓?fù)淝幻姘l(fā)射激光器可以解決智能產(chǎn)品“眼睛視力不良”的問(wèn)題,大幅度提高激光雷達(dá)的探測(cè)效果。
可“視力矯正”并非一日之功,要做一個(gè)世界范圍內(nèi)開拓性的研究絕非易事。陸凌的博士論文課題便是光子晶體半導(dǎo)體激光器。從2010年博士后階段起,他就開始從事當(dāng)時(shí)還鮮為人知的拓?fù)涔庾訉W(xué)研究,現(xiàn)在這個(gè)領(lǐng)域的名稱也是來(lái)自他2014年發(fā)表的拓?fù)涔庾訉W(xué)的同名綜述文章。拓?fù)涔庾訉W(xué)的底層數(shù)學(xué)原理和全新現(xiàn)象,是目前光學(xué)和電磁學(xué)教科書中所沒(méi)有的,這也意味著這一新方向擁有對(duì)現(xiàn)有光子學(xué)技術(shù)帶來(lái)變革的可能性。
多個(gè)諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)從拓?fù)湮锢眍I(lǐng)域誕生,拓?fù)浜臀锢淼慕Y(jié)合發(fā)現(xiàn)當(dāng)外界條件大幅改變時(shí),體系的物理性質(zhì)卻可以保持完全不變的神奇魯棒特性。那么從理論上講,拓?fù)涞姆€(wěn)定原理應(yīng)該可以顯著提高各類器件的性能,但在具體的原型器件上卻一直屬于“無(wú)人區(qū)”。
“我目前所從事的工作是要研發(fā)一個(gè)由中國(guó)原創(chuàng)的、可大規(guī)模應(yīng)用的拓?fù)浒雽?dǎo)體激光器件?!?2016年回國(guó)后,陸凌便帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)展開了半導(dǎo)體激光芯片性能提升的原理研究;之后,他獲得首批中國(guó)科學(xué)院穩(wěn)定支持基礎(chǔ)研究領(lǐng)域青年團(tuán)隊(duì)計(jì)劃等項(xiàng)目支持。
在科研攻關(guān)的階段,他的大腦常?!耙?jiàn)縫插針”地思考,甚至在吃飯、走路的時(shí)間可以隨時(shí)隨地思考問(wèn)題。有時(shí)候跟妻子說(shuō)話,一愣神,不自覺(jué)地聯(lián)想到了科研問(wèn)題,外界聲音被自動(dòng)屏蔽,過(guò)了很久才能想起對(duì)話。每天晚上躺在床上,他的大腦會(huì)開始自動(dòng)復(fù)盤,想一想今天遇到的困難有哪些,問(wèn)題可能出現(xiàn)在什么環(huán)節(jié)。第二天早上一睜眼,他思考的第一件事是,今天要如何解決“昨天遇到的困難”。
拓?fù)淝幻姘l(fā)射激光器研究的突破,來(lái)自陸凌撰寫文章時(shí)的靈光一現(xiàn)。他突然意識(shí)到目前主流商用的半導(dǎo)體激光器設(shè)計(jì)和抽象的一維拓?fù)淠P褪强梢源蛲ǖ?,其底層的?shù)學(xué)結(jié)構(gòu)其實(shí)是完全相同的。一個(gè)跨學(xué)科領(lǐng)域的聯(lián)想幫助他找到了破解半導(dǎo)體激光器問(wèn)題的辦法,那就是把它從一維推廣到二維拓?fù)湓O(shè)計(jì)。
“思路一下子豁然開朗,對(duì)未來(lái)的研究有了方向性的突破?!彼谝粫r(shí)間去查看文獻(xiàn),驗(yàn)證自己的思考是否有漏洞,是否已被前人所提出,是否真的具備可行性。
2022年初,拓?fù)淝幻姘l(fā)射激光器在中科院誕生,實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)超同類商用產(chǎn)品的指標(biāo)和性能,陸凌團(tuán)隊(duì)的研究成果于2022年3月18日發(fā)表在Nature Photonics雜志網(wǎng)站上。其中的拓?fù)淝?,正是在兩年前由陸凌團(tuán)隊(duì)提出的“狄拉克渦旋”拓?fù)涔馇唬且阎拇竺娣e單模性最好的光腔設(shè)計(jì),成果發(fā)表于2020年Nature Nanotechnology雜志,這里的大面積提高了激光功率,而單模性保證了光束質(zhì)量。
近年來(lái),不斷有新學(xué)生慕名前來(lái),但并不一定都愿意堅(jiān)持。留在課題組里的學(xué)生可能要承擔(dān)延期畢業(yè)、論文發(fā)表數(shù)量少的風(fēng)險(xiǎn)。陸凌希望未來(lái)祖國(guó)的科研環(huán)境里,會(huì)有更多愿意挑戰(zhàn)一流工作的青年,“一個(gè)人如果能在年輕的時(shí)候投入一項(xiàng)真正有意義的研究,是莫大的機(jī)遇,在黎明到來(lái)之前,必須要有耐心。”
從想法到器件,陸凌團(tuán)隊(duì)在破解半導(dǎo)體激光器關(guān)鍵性問(wèn)題上耗費(fèi)的時(shí)間長(zhǎng)達(dá)6年。但在陸凌看來(lái),等待是值得的,“一個(gè)有志向的科學(xué)家,會(huì)去鉆研一個(gè)極其有意義的科學(xué)問(wèn)題。而這個(gè)科學(xué)問(wèn)題一旦被解決,要么會(huì)留在下一代人的教科書里,供學(xué)習(xí)借鑒;要么是成為生活中可以使用的新技術(shù),改變?nèi)藗兊纳?;?dāng)然最理想的狀態(tài)是兩者都能做到。”
學(xué)習(xí)了黨的二十大精神之后,作為一個(gè)致力于研發(fā)中國(guó)原創(chuàng)半導(dǎo)體器件的青年科技工作者,陸凌感慨,要“想國(guó)家之所想、急國(guó)家之所急、應(yīng)國(guó)家之所需”,為實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)貢獻(xiàn)自己的力量。
未來(lái),他對(duì)自己的科研成果能“走上貨架”充滿了信心:如果拓?fù)淝幻姘l(fā)射激光器從樣品慢慢走向大規(guī)模商用量產(chǎn),那么數(shù)十年后,每一部手機(jī)、每一輛汽車、每一個(gè)機(jī)器人都將有可能會(huì)用到這種新型的光源。那時(shí),我國(guó)發(fā)明的半導(dǎo)體器件將大規(guī)模走進(jìn)千家萬(wàn)戶。
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孫濤:破界創(chuàng)新 讓拔尖人才冒出來(lái)
中青報(bào)·中青網(wǎng)記者 胡春艷 通訊員 劉曉艷
天津大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院青年教師孫濤一直在做各種打破邊界的嘗試。
他用數(shù)學(xué)的眼光來(lái)“打量”機(jī)械工程這個(gè)古老的學(xué)科,研究出了用數(shù)學(xué)建模解決機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制、性能分析等理論難題的方法。
漸漸地,他不滿足于僅是“自己設(shè)置難題自己解”的研究。在中國(guó)眼下一大批正在經(jīng)歷轉(zhuǎn)型升級(jí)的實(shí)體企業(yè)中,在機(jī)器轟鳴的工廠和車間里,他找到了“比想象的還要復(fù)雜得多”的真實(shí)工程應(yīng)用場(chǎng)景。
他領(lǐng)銜一支平均年齡30歲左右的實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì),在機(jī)器人智能制造領(lǐng)域,瞄準(zhǔn)國(guó)家重大需求,對(duì)一些“卡脖子”技術(shù)展開攻關(guān),“我們從原始機(jī)構(gòu)創(chuàng)新出發(fā),聚焦實(shí)際生產(chǎn)和轉(zhuǎn)型需求,就做市面上買不到的關(guān)鍵設(shè)備?!?/p>
2021年,這支團(tuán)隊(duì)推出的“跨尺度多材質(zhì)鑄造件智能加工機(jī)器人技術(shù)”,入選中國(guó)智能制造十大科技進(jìn)展。
而作為天津大學(xué)機(jī)械學(xué)院年輕的副院長(zhǎng),他更清楚,比做出精良的設(shè)備更迫切的,是培養(yǎng)出一大批支撐中國(guó)從制造大國(guó)走向制造強(qiáng)國(guó)的人才。一個(gè)更大的課題擺在面前——培養(yǎng)面向未來(lái)的卓越工程師。
為主動(dòng)應(yīng)對(duì)新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革,培養(yǎng)造就一大批多樣化、創(chuàng)新型卓越工程科技人才,近年來(lái)天津大學(xué)主動(dòng)探索適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的“新工科”建設(shè)。
孫濤主持制定并實(shí)施了天津大學(xué)機(jī)械大類創(chuàng)新人才培養(yǎng)的新工科方案,參與了新工科項(xiàng)目制課程“設(shè)計(jì)與建造”和第一個(gè)新工科人才培養(yǎng)校級(jí)平臺(tái)“未來(lái)智能機(jī)器與系統(tǒng)平臺(tái)”的建設(shè)。
他驚喜地發(fā)現(xiàn),黨的二十大報(bào)告中將教育、科技、人才列為專章闡述,“第一次把三大戰(zhàn)略擺在一起,這是一個(gè)非常重要的創(chuàng)新。”
這也是孫濤一直在思考并探索的方向:“我們始終堅(jiān)持科技創(chuàng)新,這個(gè)過(guò)程中必須要通過(guò)更好的教育來(lái)培養(yǎng)出更高水平的人才,三者的關(guān)系一定是相互支撐、相輔相成的?!睂?duì)他而言,兼有教師、教育管理者和科研工作者的多種職責(zé)使命,“無(wú)論是教育培養(yǎng)人才還是帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)做研究角度,今后都有了更明確的方向感?!?/p>
問(wèn)需產(chǎn)業(yè)發(fā)展、問(wèn)需技術(shù)革新,是工程教育改革的題中之義。這些年,孫濤走進(jìn)全國(guó)從南到北的數(shù)百家工廠實(shí)地調(diào)研。
“很多工廠的自動(dòng)化程度之高、設(shè)備之先進(jìn),顛覆了我們印象中傳統(tǒng)工廠的樣子?!彼逦馗惺艿街悄苤圃鞎r(shí)代的大潮撲面而來(lái),同時(shí)他也注意到一些長(zhǎng)期以來(lái)都存在卻始終難以解決的問(wèn)題,比如許多先進(jìn)的設(shè)備并沒(méi)有發(fā)揮出它的最優(yōu)價(jià)值,一些企業(yè)反映,花了高價(jià)買來(lái)的進(jìn)口高端設(shè)備并沒(méi)有那么“好用”。
進(jìn)口設(shè)備“水土不服”的原因在于,一些高端設(shè)備和實(shí)際企業(yè)的應(yīng)用場(chǎng)景不匹配。也正因如此,很多企業(yè)主動(dòng)找到國(guó)內(nèi)一些高校和科研機(jī)構(gòu),希望能請(qǐng)科研人員幫助企業(yè)攻克一些實(shí)際技術(shù)難題。
一家機(jī)械裝備企業(yè)主動(dòng)找到孫濤時(shí),企業(yè)因?yàn)槿狈卯a(chǎn)品而效益不佳。原本他們希望高校的科研人員能幫助企業(yè)設(shè)計(jì)一款機(jī)械臂,用于切割金屬鑄件,減少人工帶來(lái)的危險(xiǎn)性和不確定性??蓪O濤團(tuán)隊(duì)到企業(yè)實(shí)地考察后,為他們量身定制設(shè)計(jì)出多款適應(yīng)不同鑄造的機(jī)床,并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。目前,這些設(shè)備成為國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的暢銷產(chǎn)品,有很高的市場(chǎng)占有率。
這樣的經(jīng)歷多了,孫濤愈發(fā)堅(jiān)定心中的方向——要以應(yīng)用場(chǎng)景驅(qū)動(dòng)研究,“要解決實(shí)際問(wèn)題”。
象牙塔里的一些研究者往往認(rèn)為,工廠實(shí)際生產(chǎn)的問(wèn)題“太low”,研究這樣的問(wèn)題無(wú)法發(fā)表出高水平論文。而孫濤認(rèn)為,純理論的研究,特別是機(jī)構(gòu)學(xué)理論,更需要通過(guò)實(shí)際應(yīng)用來(lái)證明理論的價(jià)值,他渴望“給企業(yè)帶來(lái)實(shí)實(shí)在在的效益,助力國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)現(xiàn)?!?/p>
“工程師不能解決實(shí)際問(wèn)題,就不叫工程師?!睂O濤常這樣跟學(xué)生說(shuō)。不久前,他所在團(tuán)隊(duì)的幾名年輕人研發(fā)設(shè)計(jì)的“下肢骨折復(fù)位與康復(fù)一體化機(jī)器人”,那是世界首款重量小于2kg的可穿戴式骨折手術(shù)與康復(fù)一體化機(jī)器人,實(shí)現(xiàn)了對(duì)骨折患者的個(gè)性化精準(zhǔn)復(fù)位與量化康復(fù)。該項(xiàng)目在第四屆中國(guó)研究生機(jī)器人創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽中獲一等獎(jiǎng)。
孫濤清楚,推動(dòng)學(xué)科交叉與產(chǎn)教融合是“新工科”的必經(jīng)之路。他把企業(yè)真實(shí)遇到的難題,作為“新工科”學(xué)生課堂里的項(xiàng)目,讓不同專業(yè)的學(xué)生跨界組隊(duì),如同“升級(jí)打怪”一樣,不斷苦練本領(lǐng)去拿下一個(gè)個(gè)難題,期待在這個(gè)過(guò)程中讓拔尖創(chuàng)新人才涌現(xiàn)出來(lái)。
如今已經(jīng)是智能制造工程專業(yè)一名大四學(xué)生的張旖,是天津大學(xué)新工科建設(shè)方案推出后的首批本科生。今年暑假,她帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)出“仿沙蠶絲驅(qū)動(dòng)勘探機(jī)器人”,獲得了第十屆全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽全國(guó)一等獎(jiǎng)。
她的本科生涯不乏這樣的參賽經(jīng)歷。在她看來(lái),比賽的過(guò)程其實(shí)和她剛上大一就開始學(xué)的“設(shè)計(jì)與建造”課非常類似:收到一個(gè)任務(wù),老師負(fù)責(zé)引導(dǎo),學(xué)生組成團(tuán)隊(duì)邊學(xué)邊做去完成。大一時(shí),她就有了組隊(duì)做一輛智能物流派送車的經(jīng)驗(yàn)。這樣的體驗(yàn)也讓她找到了科研的樂(lè)趣,畢業(yè)后主動(dòng)申請(qǐng)加入孫濤的課題組進(jìn)行碩博階段的學(xué)習(xí)和研究。
她堅(jiān)定地告訴孫濤自己未來(lái)的選擇,“我要做引領(lǐng)科技創(chuàng)新的事?!?/p>
日常教學(xué)中一次又一次解決真問(wèn)題的經(jīng)歷,也讓學(xué)生們真實(shí)感受到了國(guó)家對(duì)于科技創(chuàng)新的需求。
孫濤認(rèn)為,新工科培養(yǎng)出來(lái)的青年人,不僅有解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力,也更有為國(guó)奮斗的情懷和信念,他們見(jiàn)過(guò)真實(shí)的企業(yè)生產(chǎn)線,也經(jīng)歷了從0到N的完整研發(fā)過(guò)程,這樣的訓(xùn)練讓他們對(duì)于創(chuàng)新也有更加深刻的體會(huì),“他們將是建設(shè)現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)的中流砥柱?!?/p>
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潘純:當(dāng)好重癥患者“生命的守護(hù)人”
尤強(qiáng) 中青報(bào)·中青網(wǎng)記者 李超
10月10日,新疆本輪疫情暴發(fā)后不久,1982年出生的潘純又一次接到組織命令:他與同事迅速交接完手頭的工作,收拾好行李登上從南京開往濟(jì)南的列車?!爸形?點(diǎn)到濟(jì)南,跟隨濟(jì)南核酸采樣隊(duì)的包機(jī),直飛烏魯木齊……”
潘純是東南大學(xué)附屬中大醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科的主任醫(yī)師,自2020年起,在“最前線”抗擊新冠肺炎疫情成為潘純工作中尤為重要的部分。“在武漢92天、在海拉爾20天、在上海60天……”對(duì)每一段與疫情“搏斗”的日子,潘純記得很清晰。
10月16日,遠(yuǎn)在新疆的潘純因在一線進(jìn)行防疫工作,沒(méi)有實(shí)時(shí)觀看黨的二十大會(huì)議的直播。在工作結(jié)束后,潘純認(rèn)真學(xué)習(xí)了黨的二十大報(bào)告的內(nèi)容。
潘純說(shuō),新冠肺炎疫情發(fā)生以來(lái),中國(guó)共產(chǎn)黨始終堅(jiān)持人民至上、生命至上。在每一次抗疫的過(guò)程,他都能深深感受到人民生命安全和身體健康被放在第一位。作為一名青年醫(yī)務(wù)工作者,他要堅(jiān)持“以人民健康為中心”,全方位、全周期保障人民健康,從人民群眾的需求和醫(yī)院高質(zhì)量發(fā)展的需要出發(fā),持續(xù)做好常態(tài)化疫情防控工作,讓青春在不懈奮斗中綻放絢麗之花。
“作為一名重癥醫(yī)生,我們守護(hù)的是患者的生命。我們要當(dāng)好他們‘生命的守護(hù)人’!”
今年是潘純工作的第17個(gè)年頭,他師從我國(guó)重癥醫(yī)學(xué)領(lǐng)域著名專家邱海波。多年來(lái),他靠著一身本領(lǐng),一次次把危重癥患者“從鬼門關(guān)拖了回來(lái)”。
在潘純看來(lái),普通科室里的醫(yī)生大多是“先瞄準(zhǔn)、后開槍”?;颊呤紫冗M(jìn)行全流程的專業(yè)檢查,醫(yī)生確定患者診斷后,對(duì)癥用藥。
但在重癥醫(yī)學(xué)科,病人微弱的生命體征、兇險(xiǎn)的病情,通常沒(méi)有留給他太多時(shí)間。“邊瞄準(zhǔn)、邊開槍”,與“死神搶時(shí)間”就成為潘純的工作要求。
對(duì)此,1981年出生的彭博有很深的感觸。他是一名退伍老兵,也是我國(guó)首批感染新冠肺炎的患者之一。
2020年1月,一向身體強(qiáng)健、很少生病的彭博出現(xiàn)發(fā)熱癥狀。同年2月,他與23名患者一起被送入武漢市金銀潭醫(yī)院接受治療。
談起當(dāng)時(shí)的救治情形,彭博依然心有余悸。他回憶道:“如果不是潘醫(yī)生,我很可能就活不過(guò)來(lái)了?!?/p>
入院第三天,彭博就感到呼吸變得十分困難。他立即被轉(zhuǎn)入ICU病房接受治療。當(dāng)時(shí),彭博的主治醫(yī)生正是作為國(guó)家衛(wèi)建委專家組成員的潘純。由于呼吸困難,那個(gè)時(shí)候的彭博面色發(fā)黑,一直有胸悶的癥狀,而且氧飽和度維持也很困難。
針對(duì)彭博的情況,潘純首先對(duì)他進(jìn)行氣管插管呼吸機(jī)支持治療,在病情沒(méi)有明顯好轉(zhuǎn)的情況下,潘純沒(méi)有猶豫,又緊急為彭博采用ECMO治療方法。
短短20多天,潘純就對(duì)彭博進(jìn)行多次搶救。面對(duì)呼吸衰竭、腎功能衰竭、消化道出血等危及生命的情況下,潘純屢次將他從“死神”的手中搶回來(lái)。
“邊瞄準(zhǔn)、邊開槍?!辈∏槿绾巫兓?、如何發(fā)展,對(duì)于當(dāng)時(shí)的潘純來(lái)說(shuō)是未知數(shù):“當(dāng)時(shí),我們針對(duì)每位病人的癥狀,都定制治療方案。從早上8點(diǎn)進(jìn)入病房,一直工作到深夜。那段時(shí)間的努力,也為新冠病人的救治工作積累了不少經(jīng)驗(yàn)?!?/p>
隨后,彭博還接受輸入康復(fù)者血漿的治療。一段時(shí)間后,彭博才漸漸恢復(fù)意識(shí)。讓他沒(méi)想到的是,“潘醫(yī)生不光是醫(yī)術(shù)好,更重要的是,他很有‘人情味’?!背鲈呵?,他專門添加了潘純的微信。在隨后的兩年里,他先后兩次從武漢到南京,與潘純表達(dá)感謝。
隨后一段時(shí)間,潘純感到,疫情防控工作越來(lái)越科學(xué)、救治經(jīng)驗(yàn)越來(lái)越豐富?!昂芏嗍虑楹孟癫幌駝傞_始那么難了。但是作為醫(yī)護(hù)人員,我們總是追求更高的標(biāo)準(zhǔn)?!?/p>
今年4月23日,潘純作為江蘇省援滬重癥醫(yī)療隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)抵達(dá)上海市第八人民醫(yī)院,進(jìn)行針對(duì)新冠肺炎重癥患者的治療工作。
在那里,潘純發(fā)現(xiàn)一個(gè)新的現(xiàn)象。上海的醫(yī)療條件相對(duì)發(fā)達(dá),幾乎每一個(gè)??崎T診都配備??浦匕Y醫(yī)師?!鞍蠢韥?lái)說(shuō),??浦匕Y劃分得更細(xì)、也更為專業(yè)。”但是在實(shí)際操作中,進(jìn)入ICU的病人除感染新冠肺炎外,大多患有心臟病、糖尿病等基礎(chǔ)疾病,對(duì)于這些患者的治療,更多需要綜合考慮各個(gè)器官功能的精準(zhǔn)支持。
潘純介紹,由于疫情防控的有效進(jìn)行,上海本輪疫情的感染人群主要為沒(méi)有接種疫苗和抵抗力較弱的老年人。在治療工作中,潘純不僅要針對(duì)新冠肺炎患者的癥狀進(jìn)行治療,還要為其進(jìn)行基礎(chǔ)疾病的治療。
其實(shí),讓ICU變得溫馨也是潘純一直以來(lái)的追求。“在新冠疫情持續(xù)不斷、國(guó)際格局發(fā)生復(fù)雜深刻變化的重要時(shí)刻,作為青年醫(yī)務(wù)工作者和科研人員,要做到‘家國(guó)在心里、世界在眼里、學(xué)問(wèn)在手里’,我們青年一代一定要讓青春在融入黨和人民事業(yè)中,煥發(fā)出更加絢麗的光彩。”
兩年來(lái),大大小小的遠(yuǎn)行已成為家常便飯。臨行前,潘純與在蘇州掛職工作的妻子通了電話。對(duì)于丈夫的“高風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)之旅”,妻子十分支持:“你是我們?nèi)胰说尿湴?!?/p>
在潘純的背包里,妻子還專門提醒他放一根跳繩。這樣就算在酒店里,他也可以活動(dòng)活動(dòng)。
當(dāng)列車開始駛出南京時(shí),潘純收到了彭博的信息。如今,彭博也成為一名疫情防控志愿者,幫助社區(qū)做一些力所能及的工作。“會(huì)好起來(lái)的,我們馬上就勝利了!”聽(tīng)說(shuō)潘純即將“遠(yuǎn)征”,彭博這樣說(shuō)。(中國(guó)青年報(bào))
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