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【双一流与创新港】张磊:追本溯源 交天通地

建设一流基础学科 助力一流大学创新

来源:交大新闻网 日期 2017-10-30 20:40 点击:

引  子

“我时常被问及这样的问题:纯科学与应用科学究竟哪个对世界更重要。为了应用科学,科学本身必须存在。假如我们停止科学的进步而只留意科学的应用,我们很快就会退化成中国人那样,多少代人以来他们(在科学上)都没有什么进步,因为他们只满足于科学的应用,却从来没有追问过他们所做事情中的原理。这些原理就构成了纯科学。中国人知道火药的应用已经若干世纪,如果他们用正确的方法探索其特殊应用的原理,他们就会在获得众多应用的同时发展出化学,甚至物理学。因为只满足于火药能爆炸的事实,而没有寻根问底,中国人已经远远落后于世界的进步。以至于现在我们只能将这个所有民族中最古老、人口最多的民族当成野蛮人。”——摘自1883年8月15日亨利·奥古斯特·罗兰(Henry Augustus Rowland,美国著名物理学家、美国物理学会第一任会长)被誉为“美国科学的独立宣言”之《为纯科学呼吁》

起源与历史

20世纪,中华民族经历了从东亚病夫到东方巨龙、从百年沉沦到百年复兴的大起大落。伴随着一声响彻寰宇的“中国人民从此站起来了”的宣言,炎黄子孙不仅挺直了身板,还第一次同时站在全民族共同体的高度审视着这个世界。于是乎,“奇淫巧技”登堂入室,“天文堪舆”降落人间,真理引发了热议,思想得到了解放,实事求是成为最高标准,科学,也开始真正融入中华的血脉。

世界上从来没有什么救世主,自一穷二白、内外交困开始的复兴之路注定困难重重;地大物博充满着诗意的美化,东西不均贯穿着历史的沉重。中国科技发展没有历史经验借鉴,中国科研者也面临着道路的抉择,中国特色的科技创新同样也不会走在一条两边鲜花盛开、中间红毯通天的道路。只有依靠不屈不挠的坚韧、战天斗地的精神、前仆后继的牺牲、义无反顾的拼搏,才能有属于自己的未来。建国七年,背负着全国人民的期望,一群以交天地、通万物为脊梁的饮着黄埔江水的先行者,逆长江、黄河而上,携思想、带设备,根植西安,誓要成为中华科技的源头,从此就是一甲子。

基础科学的现代与未来

历史事实证明,基础科学研究是提升原始创新能力的根本途径,是培育高新技术的重要源头,是可持续发展的重要保障,是培养创新人才的重要摇篮,是构建创新文化的重要基石。作为基础研究的核心目标,原始创新孕育着科学技术质的变化和发展,是一个民族对人类文明进步做出显著贡献的重要体现,也是当今世界科技竞争的制高点。

当前全球范围内,新一轮科技革命和产业变革正在孕育兴起,物质结构、宇宙演化、生命起源、意识本质等基础科学领域正在酝酿突破,信息、生物、新材料、新能源等前沿技术广泛渗透,基础研究前沿突破精彩纷呈,学科交叉特征突出,知识创新、技术创新和产业创新深度融合,催生了新一代技术群和新产业增长点,基础研究日益成为推动科技革命和产业变革的重要原动力。

尽管道路曲折,随着我国综合国力和基础研究经费投入的快速增长,现代中国的基础科学、技术科学和应用科学都得到了系统的建设并在逐步追赶、并行甚至引领世界前沿的发展,尤其是在基础科学领域,其整体水平、综合实力和国际影响力都取得了举世瞩目的成就。在新领域探索和新原理发现方面,基础科学为技术科学、应用科学和社会生产提供了强大的理论指导和开拓引导,真正起到了思想发动机的作用。但与主要发达国家相比,我国的基础科学在具有国际影响力的重大原创成果,引领科学潮流的世界级科学家,促进经济社会发展、保障国家安全的作用和创新文化氛围等方面需要继续改善,这也是我国未来基础科学发展需要解决的主要问题。

理化学科在交大

作为我国基础科学发展的典型缩版,我校早在1930年就创办了交通大学科学学院,1937年更名为理学院,后因院系调整、迁校和国家战略调整,理学院一度停办,1994年才再次恢复理学院建制,并在初期主要承担全校大面积教学等任务。尽管如此,在近90年的办学历史中,基础学科领域仍然汇聚和造就了裘维裕、赵富鑫、殷大钧、胡刚复、叶蕴理、周同庆、方俊鑫、吴有训、程守诛、吴百诗等一批在国内外享有很高声誉的教育家,为国家培养了一大批优秀的建设人才。如今,经过数代人的卓越奋斗,理学院的物理、化学两个学科已具有物理学一级学科博士学位授予权、化学一级硕士学位授予权,其中凝聚态物理、光学为省重点学科,材料物理与化学为国家重点学科,并设有先进功能材料及介观物理省重点实验室、量子信息与光电量子器件省重点实验室、物质非平衡合成与调控教育部重点实验室、国家工科物理教学基地和国家级物理实验示范中心。

当前,国家发展面临着前所未有的机遇和挑战,西安交通大学适时提出了“扎根西部、服务国家、世界一流”的办学定位,更加明确了为中国乃至世界科技进步、社会发展和人类文明做出重要贡献的重大历史使命。为此亟需加快我校基础研究的转型升级,实现科技创新从跟踪模仿为主向创新驱动为主的跃升,在蓄势已久的重要基础和前沿领域催生更多的原创突破。

长期以来,西安交通大学工程学科发展优势明显,但物理和化学等基础学科发展相对滞后。如何进一步发挥好基础学科的战略引擎作用,扎根国家西部、汇聚一流人才,更好地服务于国家重大需求、国民经济主战场和“一带一路”等战略,在世界范围内产生一流影响,是当前西安交通大学物理和化学学科面临的巨大挑战。尤其是在我校入选国家一流大学A类建设高校名单,我校再次西迁至“科技创新港”的巨大历史机遇面前,基础学科必须肩负起自己的历史担当和使命。以下分两部分阐述一下我个人对此的一些想法。

整体建设思路

明确一流定位,树立一流目标。入选“双一流”建设名单,是国家对于我们的肯定;如何建设“双一流”,我们必须明晰一流的定义和自己的定位。按照中央《统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案》中的定义,“双一流”是世界范围内的一流,是为推动一批高水平大学和学科进入世界一流行列或前列的重要举措。因此我们的发展目标就应该瞄准世界一流水平,摆脱现有基础的束缚,大胆设计,将学科的发展放到国家乃至世界文明发展的背景之上,以引领高等教育的发展为己任,以世界一流为目标,绘制世界一流的规划蓝图,并为此制定阶段性目标,建一流平台、组一流团队、出一流成果,在一批有基础、有实力的方向上逐步占领并引领世界基础科技前沿的制高点。“双一流”建设的支持和创新港平台的空间,无疑为我们提供了绝佳的起步环境,我们必须抓住这一历史机遇。

强壮交通魂魄,弘扬西迁精神。某种意义上来讲,一流意味着无路可循,制高来自于孤独攀登;一个没有魂魄的民族是没有希望的,一个没有精神的大学是不可能成为一流的。历史上,党中央从全国经济社会发展的全局考虑、从全国高等教育事业发展布局出发,交大人以交通天地为脊梁,展现了伟大的家国情怀,在三秦大地上熔铸了“胸怀大局、无私奉献、弘扬传统、艰苦创业”的西迁精神,为新中国工业基础的奠定、研究基础的布局、教育事业的发展作出了重要的贡献;现如今,党的十八届三中全会吹响了全面深化改革的号角,也对深化中国特色高等教育改革提出了明确要求。在此背景下,我们更要继承和发扬交通魂魄和西迁精神,秉持爱国爱校、严谨治学的优良传统,汲取自力更生、艰苦奋斗的特色大学文化,脚踏实地、埋头苦干、不畏艰难、开拓创新,以饱满而健康的精神面貌投入到“双一流”的创新建设中去。

尊重客观规律,笃行求真务实在明确的目标实现和强大的精神支持之下,必须尊重不同学科发展的客观规律,适应当前历史环境下的客观条件,因此在具体的建设步骤上,一定还要做到务实。

如今我国经济发展进入新常态,创新驱动发展成为立足全局、面向全球、聚焦关键、带动整体的国家重大发展战略。“十三五”期间,特别是十九大以后,在决胜全面建成小康社会、进而全面建设社会主义现代化强国的时代需求下,在加快建设创新型国家、健康中国战略、人与自然和谐共生的现代化等国家任务和战略的牵引下,来自经济社会发展和国家安全各领域对源头创新的巨大需求将集中释放,迫切需要基础研究发挥战略引擎的作用。当前,我国正在深入推进新一轮科技体制改革,明确了基础科学在物质结构、生命起源、脑与认知等前沿领域的强化任务,以及对新一代信息通讯、新能源、新材料、航空航天、生物医药、智能制造等领域核心技术的战略支撑任务,并要为此探索人才和团队培养、学科交叉深入等重要职责的实现形式。

当前我校工程学科发展优势明显,在新能源、新材料、智能制造、航空航天、通信等方面拥有或者正在取得世界级别的竞争优势,相应地,对具体方向的源头创新需求愈加显著;理化学科经过几十年的积累,在涉及这些重点领域的基础科学方向上也取得了一系列重要成就,并凝聚在表界面原子分子工程、光场及其量子态调控、软物质动态结构功能与调控、分子与微尺度结构调控及其功能化等方面形成了自己的特色,其中在数个研究方向上占据了或正在占据世界前沿发展的制高点。

在世界一流的目标指引之下,在创新港的广阔空间中,理化学科的发展要立足自身优势,结合学校实际需求,面向国家重大战略,求真务实,追本溯源,积极探索走出一条适合交大基础科学发展的道路。

广纳一流人才,培育一流队伍财富和大楼不能成就大学;大学的资产和高度是由人来度量的。一流的人才具有崇高的理想,处在较高的位置,以促进所在领域的进步为生命中最重要的工作,并可将此传递给他人,那么大学的发展就会如此薪火相传、永葆青春。总体原则上:第一,人才的引进要以学科的目标为指导,要从广撒网变为精准引入,要汇聚对学科发展起到真正助力的世界一流的有理想、有信念、有能力的高端人才;第二,人才的水平要综合多方面因素衡量,改变现有较为粗暴的以论文影响力为主的指标,要从个人学术水平、道德水平,对现有基础的补充或者促进作用等方面综合考虑,变简单加法为催化效应,实现学科人才队伍实力的非线性、跨越式发展;第三,人才引进的同时,更要着力培育队伍,培养具有坚实的理科基础,强烈的创新意识和能力,宽阔的学术和国际化视野的创新性队伍,建立从本科生、到研究生、再到博士后和专职科研人员的全方位拔尖创新人才培养体系;依托学科发展方向,利用面向世界一流的大项目、大团队和国际化的优势,在夯实基础的同时,全面培养人才队伍的创新素养和能力;第四,要重视专职技术人才的引进和培养。

聚焦学科交叉,追溯世界本源。世界范围内,原本日益分化的学科方向上,各种新现象层出不穷,各种新技术广泛渗透,尤其是在微观层面,诸多结果都在向人类逐步展示着世界的基本特征,都已经探及到世界的本源科学问题。理化研究者应该跳出原有的框架限制,积极融入到其他学科的发展中去,在海量的物质世界的探测结果中,在不同学科的语言描述中,探索物质运行的基本规律和原理。比如今年的诺贝尔化学奖,就颁发给了三位致力于在分子层面解决生命问题的物理学家,这本身就是一个明确的信号:在学科差异的表象之下,物质世界正在展现统一的基本现象、规律和原理。哪怕仅从交叉可以提供给参与方更好的方法和技巧方面,也需要我们进行积极的尝试,在联合研究中心、共建大科学装置、交叉激励机制等方面进行创新,从而形成合力,共同促进“双一流”建设。

解放思想束缚,建立灵活制度。创新港交大科学技术研究院的建立,以及各个研究所的设立,为我们解放思想束缚,建立与时俱进的符合各个学科特色的灵活制度提供了绝佳的舞台。以理化基础学科为例,分支方向多而深,科研周期长短差异大等特点显著,需要制定灵活的发展管理考核机制,允许一部分人能静下心、安下心,在一些重大课题上持之以恒地深入,从而产生真正具有世界影响力的原创性成果。

具体创新建议

进一步凝练方向,形成科研特色。虽然基础科研涉及面广,但在有限的科研资源中,必须找准、凝练出适合我校基础科学发展客观环境的既有深度又兼顾广度的特色方向,进一步积攒实力,形成若干个特色的科研根据地,占领世界重大科学问题前沿的制高点,并以点带面,促进我校大科学的全面均衡发展。

积极建设前沿基础科学平台。基础科学研究与技术科学、应用科学不同,距离产业转化相对较远,但在一些重要领域又需要大型装置的支持,因此需要在一些具有特色实力的前沿方向上,加大对诸如量子/空间光学平台、冷冻透射电子显微镜、大型离子加速器、基础能源研究平台、大型计算机集群等的基础设备的投入,以求打造产生重大原创性成果的硬件环境,并助力我校一流创新大学的建设。

尝试青年拔尖团体引进,设立科学家联合工作室。世界前沿科技发展的速度日新月异,为实现一流学科的建设目标,可以尝试对某一方向的具有互补性质的人才进行团队式引进,对已有的人才设立科学家联合工作室,进一步凝练方向、聚集资源,这样不仅可以在人才队伍上迅速形成合力,而且可以汇集更加充足的启动资金来建设大型的科研平台,从而加速该方向的深入发展。

倡导学科交叉,建立集体激励机制。正如前文所提到的,未来基础科学研究跨越发展的生命力将来源于学科交叉,因此亟需建立公平、合理的集体激励制度,对于确属必要而又产生重大成果的交叉项目,打破单位限制,在考核、绩效上一视同仁,共同激励。

建立科学实验室鼓励跨国、跨机构合作。根据对美国劳伦斯伯克利国家实验室等的一流机构的科学计量统计研究,对于高影响力的成果,合作主体方面,超过一半的文章均由2-3个机构合作完成;合作类型方面,跨国机构合作的比重明显高于同国家跨机构合作、同国家同机构合作以及独立作者项目。因此,在大平台建设上,可从多学科需求出发,打造高端综合性交叉研究平台,设立高水平的科学目标,且用户群体不仅面向本校,更应借助“一带一路”倡议辐射至世界范围,确保对外开放,构建合理的国际合作组及管理体系,形成大科学实验室,吸引世界一流人才协作,汇集世界一流思想创新,实现全球范围内国家和机构间的广泛科学合作和交流,立体支撑基础、技术和应用甚至转化等方面,形成聚束催化式研发。

结  语

历史的发展机遇摆在我们面前,整个世界的奥秘正在逐步展现,更加幸福的未来在向人类招手,作为维系第一推动力的科研工作者,我们应该以什么样的姿态来融入到这一伟大的进程中?我们应该以什么样的实际行动来迈向我们的一流目标?我们会给后人留下什么样的物质和精神财富?带着这些问题,请大家投身到“双一流”和创新港的建设中,一起为了世界之光而求索,共同成为世界之光而辉煌。

 

【作者简介】

张磊,理学院教授、博士生导师。西安交通大学青年拔尖人才计划(A类)、陕西省百人计划青年项目获得者。研究方向为水溶液中新物态与新物性探索及其在生命、物理、化学、材料科学中的应用。目前担任中国生物物理学会冷冻电子显微学分会理事、中国细胞生物学学会细胞工程与转基因生物分会常务委员等。主持在研国家自然科学基金两项。在Nature Chemical Biology、Nature Communications等学术期刊发表论文40余篇。

个人邮箱:zhangleio@mail.xjtu.edu.cn

 

物质结构与功能调控研究所简介

物质结构与功能调控研究所隶属于理化研究院,现有人员37人(其中教授21人),依托教育部物质非平衡合成与调控重点实验室,科技部新材料国际研发中心,和陕西省先进功能材料及介观物理重点实验室,旨在以国家相关战略性、基础性、前瞻性重大科学问题为导向,以材料、能源、生物医学等领域国家重大需求为牵引,服务国家重大战略,力求充分发挥基础研究的战略支撑作用,从原子、分子、纳米等多个微观尺度研究物质不同层次结构、相互作用和性能操控,从而揭示新规律和新效应,为相关领域的技术变革与创新发展提供源头供给和战略驱动。

编辑:朱萍萍

 
 
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