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向着科技前沿和国家需要进发——清华大学服务国家高水平科技自立自强的实践探索与启示

2022-09-20 | 光明日报调研组 | 来源 《光明日报》2022-09-16 |

《光明日报》整版刊发《向着科技前沿和国家需要进发——清华大学服务国家高水平科技自立自强的实践探索与启示》一文

清华大学大礼堂

清华大学暗物质实验CDEX-10高纯锗阵列探测器安装

清华大学医学院教授张林琦及其团队

“行健不息——清华大学‘十三五’科技创新成就展”在清华大学科学博物馆举办

盛夏八月,正值暑假,绿意盎然的清华园有着几分难得的安静。但清华大学主楼724725实验室里,却依然人来人往、步履匆匆。

这里,就是孕育出国家技术发明一等奖成果的清华大学成像与智能技术实验室。在中国工程院院士、清华大学教授戴琼海团队看来,这两个房间号别有深意:“724”,就是坚持每周7天、每天24小时连轴转;“725”则是要把24小时当成25小时来过。实验室门口电子屏幕上,理学思维融合工科实践,交叉领域践行原始创新;基础研究领跑科学前沿,科技报国培养一流人才;原创仪器领跑国际合作等话语循环播放,鼓舞着团队成员在追寻颠覆性科研突破的道路上一往无前。

2021419日,习近平总书记在清华大学考察时强调,一流大学是基础研究的主力军和重大科技突破的策源地,要完善以健康学术生态为基础、以有效学术治理为保障、以产生一流学术成果和培养一流人才为目标的大学创新体系,勇于攻克卡脖子的关键核心技术,加强产学研深度融合,促进科技成果转化。

高校应当如何为实现高水平科技自立自强提供有力支撑?沿着总书记的足迹,光明日报调研组近日走进清华大学,探寻高水平大学追求“科研创新成果与国家发展需要丝丝相扣”背后的奋进之路。

1.深耕:厚植基础,勇攀高峰

忙碌,不止在清华园。

从被誉为“中国航天城”的四川西昌乘车一路向北,约两小时后,就到达全长17.5公里的锦屏山隧道。

隧道中部地下,垂直岩石覆盖厚度达2400米的一间房子,是清华大学和雅砻江流域水电开发有限公司共同建设的中国锦屏地下实验室。伴随原子核信号放大后的微微闪光,清华大学工程物理系青年教师杨丽桃带领团队在不间断运行的仪器旁凝神寻找、捕捉。

他们要找的,是“暗物质”,一种一直没有被“看见”,但据推测却占据整个宇宙质量的85%、在物质起源和宇宙演化过程中具有重要地位的物质。

21世纪以来,国际上相继开展了20多个暗物质探测实验。谁先揭开它的面纱,谁就将促成人类对物质世界和宇宙认识的又一次重大飞跃。杨丽桃的话语中,满是时不我待的紧迫感。

习近平总书记指出,重大原始创新成果往往萌发于深厚的基础研究,产生于学科交叉领域,大学在这两方面具有天然优势。

如何让高校这个基础研究的重要阵地,真正成为高水平创新成果产出的重要基地?调研组了解到,从强保障、建平台、促交叉三个层面,清华大学打出一套增强基础研究“底气”的“组合拳”。

“基础研究成果的取得不可能一蹴而就,长久、稳定的支持至关重要。”清华大学副校长曾嵘介绍。近年来,国家不断加大基础研究投入,清华大学鼓励并保障科研团队瞄准世界科技前沿勇于开拓、潜心研究;制定工科发展计划、理科提升计划,明确对工程基础研究、理科基础研究的支持;设立“笃实”专项对理科院系青年教师“全覆盖”式支持,助力他们在好奇心驱动和国家重大需求牵引下开展自由探索……

初秋时节,调研组走进清华大学蒙民伟科技大楼的一间办公室,看到墙上的白板写满密密麻麻的公式,天文系副教授蔡峥正埋头工作。梦想着“为人类寻找星辰大海”的他,几乎把全部心力放在了宽视场光谱巡天望远镜的建设工作中。

“天文学是一门极度依赖观测的学科,望远镜的水平很大程度上决定了科研水平。现在国外6米以上的镜子有二三十台,而我们一个都没有,很多观测都得依靠国外的望远镜。蔡峥告诉调研组,这种受制于人的困局即将被打破——在青海,清华大学天文系联合精密仪器系等多个院系,将在海拔4576米的冷湖塞什腾山上建造6.5米宽视场光谱巡天望远镜(MUST)。目前项目初步设计方案已完成,主镜已开始制作。

“在不远的未来,浩渺宇宙将以一种前所未有的清晰度呈现在我们面前,让更多中国科学家用中国自己的设备丈量寰宇、眺望星辰。”蔡峥的兴奋,让调研组感同身受。

在清华大学南门对面的三才堂,清华大学未来实验室里,实验室主任徐迎庆正和同学们热烈讨论。夕阳透过落地窗投射进来,桌上的各种实验器材仿佛被镀上了未来感的色彩。

新型气体传感器、大幅面触觉图形显示终端、基于物联网技术的可编程积木……实验室的一系列研究项目天马行空,为我们展现未来生活的美好图景。实验室的70余位师生来自30多个专业,学术背景多元、研究方向多样、跨学科交叉的特点尤为突出。

“交叉在前沿探索中是常态。”徐迎庆说,“我们希望通过学科交叉探索人、机、物如何自然融合、相互理解、高效工作。”

近五年来,智能产业研究院、脑与智能实验室等10个跨学科交叉科研机构如雨后春笋在清华园里破土而出;前沿交叉专项设立,支持工科院系青年教师与其他学科青年教师合作开展面向前沿的跨学科交叉研究……跨界交叉、深度融合,创新的火花在学科碰撞中不断迸发。

多措并举下,近年来,清华基础研究领域的成果喜报频传:锦屏地下实验室支撑了暗物质探测、核天体物理等前沿基础科学实验研究,取得世界最好的高纯锗暗物质实验结果等一系列重大成果;物理系薛其坤院士团队携“量子反常霍尔效应的实验发现”获得国家自然科学奖一等奖;类脑计算研究中心施路平团队研发出全球首款异构融合类脑芯片——“天机芯”,实现中国在芯片和人工智能两大领域《自然》论文的零突破;化学系李亚栋院士团队创新发展了系列单原子催化剂合成方法,为解决工业催化剂技术升级换代奠定坚实基础……

2.担当:国之嘱托,心之所向

秋阳高照,绿树环绕,调研组走进北京昌平燕山脚下的清华大学核研院。一进院,一块白色石碑格外醒目,碑上七个大字遒劲有力——为了和平与安全。

这座别称“200的院子,孕育着世界上最先进的核技术,也见证了中国高温气冷堆技术从跟踪、自主创新、跨越,到走到世界前列的重要历程。

20世纪50年代建院之初,师生员工的平均年龄只有23.5岁,没人见过真正的反应堆什么样,只能从做马粪纸工程模型开始,用几十台手摇计算机进行数值计算。谈起艰难创业的历史,核研院院长张作义感叹不已。

如今,经过几代人接续奋斗,核研院建成了世界上第一座具有“固有安全性”的模块式高温气冷堆商业示范电站并成功并网发电,让中国在第四代核电技术上实现从并行到领跑的飞跃。核研院原院长兼总工程师、中国科学院院士王大中也因此荣获2020年度国家最高科学技术奖。

“围绕关键核心技术,加强顶层设计和有组织科研,发挥一流大学重大科技突破生力军作用。”在清华大学校长王希勤看来,这是高校强化政治担当,推进新时代“双一流”建设的重要举措。为此,2021年,清华大学制定《关于完善和发展大学创新体系的若干意见》,明确要强化面向重大问题的有组织科研,推动学科大交叉、组建大团队开展科技攻关。

有组织科研怎么干?调研组发现,清华大学的答卷上,写着这样三组关键词——

一是主动布局学科。围绕重大需求和攻关任务,加强战略性交叉学科建设。航空发动机研究院、公共卫生与健康学院、集成电路学院、碳中和研究院相继成立;牵头组织及参与多个国家实验室建设,高端装备界面科学与技术、新型电力系统运行与控制两个实验室入选首批全国重点实验室。

在清华大学东南门附近,一座建于20世纪80年代的朴素小楼并不起眼——这里是清华大学集成电路学院。如今,这座承载了一代代清华追人奋斗身影的小楼正孕育着无限的创新能量。

集成电路学院首任院长吴华强告诉调研组,该院正在大力探索“1+N”联合机制:“1”是指集成电路学院由原微纳电子系与电子系联合共建,“N”则是指多学科交叉融合。学院将面向集成电路技术代际更新的重要机遇,向着不同的前沿研究方向努力实现集成电路学科新突破,在破解当前卡脖子难题的同时赢得未来发展的主动权。

二是加强应用服务。建立重大任务组织机制,主动服务国家重大需求、主动服务人民生命健康。

新冠肺炎患者住院率死亡率降低80%以上,通过一次静脉滴注可立即起效……清华大学医学院副研究员张绮向调研组展示了两只小小的玻璃药瓶——这是由清华大学医学院教授张林琦团队领衔研发的我国首个抗新冠病毒抗体药物。

“以往抗体药物从研发到上市常常需要10年甚至更久,这次我们只用了20个月。张林琦感叹,从临床到实验室到药企再到临床,这是一场用近乎平行性取代了时序性、多方一起跑的接力赛。

从医学院出来,沿着林荫道,调研组来到位于学校东北区域的航天航空学院。蔚蓝色的大厅里,力学学科创始人、两院院士张维的浮雕与立志航空报国的一代宗师徐舜寿先生塑像隔空相望,于无言中诉说着使命担当。

“一手抓学术,一手抓重大需求重大应用,形成学术引领和产业引领双驱动的发展模式。”实验室里,航天航空学院教授冯雪正带着一支由80后、90后组成的团队热烈讨论。两年多来,他们分秒必争,研发出集结了柔性温度传感器、柔性心电传感器、蓝牙4G数据中转主机和集成柔性电极的胸带,加上后台数据中心和前端监控软件,实现了运动员生理参数的数字化监控,助力我国越野滑雪运动员在北京冬奥会上创造了历史最好成绩。

三是注重实战练兵。面向国家需求、响应国家号召,在实战中锻造科技领军人才及其创新团队。张作义将核研院的科研团队建设与人才培养比作一部“武林高手养成剧”:“一群本领各异的‘初生牛犊’在掌握理论知识后,即刻被赶去‘塞外’——北京昌平虎峪村,直面实际项目里的‘风吹雨打’与‘猛虎野兽’,在跌跌撞撞中摸索出生存之道‘单打独斗难成器,团结协作出生路’。几经磨砺,大家十八般武艺各显神通,取长补短,合起伙儿来齐头并进。”同时,清华大学大力推进产学研深度融合,与国家电网、中国三峡集团、华为等24家企业建立战略合作关系,加强产业关键共性技术和未来产业技术协同研发。

国之嘱托,心之所向。

近五年,清华大学获得国家科学技术奖总数和一等奖数量位居全国高校首位,38项创新成果亮相国家十三五科技创新成就展,年均成果转化项目数和金额比前五年翻一番、始终在全国高校保持领先。

3.定力:组织的保障,创新的土壤

实现高水平科技自立自强,归根到底靠高水平创新人才。亮眼的成绩单背后,清华大学究竟如何激发人才活力,点燃创新激情?

生命起点不一定来自生殖细胞。利用已经成熟的技术从体细胞逆转为多能干细胞,找到合适的化学小分子,再按照一定逻辑组合成“神奇药水”对多能干细胞进行诱导,短短几天,全能干细胞就能产生并稳定培养——前不久,因为在生命创造研究领域取得突破性进展,清华大学药学院教授丁胜及其团队备受关注。

在一间摆满了试剂与器皿的实验室里,调研组见到了正在忙碌的丁胜。实验成功的兴奋已经褪去,眼下,他和团队都把精力投入到下一步的攻坚克难中。

“那个看起来‘很简单’的过程,是经过成千上万次试错,筛选了数千个小分子组合,花费六年多时间才寻到的‘药方子’。”和丁胜的对话中,“耐心”和“坚持”两个词语,他前后16次提及,科学研究是突破性的,就像在黑暗中来回摸索,反复失败,直到发现一个成功的结果

“孤注一掷”的底气背后,是什么支撑着他们耐心求索?答案是:良好的学术环境和组织的支持保障。

“学校有足够的耐心,持续投入,而不催问结果,这是最大的支持。”丁胜说。

近年来,清华大学坚决破除“五唯”,出台《关于完善学术评价制度的若干意见》,强化学术共同体责任,树立强化重师德师风、重真才实学、重质量贡献的学术评价导向,重点从完善教师评聘学术标准、研究生学位创新成果评价、学生荣誉奖励体系三方面推进评价导向的全面转变,支持师生潜心开展有长远价值和意义的研究工作。

栽下梧桐树,引来金凤凰,涵育大先生。

近五年,菲尔兹奖获得者考切尔·比尔卡尔等一批全球顶尖人才全职加盟清华;18名教师当选中国科学院、中国工程院院士;23名教师入选清华大学文科资深教授;7名教师获得清华大学突出贡献奖;核科学与技术教师团队、成像与智能技术实验室教师团队入选全国高校黄大年式教师团队;举办长聘教授讲坛、青年教师论坛等促进学术交流……越来越多的清华科研工作者以十年磨一剑的恒心和专注不断攀登科技高峰。

调研组了解到,202112月,《清华大学2030创新行动计划》推出,明确要扎根中国、面向全球,完善和发展以健康的学术生态为基础,以制度健全、机制畅通的学术治理为保障,以一流学术成果产生和一流人才培养为目标的大学创新体系。

4.启示:从跟跑领跑的内在动力

在持续有效推动科技创新、为国家高水平科技自立自强提供有力支撑的过程中,调研组认为,清华大学突出的做法主要体现在以下四个方面:

一是面向世界学术前沿持续强化基础研究。近年来,清华大学持续强化对数学科学、量子物理与量子信息、分子科学、生命与健康、天文学与空间科学、脑科学与智能等方向重大科学问题的布局,筑牢科技创新突破的基础。

二是面向国家重大战略需求开展有组织科研。清华大学瞄准“卡脖子”技术难题,建设多个校级跨学科交叉研究机构,强化有组织科研,与重点行业龙头企业、重点地区加强战略合作,构建创新联合体开展协同攻关,努力在解决事关国家安全和发展全局的重大问题中作出新贡献。

三是坚持把人才作为创新发展的第一资源。清华大学深入实施人才强校核心战略,着力建设支撑高水平创新的人才队伍,不断深化科教融合育人,培养造就适应党和国家事业发展需要的德才兼备高层次人才。

四是营造自由开放的学术氛围,完善激励创新的组织保障。清华大学坚持遵循学术、学科发展内在规律,大力弘扬科学家精神,不断完善分类评价考核和激励机制,创造良好创新环境,支持教师潜心研究、久久为功,同时统筹推进重点科研机构改革,为推动科技创新提供了肥沃的土壤。

清华人始终铭记“一国之大学,当有其对于一国之任务;一代之大学,当有其处于一代之特点”。清华大学党委书记邱勇的语气中饱含义不容辞的坚定:“清华大学永远心怀‘国之大者’,服务国家战略部署和重大需求从不缺席。”111年来,清华大学走出了一条扎根中国大地建设世界一流大学之路。面向未来,深入实施创新驱动发展战略,把科技的命脉牢牢掌握在自己手中,清华大学将继续用行动书写与祖国共进、与时代同行的答卷。


(作者:光明日报调研组 调研组成员:清华大学党委宣传部覃川、许亮、高原、詹萌;本报记者田延辉、邓晖)


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