拔尖基礎(chǔ)學(xué)科人才這樣煉成(講述·弘揚(yáng)科學(xué)家精神(特別策劃))
習(xí)近平總書記2月28日下午主持召開中央全面深化改革委員會(huì)第二十四次會(huì)議時(shí)強(qiáng)調(diào)，要全方位謀劃基礎(chǔ)學(xué)科人才培養(yǎng)，科學(xué)確定人才培養(yǎng)規(guī)模，優(yōu)化結(jié)構(gòu)布局，在選拔、培養(yǎng)、評(píng)價(jià)、使用、保障等方面進(jìn)行體系化、鏈條式設(shè)計(jì)，大力培養(yǎng)造就一大批國(guó)家創(chuàng)新發(fā)展急需的基礎(chǔ)研究人才。
基礎(chǔ)研究是科技創(chuàng)新的源頭。我國(guó)擁有世界上規(guī)模最大的高等教育體系，完全能夠源源不斷培養(yǎng)造就大批優(yōu)秀人才，完全能夠培養(yǎng)出大師。廣大高校特別是“雙一流”大學(xué)，理應(yīng)發(fā)揮培養(yǎng)基礎(chǔ)研究人才的主力軍作用。為此，本報(bào)記者采訪復(fù)旦大學(xué)、西安交通大學(xué)、山東大學(xué)、蘭州大學(xué)的拔尖基礎(chǔ)學(xué)科人才，傾聽他們講述從事基礎(chǔ)學(xué)科研究的感悟與心得、探索與突破、融合與創(chuàng)新……
——編 者
“興趣是最好的老師。老教師們提綱挈領(lǐng)，把數(shù)學(xué)演繹成美麗的存在”
最近，復(fù)旦大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授魯伯塤團(tuán)隊(duì)的論文，相繼發(fā)表于國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊。魯伯塤一直關(guān)注神經(jīng)退行性疾病的發(fā)病機(jī)制，他覺得這項(xiàng)研究不可或缺。
對(duì)于魯伯塤來(lái)說(shuō)，做基礎(chǔ)學(xué)科起于興趣與特長(zhǎng)。父親是高校教師，受家庭環(huán)境影響，他從小就喜歡探究問題、找尋規(guī)律，高中已開始寫論文，迷戀研究不同葉子形狀與葉脈結(jié)構(gòu)間的關(guān)聯(lián)，觀察、計(jì)算、建模，直至發(fā)表論文……進(jìn)入復(fù)旦讀本科，才有機(jī)會(huì)走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，懂得了知識(shí)點(diǎn)背后那些精妙的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、執(zhí)行和分析過程。
70后的山東大學(xué)數(shù)學(xué)系教授吳臻，2019年獲得了陳省身數(shù)學(xué)獎(jiǎng)，數(shù)學(xué)圈不少人驚訝，獲獎(jiǎng)?wù)呔惯@么年輕。他對(duì)于數(shù)學(xué)的熱忱，也來(lái)源于幼年時(shí)的興趣。
父母是數(shù)學(xué)老師，吳臻自小偏愛數(shù)學(xué)。1987年，16歲的吳臻便考入山東大學(xué)數(shù)學(xué)系，并暗下決心攻讀碩博。在不少人眼中，數(shù)學(xué)是枯燥的數(shù)字堆砌，搞研究更單調(diào)辛苦，而吳臻卻選擇繼續(xù)深造。“興趣是最好的老師。老教師們提綱挈領(lǐng)，把數(shù)學(xué)演繹成美麗的存在。”吳臻說(shuō)。
培養(yǎng)基礎(chǔ)學(xué)科人才，國(guó)家一直在發(fā)力。據(jù)了解，2018年，教育部在77所高水平大學(xué)布局建設(shè)了288個(gè)基礎(chǔ)理科、基礎(chǔ)醫(yī)科、基礎(chǔ)文科的創(chuàng)新拔尖學(xué)生培養(yǎng)基地，累計(jì)吸引1萬(wàn)余名學(xué)生投身基礎(chǔ)學(xué)科，96%的畢業(yè)生在基礎(chǔ)學(xué)科深造和研究。
“從一次次失敗中培養(yǎng)堅(jiān)毅品格，保持向上斗志，科研之路才可能成功”
近年來(lái)，我國(guó)基礎(chǔ)研究人員全時(shí)當(dāng)量從2016年的27.5萬(wàn)人次增長(zhǎng)到2020年的42.7萬(wàn)人次；高被引科學(xué)家從2016年的175人次增長(zhǎng)到2021年的935人次。
在魯伯塤看來(lái)，培養(yǎng)基礎(chǔ)學(xué)科人才，首先要有強(qiáng)大的科研投入：“我讀本科時(shí)國(guó)家不富裕，科研投入有限，很多老師有前沿視野，但限于條件難以做真正重大的前沿科研。生命科學(xué)研究需要有實(shí)驗(yàn)支撐，尖端設(shè)備、試劑耗材買不起，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物養(yǎng)不起，重要問題就不敢碰。”
探索性研究“燒錢”，實(shí)驗(yàn)經(jīng)常失敗，因此魯伯塤一直積極申請(qǐng)國(guó)家經(jīng)費(fèi)和企業(yè)資助。失敗的情形，也不單只有魯伯塤遇到，西安交通大學(xué)微電子學(xué)院院長(zhǎng)耿莉也有體會(huì)……
耿莉從事的是高新研究。由她領(lǐng)銜開發(fā)的壓電式微滴噴射陣列打印頭智能驅(qū)動(dòng)芯片，是國(guó)內(nèi)第一款可用于集成式打印噴頭的智能驅(qū)動(dòng)芯片，為寬幅3D打印設(shè)備的全國(guó)產(chǎn)化提供了硬件基礎(chǔ)。
走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，1000平方米的微納電子與器件共享平臺(tái)超凈間里，教師、技術(shù)人員和研究生們正忙碌著……近年來(lái)，耿莉帶領(lǐng)學(xué)院突破多個(gè)關(guān)鍵核心技術(shù)，“基礎(chǔ)科研，拼的是真刀真槍。”耿莉平靜地說(shuō)。
芯片制造過程中，設(shè)計(jì)完電路后，需要預(yù)先生產(chǎn)幾片供測(cè)試，通過后再大規(guī)模生產(chǎn)，這個(gè)過程叫做“流片”。一次，耿莉帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)收，測(cè)試室里氣氛緊張：從第一次“流片”回來(lái)上電晶體管被燒毀，高壓驅(qū)動(dòng)芯片已經(jīng)“流片”3次；一次不成就再試，從高壓管的優(yōu)化、高低壓隔離到狀態(tài)檢測(cè)機(jī)制改進(jìn)，每一次試驗(yàn)都和預(yù)期結(jié)果更接近；最終，一個(gè)個(gè)波形信號(hào)穩(wěn)定輸出，“成功了！”大家鼓起掌來(lái)，耿莉緊鎖的眉頭舒緩了……
耿莉認(rèn)為，培養(yǎng)杰出人才不僅要傳遞知識(shí)，更要培養(yǎng)他們不怕失敗的意志、越挫越勇的恒心。“基礎(chǔ)科研講究團(tuán)隊(duì)協(xié)作，單槍匹馬不濟(jì)事。科研更是一條艱辛路，挫敗是常態(tài)，從一次次失敗中培養(yǎng)堅(jiān)毅品格，保持向上斗志，科研之路才可能成功。”耿莉說(shuō)。
“解題不是科研探索的全部，發(fā)現(xiàn)問題、培養(yǎng)科學(xué)精神才是關(guān)鍵”
當(dāng)前，面對(duì)百年未有之大變局，培養(yǎng)一批具有交叉思維、復(fù)合能力的創(chuàng)新人才，是培養(yǎng)基礎(chǔ)學(xué)科人才的關(guān)鍵所在。“教育部近期在12所高水平大學(xué)布局建設(shè)了首批12所未來(lái)技術(shù)學(xué)院，瞄準(zhǔn)未來(lái)的前沿性、革命性、顛覆性技術(shù)發(fā)展，推動(dòng)學(xué)科專業(yè)交叉融合。同時(shí)，用好學(xué)科交叉融合的‘催化劑’，推進(jìn)理工結(jié)合、工工交叉、工文滲透、醫(yī)工融合、工農(nóng)協(xié)同，培養(yǎng)一批能夠引領(lǐng)和示范科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的拔尖創(chuàng)新人才。”教育部相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹。
高新專業(yè)具有很強(qiáng)的學(xué)科交叉特性，開放的人才平臺(tái)不可或缺。2018年，王歡(化名)從某研究所進(jìn)入學(xué)院，在耿莉團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)新型光電器件研發(fā)。耿莉說(shuō)：“當(dāng)時(shí)急需一名擁有相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的人才，聯(lián)系到王歡我非常興奮！”然而，王歡的年齡和論文數(shù)都達(dá)不到條件，這可急壞了耿莉……為此，她準(zhǔn)備了情況說(shuō)明，建議不拘一格降人才，最終學(xué)校將王歡特招進(jìn)入學(xué)院。“如今，他已經(jīng)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)承擔(dān)起國(guó)家重大項(xiàng)目，促進(jìn)了學(xué)院的產(chǎn)學(xué)研優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。”耿莉說(shuō)。
不少學(xué)生快速成長(zhǎng)，成為科研生力軍。本科學(xué)生在大二和大三就可以申請(qǐng)進(jìn)入“信息新蕾計(jì)劃”。宋焱在大三時(shí)就參與低功耗數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片項(xiàng)目，成長(zhǎng)飛快，大家夸獎(jiǎng)他是實(shí)驗(yàn)室的“定海神針”。宋焱說(shuō)，“越早進(jìn)入科研項(xiàng)目，就能夠越早在科研生涯初期培養(yǎng)經(jīng)驗(yàn)、養(yǎng)成好習(xí)慣。”
耿莉覺得，近些年，我國(guó)科研硬件基礎(chǔ)突飛猛進(jìn)，而要培養(yǎng)出大師級(jí)人才，還需更多“軟建設(shè)”——培養(yǎng)學(xué)生良好的性格，養(yǎng)成科學(xué)精神。“杰出人才成長(zhǎng)需要寬松的成才環(huán)境、合理的激勵(lì)機(jī)制，目前各個(gè)教育階段還存在唯成績(jī)論現(xiàn)象。高校教育要注重學(xué)生思維能力和學(xué)習(xí)研究方法培養(yǎng)，提升學(xué)生自主探索解決問題的能力，讓他們善于梳理邏輯關(guān)系、歸納知識(shí)體系；還要將人文知識(shí)的學(xué)習(xí)，貫穿人才培養(yǎng)體系中，鼓勵(lì)學(xué)生樹立起遠(yuǎn)大理想。”耿莉說(shuō)。
在吳臻看來(lái)，創(chuàng)新人才的培育，需要從“學(xué)會(huì)提問”開始。碩博期間，吳臻師從中國(guó)金融數(shù)學(xué)的開創(chuàng)者彭實(shí)戈院士。彭實(shí)戈從法國(guó)留學(xué)歸來(lái)，思維活躍，邀請(qǐng)了許多世界級(jí)數(shù)學(xué)大師來(lái)校訪問。吳臻在一次次學(xué)術(shù)探討中，開拓了學(xué)術(shù)視野。“導(dǎo)師常叮囑，做研究要面向世界前沿，切忌停留在低水平領(lǐng)域。”吳臻說(shuō)。
起初，吳臻是跟著導(dǎo)師的研究方向走。跟到一定程度后，便要自己尋問題、找突破。讀博士期間，導(dǎo)師曾交給他一篇文章。看完后，彭院士問他說(shuō)，你能不能就此文章提出10個(gè)問題來(lái)？“我便被難住了……”吳臻說(shuō)，導(dǎo)師的循循善誘，激發(fā)了他的獨(dú)立思考能力，從此每讀一篇論文，都會(huì)思考是否能提出新的研究方向。
在魯伯塤看來(lái)，博士階段，最緊要的是培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)價(jià)值的判斷力，知道解決問題需要設(shè)計(jì)什么樣的實(shí)驗(yàn)。“現(xiàn)在，學(xué)生往往都是‘做題家’，解題不是科研探索的全部，發(fā)現(xiàn)問題、培養(yǎng)科學(xué)精神才是關(guān)鍵。”為了更好解答同學(xué)們的疑問，在實(shí)驗(yàn)室里，他是隨時(shí)在線的工作達(dá)人，永遠(yuǎn)會(huì)及時(shí)回復(fù)信息郵件。每周五，20多人的課題組開會(huì)，眾人一起發(fā)現(xiàn)問題，驗(yàn)證結(jié)論，確定下一步實(shí)驗(yàn)。
“基礎(chǔ)研究經(jīng)費(fèi)大頭仍是來(lái)自國(guó)家投入，用研究成果回報(bào)社會(huì)，是我們的責(zé)任”
接受記者采訪的這天中午12點(diǎn)半，唐瑜上完《無(wú)機(jī)化學(xué)》課，簡(jiǎn)單吃完午飯后回到辦公室，馬上與學(xué)生討論稀土配合物的研究……
從1989年踏進(jìn)蘭州大學(xué)化學(xué)系到留校以來(lái)，唐瑜已從事稀土研究20多年。“現(xiàn)在主要做稀土配位化學(xué)基礎(chǔ)研究，和稀土資源的高值化應(yīng)用研究。”唐瑜說(shuō)。作為現(xiàn)代工業(yè)的“維生素”，稀土元素?fù)碛袃?yōu)良的光電磁等物理特性，在冶金、石化、儲(chǔ)氫、顯示面板等現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用。
“做科研要有明確目標(biāo)，那就是做‘頂天立地’的科研。”唐瑜說(shuō)，“頂天”，就是在基礎(chǔ)研究中追求學(xué)術(shù)創(chuàng)新、推動(dòng)學(xué)科發(fā)展；“立地”，就是在應(yīng)用研究中做有益于社會(huì)和百姓的事。唐瑜的偶像——“中國(guó)稀土之父”徐光憲院士就是她心中“頂天立地”的科學(xué)家。“徐老因國(guó)家需要而改變自己的研究方向，實(shí)現(xiàn)稀土的回流串級(jí)萃取，打破了國(guó)際壟斷。”
基礎(chǔ)研究要甘坐“冷板凳”。通過大量實(shí)驗(yàn)研究，唐瑜解決了稀土配合物在應(yīng)用中的水溶性和穩(wěn)定性等問題，并將科研成果應(yīng)用于稀土智能發(fā)光材料。近年來(lái)，稀土發(fā)光配合物在癌癥診斷和治療的應(yīng)用中備受關(guān)注，而這也是唐瑜和團(tuán)隊(duì)目前正在做的事業(yè)。“我們利用稀土發(fā)光配合物的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)早癌標(biāo)志物的高靈敏度檢測(cè)。”唐瑜說(shuō)，目前正在與醫(yī)院合作開展腫瘤標(biāo)志物的稀土熒光檢測(cè)試劑盒的研發(fā)。
魯伯塤的“神經(jīng)退行性疾病的發(fā)病機(jī)制”研究，也是一項(xiàng)有益于人民生命健康的研究。多年關(guān)注這項(xiàng)疾病，魯伯塤對(duì)病患和病患家屬的痛苦感同身受。自2010年起，他便致力于對(duì)這種疾病的研究，揭示了疾病產(chǎn)生的可能源頭機(jī)制和疾病加速發(fā)展機(jī)制，并且發(fā)現(xiàn)了多個(gè)潛在藥靶和一類潛在治療藥物，提出了新藥研發(fā)概念。“基礎(chǔ)研究經(jīng)費(fèi)大頭仍是來(lái)自國(guó)家投入，用研究成果回報(bào)社會(huì)，是我們的責(zé)任。”魯伯塤說(shuō)。
魯伯塤心里有一個(gè)想法：以目前的研究為切入點(diǎn)，找到干預(yù)更多神經(jīng)退行性疾病的路徑。“高校青年研究員收入不算高，但喜歡科研的人，多半不會(huì)特別追求物質(zhì)。關(guān)鍵是看有沒有好平臺(tái)，做出有價(jià)值的研究。”魯伯塤說(shuō)。
唐瑜說(shuō)，所謂大師，一定對(duì)科學(xué)忘我求索，也一定心懷“國(guó)之大者”，能為民族振興和國(guó)家進(jìn)步孜孜以求、甘于奉獻(xiàn)。“俯下身、沉下心，拓展科學(xué)邊界。基礎(chǔ)研究和原始創(chuàng)新沒有第二，只有第一。”唐瑜說(shuō)。
在唐瑜的辦公桌上，擺放著一個(gè)卡通版戲劇人物臉譜——樊梨花。“家人送的，希望我做科研能像個(gè)女將軍一樣攻城拔寨。”唐瑜笑言。
吳臻給學(xué)生講課時(shí)，常會(huì)提起王國(guó)維的“境界說(shuō)”：“做數(shù)學(xué)，當(dāng)有‘衣帶漸寬終不悔，為伊消得人憔悴’的精神；大師之路道阻且長(zhǎng)，需要鍥而不舍持之以恒。”他說(shuō)，這些是必備的品質(zhì)，也是當(dāng)下的錘煉重心所在……
本報(bào)記者 姜泓冰 原韜雄 王錦濤 李 蕊