第34届中国新闻奖报送作品公示
第34届中国新闻奖报送作品公示
根据《关于开展第34届中国新闻奖新闻期刊作品初评工作的通知》要求,瞭望周刊社拟报以下1件(类)作品参评第34届中国新闻奖,现按照规定进行公示。公示时间:2024年3月12日至2024年3月18日。公开接受社会监督,如有异议,请及时联系我社,电话:010-63077196。
中国新闻奖新闻期刊参评作品推荐表
作品标题 |
凝练基础研究关键科学问题
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参评项目 |
系列报道 |
体裁 |
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语种 |
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作 者 (主创人员) |
史湘洲、扈永顺、张文静 |
编辑 |
唐敏、扈永顺 |
原创单位 |
瞭望周刊社 |
刊播单位 |
《瞭望》新闻周刊 |
年度刊期 |
2023年第29期专题栏目 |
刊播日期 |
2023-07-17 |
新媒体作品填报网址 |
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字数/时长 |
13651字 |
︵ 作采 品编 简过 介程 ︶ |
党中央、国务院高度重视基础研究,近年来,我国对基础研究的投入持续加大,有力支撑了重大成果产出,为实现高水平科技自立自强夯实了基础。为展现我国科研事业高质量发展的光明前景,编辑部将基础研究作为重要报道方向,编辑记者通过研读政策文件,确定了挖掘基础研究真问题、利用大科学装置开展建制化基础研究、支持青年科技人才挑大梁等具体方向。采写过程中,记者深入中国科学院多个研究所与专家、青年学者座谈,前往中国科学技术大学、西安交通大学等诸多单位调研采访,前往建设在海拔4410米的四川稻城海子山上“拉索”大科学装置实地采访,将科研一线鲜活见闻付诸纸上,充分展现了科研工作者攻坚克难、勇攀高峰的精神风貌。同时,报道还分析了基础研究过程中遇到的挑战与困难,以及解决这些问题的方法与思路,为科技管理部门决策建言献策。 |
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社 会 效 果 |
稿件发表后,百余家媒体同行进行了转载,新华社客户端总阅读量超过1000万。多家科研机构和研究人员向编辑部表示,该组专题结构严谨、逻辑清晰、要点明确,精准聚焦基础研究的主要症结进行分析报道,文章兼具可读性与专业性。有研究人员提到本组专题感染力强,“稿件展示了一大批科研工作者积极有为的奋发精神,体现了他们勇挑重担的勇气、信心和魄力,令人感动。”“这种正面宣传有助于增强社会对青年研究人员的认同感和尊重度,进一步激发科研工作者的工作热情和创造力。”网友纷纷留言,“向科研人员致敬”。
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︵ 初推 评荐 评理 语由 ︶ |
本组基础研究专题报道以深入细致的笔触,向读者展示了基础研究领域的最新成果。报道内容严谨、逻辑清晰,从多角度深入展示了党中央多次要求加强基础研究,为青年科学家提供更多机会、更大舞台的决心和实际行动。本组报道通过引用专家的观点与评论,增强了文章的专业性与权威性,使得广大读者能够轻松理解并感受到科研的魅力。稿件为凝聚人心、营造崇尚科学的社会氛围、塑造科学家精神做出了贡献。
签名:(盖单位公章) 2024年 月 日 |
中国新闻奖系列报道作品完整目录
作品标题 |
基础研究 |
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序号 |
单篇作品标题 |
体裁 |
字数/时长 |
刊播日期 |
刊播版面 |
备注 |
1 |
凝练基础研究关键科学问题
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专题 |
5277 |
2023-07-17 |
2023年第29期专题栏目 |
代表作 |
2 |
发挥基金在科技自立自强中的基础性、引领性作用——专访国家自然科学基金委员会主任、中科院院士窦贤康 |
专题 |
3508 |
2023-07-17 |
2023年第29期专题栏目 |
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3 |
依托重大科技基础设施开展建制化研究 |
专题 |
4417 |
2023-07-17 |
2023年第29期专题栏目 |
代表作 |
4 |
催化“青椒”挑大梁、当主角 |
专题 |
3957 |
2023-07-17 |
2023年第29期专题栏目 |
代表作 |
参评作品:
凝练基础研究关键科学问题
文|《瞭望》新闻周刊记者 扈永顺
由全球知名学术出版机构“施普林格-自然出版集团”下属机构最新发布的自然指数数据显示,中国作者在2022年对高质量自然科学研究作出了最大贡献,在高质量期刊上发表论文份额首次排名全球第一。
该自然指数显示了近年来我国科研人员在全球高质量科研产出中的进步,表明我国基础研究质量稳步提升。
提出科学问题,是进行基础研究的第一步。
为推动凝练基础研究关键科学问题,近年来相关部门出台了诸多举措。自然科学基金委先后采取了明确资助导向、完善面向科学前沿和国家重大需求的科学问题凝练机制等一系列政策举措,引导科技界持续提升申请质量,努力扭转“把基础研究做成无目标的应用研究,把应用研究变成低水平的基础研究”现象;2021年中国科学院出台“基础研究十条”,提出围绕国家战略需求中最紧迫的科技问题和世界前沿科学难题,找准科学问题。
在瞄准重大需求目标导向上,搭建制度性桥梁,推动科学家从“四个面向”中凝练科学问题。加强国家应用数学中心等基础研究基地和平台建设,进行战略导向的体系化基础研究。引导多元投入,创新国家科研经费与行业部门、地方政府、大型企业等的联合资助模式;在自由探索方面,针对非共识项目进一步创新科研资助方式,加快建立颠覆性、非共识基础研究选题发现机制,设立基础研究特区打破科研管理惯性,保障科研人员自由探索、勇闯无人区;建立问题凝练长效机制,从国家层面加强组织,发挥建制化凝练问题的优势。围绕基础研究创新环境建设、人才评价方面实施一系列改革举措。
近年来,我国对基础研究的投入持续加大,基础研究经费投入年均增长近15%,接近全社会研发投入增长速度的2倍,有力支撑了铁基超导、量子信息、干细胞、合成生物学等领域的重大成果产出,为实现高水平科技自立自强夯实基础。
瞄准重大需求凝练问题
在中科院遗传发育所的大豆功能基因组与分子设计育种实验室内,数千份大豆材料在日光灯的照射下茁壮成长。这是田志喜研究员正在进行的大豆新品种选育。
科研选题是科技工作者首先需要解决的问题。经济高质量发展急需高水平基础研究的供给和支撑,需求牵引、应用导向的基础研究战略意义凸显。瞄准大豆高产这一国家重大需求,田志喜带领团队寻找攻关方向。“我们每年需要的大豆只有不足20%产自国内,其余需要进口。近年来大豆进口量一直持续在9000万吨/年以上,提高大豆产能是我国农业领域最迫切的国家需求之一。”田志喜总结,我国大豆进口依赖原因有二:一是大豆单产低,是主粮产量的三分之一甚至四分之一,世界主要大豆生产国平均亩产已经达到220公斤,我国平均亩产仅为130公斤左右;二是我们面临人口多、耕地少的国情。
培育单产高的大豆新品种,研发适应盐碱地种植的大豆新品种是解决我国大豆进口依赖的关键所在。
按常规育种方法,育种人员更多依靠肉眼观察大豆表型进行选育,而且一年只能选育一季,耗时长。为摸清大豆5万个基因的控制机理,田志喜团队创新群体基因组学研究方法,构建了首个大豆图形结构泛基因组,阐明大豆种质资源演化遗传基础,阐释了重要农艺性状调控位点的耦合关系,取得系列重要成果,相关研究成果为解决我国大豆高产提供了重要的理论和技术支撑。
今年3月22日,田志喜团队协同其他团队,以大规模基因组、变异组、表型组、转录组、泛基因组数据为基础,开发了大豆多维组学深度整合数据库,为大豆育种人员提供了高质量的大豆组学数据检索和分析平台。田志喜希望通过5年时间,用分子设计育种培育出更高产、更耐盐碱的大豆新品种,提高我国大豆自给率。
从“四个面向”中凝练科学问题,搭建科学家连接社会实际需求的桥梁,正成为多方努力的方向。
很多变革性工程技术、“卡脖子”难题看起来是技术难题,但根源是在基础研究上。“需要搭建科技人才与企业的沟通桥梁,衔接科学产出与技术创新两个环节,让科学家在国民经济主战场中发现问题、解决问题。”中国科学院院士、中国科协副主席袁亚湘告诉记者。
以数学为例,科技部设立了13个国家应用数学中心,国家重点研发计划还启动了数学和应用研究重点专项,推动数学家从生产实践中凝练科学问题。
中国科学院院士徐宗本担任陕西国家应用数学中心主任,他告诉《瞭望》新闻周刊记者,中心面向国家重大需求,聚焦大数据与人工智能、非常规油气藏勘探、未来通信技术、传染病防控等领域中的关键数学理论与方法研究,已取得系列重大数学与数学技术成果。
例如中心与华为技术有限公司共建西交—华为数学技术联合实验室,提出了5G通信中的关键数学算法,解决了目前通信系统资源调配依赖人工、信道估计精度受限等瓶颈问题,为华为解决5G通信技术中的难题、探索6G新技术作出了重要贡献;近期联合实验室还在通信物理层矩阵计算基准算法研究上取得了突破,这对提升通信性能,降低基站能耗,突破芯片工艺封锁具有重要意义,新算法至少带来1~10倍的计算加速,这一成果已被应用部门采用。
加强科学问题凝练也出现在了《国家自然科学基金“十四五”发展规划》专门章节中。规划提出按照“四个面向”的要求,更加注重科学问题凝练。例如在项目立项过程中,坚持“自上而下”和“自下而上”相结合,广泛听取部门、行业、产业界、科技社团的意见和需求,充分发挥专家评审组、专家咨询委员会的作用,从经济社会发展需求、产业创新发展需要等方面,开展专业论证和科学研判,凝练提出关键科学问题。
在资金支持方面,自然科学基金委联合基金项目为国家自然科学基金支持问题和需求导向型基础研究开辟了新渠道。通过设立联合基金,发挥科学基金的平台导向作用,创新与行业部门、地方政府、大型企业等的联合资助模式,探索建立需求、人才、成果对接平台,进一步放大财政资金杠杆效应,促进行业与区域原始创新能力提升,营造基础研究多元投入新局面。
拓宽非共识科研项目空间
面向世界科技前沿的探索性课题原创性强、往往是非共识的,并且非共识的基础研究可能超越科学发展水平、研究思维定势或现有技术条件,创新失败的风险较大。创新科研资助方式,鼓励科学家依据自身兴趣探索前沿领域,是实现原创科研突破的重要路径之一。
2020年4月,科技部、财政部、教育部、中科院、工程院、自然科学基金委共同发布了《新形势下加强基础研究若干重点举措》,提出优化完善非共识项目的遴选机制和资助机制,建立非共识和颠覆性项目建议“网上直通车”,全时段征集重大需求方向建议。
越来越多具备“颠覆性、非共识、高风险”等特征的原创项目在创新遴选方式中脱颖而出。西湖大学生命科学学院讲席教授朱听的研究领域——构建与自然生物学系统手性相反的镜像生物学系统,就是一个非共识原创项目。
当被问及为什么会选择这一科学问题时,朱听说因为这是一个“有趣的猜想”。生物体内自然出现的生物分子具有特定的手性,即生物分子有右撇子和左撇子。生物分子的手性起源之谜是自19世纪人类发现其具有手性特征以来一直悬而未决的科学问题,其中一个有趣猜想是宇宙中是否存在,或是否可能在实验室中人工创造出一种镜像生物学系统。
基于对该问题的兴趣,朱听想到从构建镜像版本的中心法则出发,在实验室中人工合成镜像生物学系统。但这一非共识前沿探索,曾让朱听遇到了难题:很难得到竞争性项目经费支持。
类似的难题也是众多探索前沿领域的科学家面临的窘境。例如有另一科研人员在申报一项名为“学件的关键技术研究”的原创课题项目经费时,由于其原创性强、风险性高,多数评审专家对其可行性持怀疑态度,因而该项目未获资助。
针对原创研究非共识、易失败,难以获得项目资助的现实情况,自然科学基金委自2020年起设立了原创探索计划项目,旨在资助从0到1的原创性研究工作。研究内容由申请人自行提出,不限领域或方向,只需要两名国内外有较高影响力的同行专家推荐即可,相关学部审查通过后,可获得1~3年的资助,每年资助强度不超过100万元,以解决原创研究按常规渠道难以获得资金支持的问题。
朱听的课题获得了原创探索计划项目支持。在项目资助下,该团队利用化学、生物学等多学科手段构建与天然生物分子手性相反的镜像生物学系统。目前,他们已初步实现了镜像中心法则中的镜像核酸复制、转录、逆转录等过程,开发了镜像DNA信息存储、镜像核酸的定向进化等技术。
同样,“学件的关键技术研究”原创课题也通过了探索计划项目评审。评审专家将研究思想的原创性和预期成果的引领性作为首要评价标准,评审要点中弱化对可行性的要求。最终,该项目获得会议评审专家的全票通过。
据了解,未来自然科学基金委还将加快建立颠覆性、非共识基础研究选题发现机制。例如实施推荐申请机制,支持信誉良好的专家、机构或管理人员等直接推荐项目,让有想法有能力、勇于创新的科学家能够得到支持,提升推荐人、推荐机构的责任感和成就感。
探索在各地展开。2021年,上海出台《关于加快推动基础研究高质量发展的若干意见》,提出“基础研究特区”制度创新,让科学家敢试、敢闯。上海市政府每年向每个特区单位投入2000万元,持续5年;试点单位以不少于1∶1的经费比例共同投入。复旦大学科学技术研究院副院长徐晓创表示,在鼓励青年科研人员勇闯基础研究无人区上,基础研究特区提供了相对充足的资源和更安心的环境。
研发一款光帆飞行器,用高能激光推动100纳米厚、展开后约10平方米的光帆,将飞行器加速到光速的20%,飞往离太阳系最近的恒星系统——半人马座α星。复旦大学航空航天系教授徐凡被这个科幻小说中的场景深深吸引。基础研究特区计划在复旦启动后,徐凡得知这项计划鼓励青年科研人员勇闯无人区,失败风险高的项目也可能入选,就申报了“宇航光帆薄膜结构稳定性与智能调控”项目并成功立项。徐凡获得了上海市200万元以及复旦大学的配套科研经费投入。在长期、稳定的政府和高校支持下,徐凡已取得不少进展。近日,徐凡课题组的研究成果发表于《物理评论快报》,并被《自然》杂志“研究亮点”栏目报道。
科技部有关负责人表示,下一步,要改革完善项目形成机制,探索面向世界科技前沿的原创性科学问题的发现和提出机制,建立对非共识项目和颠覆性技术的支持和管理机制,进一步加大基础研究投入,优化投入结构,加大对冷门学科、基础学科和交叉学科的长期稳定支持,为科研人员静心思考、潜心研究、全心投入提供更好的服务,支持和鼓励广大科技工作者勇闯创新无人区。
建立问题凝练长效机制
“解决‘卡脖子’难题,需要高度重视凝练基础研究科学问题,除了依靠科学家的兴趣进行自由探索,还应针对国家重大需求建立凝练科学问题的机制。”徐宗本认为。
第一,充分发挥科学家特别是战略科学家凝练关键科学问题的积极性。“战略科学家在识别和凝练基础研究关键科学问题上扮演着重要角色。他们常常具有很高的学术造诣,能在多个学科之间建立桥梁,善于识别新的研究方向和潜在的科学突破。”中国科学院院士、中国科学技术大学副校长杨金龙认为。
徐宗本认为,首先可通过建立机制或管理规范,明确将凝练科学问题作为战略科学家的本职任务;其次,可设立凝练问题研究专项,支持战略科学家开展以凝练科学问题为目标的研究;再者,建立完善激励机制,对凝练出重大科学问题的科学家给予一定形式的认可和奖励。
第二,进行有组织的科学问题凝练。世界已进入大科学时代,基础研究组织化程度越来越高,制度保障和政策引导对基础研究产出的影响越来越大。从重大战略需求中凝练关键科学问题,还需要从国家层面加强组织,发挥建制化凝练问题的优势。
“对于战略产业和重大工程领域基础研究关键科学问题凝练,政府和研究主体应该发挥主导作用,探索建立关键科学问题凝练机制。”中国科学院创新发展研究中心主任穆荣平认为。
自然科学基金委数学物理科学部常务副主任董国轩介绍,自然科学基金委数学物理科学部正在探索建立前沿科学问题征集机制,通过发挥高水平专家的战略咨询作用和“双清论坛”等学术交流平台功能,引导科研人员围绕国家重大需求开展基础研究。例如与中国工程物理研究院等行业部门深入沟通,调研重大工程项目、经济主战场中的重大需求等,发掘其背后存在的关键基础科学问题;广泛联系与学部初步凝练的科学问题相关的一线专家学者,组织开展定期系统性研讨和不定期专题研讨。围绕初步凝练的科学问题,进一步梳理所涉及的领域和方向,理清需要突破的核心问题、可能采取的技术方法以及人才队伍情况等,不断明晰关键科学问题和有望取得突破的科学问题等,为后续自然科学基金委发布指南和资助提供决策参考。
科学问题往往涉及多个学科,跨学科交流、合作可以帮助科研人员从不同角度理解和解决问题,催生更多重大突破。“因此,科技主管部门要搭建多学科交叉研究平台,鼓励从交叉学科中凝练问题。”杨金龙说。
第三,塑造有利于找准关键问题进行攻坚克难的科研环境。越是有重大突破意义的创新,失败的可能性往往越高。因为害怕失败,科研人员的“胆子”也会变小,对判断一个问题是否为科学问题存在较大困难。特别是青年科研人员对如何提出高质量科学问题信心不足。
“需要创建一个开放和鼓励探索的研究环境,激发科研人员的好奇心,使他们更愿意去探索未知,提出并解决关键科学问题。还需进一步优化人才考核评价方式,提高青年科研人员对凝练原创科学问题的热情。”杨金龙说。
依托重大科技基础设施开展建制化研究
文|《瞭望》新闻周刊记者扈永顺
约20亿年前,一颗比太阳重20多倍的“超级太阳”——大质量恒星燃烧完其核聚变燃料,瞬间坍缩引发巨大的爆炸火球,发出了一个持续几百秒的巨大“宇宙烟花”——伽马射线暴。火球与星际物质碰撞产生的大量万亿电子伏特高能伽马光子穿过茫茫宇宙,径直飞向地球,于2022年10月9日晚抵达地球。经过几个月的分析,科学家们揭开了这场爆炸事件的面纱。6月9日,这项成果发表在了《科学》杂志,题为“极亮伽马射线暴窄喷流的万亿电子伏特余晖”。
这项突破性的成果依托国家重大科技基础设施——位于四川稻城海拔4410米的高海拔宇宙线观测站(以下称拉索,LHAASO)获得。
“天文学是一门依赖观测的基础研究,观测手段的进步会为人类天文学研究带来前所未有,甚至是颠覆性的发现。”拉索首席科学家、中国科学院高能物理研究所研究员曹臻告诉《瞭望》新闻周刊记者。
当前,世界已经进入大科学时代,重大科技基础设施能够提供人类从事前沿研究所必需的极限的、综合的研究手段,是支撑战略性、基础性、前瞻性基础科学研究的重要平台。我国重大科技基础设施作为“国之重器”“科技利器”,是科技基础能力的重要组成部分。
上世纪60年代至今,我国在建和运行的重大科技基础设施项目总共58项,中国科学院承担建设运行的设施达33项。为充分利用重大科技基础设施开展科研,强化跨所、跨设施、跨学科的协同攻关,2021年11月,中国科学院“基础研究十条”提出开展依托国家重大科技基础设施的建制化基础研究。
中国科学院院士、大亚湾中微子实验和江门中微子实验首席科学家王贻芳认为,重大科技基础设施为开展前沿性、基础性研究提供了重要平台。统筹规划现有装置的机时资源与软硬件优势,搭建前沿交叉研究平台,瞄准颠覆性技术、原创性科学成果,开展规模化的集团攻坚,有望形成一批基础研究成果,在综合国力竞争中抢占科研实力制高点。
重大科技基础设施就是要出大成果
宇宙线是高能粒子流(带电粒子、光子和中微子等)的总称,作为“天外来客”携带着宇宙起源、天体演化、星际空间环境、太阳活动及地球空间环境等重要科学信息。受探测器功能与性能水平的影响,自110年前发现宇宙线至今,科学界尚未形成一个“标准模型”能完整地描述其起源、加速及星际空间传播的机制。
宇宙线研究作为科学界竞相角逐的领域,在21世纪第一个10年,多国研究部门纷纷提出下一代伽马天文观测重大科技基础设施计划:欧洲提出建造100多台大气切伦科夫望远镜组成的阵列(CTA)计划;美国选择了一条通过升级改造实现适度提升灵敏度的高海拔水切伦科夫探测器(HAWC)计划;中国则提出建设拉索的计划。
拉索于2021年7月建成运行,正以前所未有的伽马射线探测灵敏度,将伽马天文的研究带入从未观测过的新波段,开启并引领人类进入超高能伽马射线天文学时代。
曹臻介绍,拉索获取来自宇宙信使的大量观测数据,研究这些数据需要一批高水平团队协作,共同依托设施开展观测与数据分析。“2022年10月9日,拉索接收到伽马射线暴后,我们迅速组织多个团队开展了数据分析与理论解释工作。其中数据分析结果由中国科学院高能物理所给出,理论解释由南京大学、中国科学技术大学等提供,研究成果集体署名,充分体现了建制化科研的优势。”
目前,已有32个国内外天体物理研究机构成为拉索的国际合作组成员,成员约280人,协作研究宇宙射线的起源,同时开展宇宙学、天文学、粒子物理学等众多领域的基础研究。
中国科学院前沿科学与教育局副局长卢方军介绍,除了天文学,中国科学院承担建设运行的国家重大科技基础设施还分布在粒子物理、核物理、聚变物理、海洋等领域,还有先进光源、散裂中子源、科考船等多学科平台型设施,形成了涵盖前瞻引领型、战略导向型、应用支撑型的设施布局。
这些重大科技基础设施在各自领域已经发挥了关键作用,部分装置综合水平迈入全球“第一方阵”,产出了一大批有国际影响力的重大科学成果。例如,“中国天眼”在快速射电暴的研究中取得了一系列国际领先的重大成果,也是目前国际上发现脉冲星效率最高的望远镜;东方超环(EAST)磁约束核聚变实验装置在2023年4月创造了稳态高约束模式等离子体运行403秒世界纪录,是可控核聚变史上的一个里程碑;稳态强磁场实验装置也刷新了同类型磁体磁场强度的世界纪录。这些成果标志着中国已经在相关领域研究中进入国际最前沿。
此外,依托重大科技基础设施突破了一批关键核心技术,解决了一批国家重大需求。例如,中国散裂中子源在高铁轮毂等工程材料缺陷检测中发挥了重要作用;武汉国家生物安全实验室在世界上首次检测出新冠病毒全基因组序列,首次分离出病毒毒株,为抗击新冠疫情作出了不可替代的贡献;依托长短波授时系统研制出目前国际唯一的光抽运小铯钟;依托兰州重离子装置研制出重离子治癌装置等。
“重大科技基础设施还有力支撑了国家创新高地建设的战略布局。北京怀柔、上海张江、安徽合肥、大湾区等4个综合性国家科学中心主要依托中国科学院建设运行的重大科技基础设施集群建设。”中国科学院条件保障与财务局副局长杨为进介绍。
强化跨所、跨设施、跨学科的建制化攻关
为更好发挥重大科技基础设施效能,2021年底,中国科学院在物质科学、生命科学、天文三个领域试点,启动了第一批依托重大科技基础设施的建制化科研平台项目,计划以5年为周期,给予稳定经费支持。这些项目注重发挥中国科学院建制化优势,将某一领域的领衔科学家团队和重大科技基础设施依托单位科研人员组织起来,利用重大科技基础设施开展科研,强化跨所、跨设施、跨学科的建制化攻关。
——以国家重大需求为导向设立建制化科研平台,更主动地联合攻关解决国家重大需求“卡脖子”问题。例如,中国科学院物理研究所瞄准下一代量子材料与技术,依托重大科技基础设施开展“新奇量子物态与综合极端调控”建制化科研项目。专项利用综合极端条件实验装置、上海光源、中国散裂中子源等重大科技基础设施具备的相关条件,聚焦先进量子材料与技术前沿研究中的重大科学问题,组建建制化研究团队,开展建制化科研攻关,目前已初步形成了在目标导向下利用全链条(材料的理论设计、计算和性能预测—材料制备—结构和物性表征—综合极端条件下的物态调控—器件制备和性能测试)、多手段(时间、动量空间/实空间、温度、压力、磁场等),打破学科界限,促进交叉融合,以材料(物质)体系为载体,以物性的重大发现为突破口,以原型器件为应用目标的建制化科研协同攻关新模式。
——发挥强强联合优势,综合利用多种手段研究同一个科学问题。例如,联合使用中国散裂中子源和高能同步辐射装置,发挥中子源穿透能力强、对轻原子敏感的特点和同步辐射光实验分辨率高、对重原子敏感的特点,对被测物品的性能给出多方位的判断。
——创新组织管理体系,建立项目首席科学家、顾问委员会和建制化科研平台执委会制度。聘请国内相关领域多名院士和教授组成顾问委员会,为执委会制定战略发展方向和研究目标等提供咨询和建议。例如中国科学院上海高等研究院启动了面向二氧化碳的光子科学建制化科研平台项目,该项目瞄准二氧化碳捕集利用关键核心问题,主要依托上海光源,组建一支涵盖光子科学、能源科学、材料科学等多学科交叉的建制化研究团队进行科研。邀请二氧化碳捕集与转化利用和光子科学领域的国内顶级专家以及能源领域龙头企业、二氧化碳排放源主要企业的首席科学家作为科技咨询组专家成员,提供顾问指导。上海光源积极推进制度措施优化,保障建制化项目研究机时。在具体运行中,科研团队由中国科学院上海高研院进行双聘管理,实行科研平台主任和首席科学家双负责人制,按照研究方向设置的课题组实行科研负责人和重大科技基础设施负责人双负责人制,一方面在研究领域上形成互补,一方面在团队管理上形成合力。
目前,通过两年的探索实践,第一批试点项目取得了一批成果。
“新奇量子物态与综合极端调控”建制化科研项目已取得了“系统研究了笼目结构超导体AV3Sb5的多种物性,揭示了超导、电荷密度波及反常霍尔效应等性质的起源和竞争关系”“发现单带Mott绝缘体”“在铁基超导材料锂铁砷(LiFeAs)中观测到大面积、高度有序、可调控的马约拉纳准粒子格点阵列”“构建国际先进的量子计算云平台”等为代表的阶段性研究进展与成果。
二氧化碳的光子科学建制化科研平台项目,发展了模拟工况条件的同步辐射原位X射线吸收谱实验方法,在原子尺度上解析了临氧条件下二氧化碳捕集—转化过程中金属位点氧化—还原的动态机制及其构效关系,设计了具备“牺牲位点”的吸附—催化双功能材料,完成了准千方级小试,达到较高的碳捕集率和转化率。目前联合产业方初步完成验证方案,为传统高碳行业向低碳变革提供了有效途径。
进一步挖掘重大科技基础设施潜力
重大科技基础设施已成为国家科技创新体系的重要单元,是基础科学研究和高新技术发展的重要载体。为应对国际科技竞争的重大挑战,迫切需要进一步挖掘依托重大科技基础设施进行建制化基础研究的潜力。
当前,空间集群化、功能集成化、设施建制化已经成为各国重大科技基础设施的主要运行管理模式。平台型重大设施与材料/生物研究重大设施、数据计算重大设施具有天然的“互补性”,重大科技基础设施“组队”和材料研究中心、数据计算中心等协同布局已成为发展趋势。
强流重离子加速器装置总工程师、中国科学院近代物理研究所研究员杨建成认为,为了更好支撑基础前沿研究,我国要做好重大科技基础设施建设的整体规划,优化重大科技基础设施的学科和地域布局。
中国散裂中子源探测器与电子学团队负责人孙志嘉建议,加快推进“粤港澳大湾区光源”的落地建设,将散裂中子源与同步辐射光源组合,发挥重大科技基础设施的集群效应,打造多学科前沿交叉应用平台,支撑高新技术企业技术迭代,推动粤港澳大湾区高端制造业发展。
王贻芳认为,可以借鉴国际上其他重大科技基础设施的组织模式,通过顶层设计,依托同步辐射装置、散裂中子源等装置,组建“四个面向”研究中心。例如建设面向世界科技前沿的成像研究中心、生物研究中心等;建设面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康的纳米医学研究中心、材料研究中心等;支撑科学研究的科学数据与计算中心等。
“中心要改变原有零碎的服务模式,通过组织国内优势研究力量,在纳米、材料、生物、环境等重要方向上形成相对固定的大团队,以建制化、集团化的方式长期攻关,开展重大研究。”王贻芳表示。
“建制化基础科学研究就是有组织的基础科学研究,而有组织就是要定好目标、分好工。”孙志嘉说,在建制化基础科学研究中,需要聚焦主责主业,发挥各自长处,形成合力。“这就好比一个木桶由十块木板组成,每人手里有一块木板,建制化基础科学研究就是要把大家手里的木板拼到一起。每个人把自己这一块木板做得尽可能长,而且拼成木桶时木板之间不漏水。”
卢方军介绍,中国科学院将进一步促进研究人员和设施运行人员的深入合作,聚焦重大问题长期稳定开展联合攻关,打造建制化科研新范式,加快实现从“在干什么”“能干什么”向“该干什么”的转变。
催化“青椒”挑大梁、当主角
文|《瞭望》新闻周刊记者扈永顺 张文静
十年前,当青年科学家江俊萌生要搭建一个集纳化学论文的数据库时,并没想到十年后,他的这一研究方向有望借助“人工智能+大数据”推动化学领域科研范式变革。他带领团队开发出了全球首个集文献阅读、设计实验、自主优化、覆盖化学品开发全流程的机器化学家“小来”,基于理实交融的智能模型,能从百万的可能化学组合中找到全局最优解。江俊也从一名“青椒”成长为中国科学院精准智能化学重点实验室的中青年学术带头人。
“青椒”——是高校院所青年教师、科研人员形容自己的名字。一方面,他们是充满活力且最具创造力的群体;另一方面,“青椒”培养周期长、投入高,短期内难见成效。
近年来,党中央多次强调要支持青年科技人才挑大梁、当主角,为青年科学家提供更多机会、更大舞台。中国科学院、中国科协、自然科学基金委、科技部等加大了对职业早期青年科技人才的接续培养。中国科协推出了青年人才托举工程(下称“青托工程”),自然科学基金委设立了青年科学基金等项目,科技部推出了“中青年科技创新领军人才”等项目。中国科学院“基础研究十条”提出加快建设面向2030、以青年科学家为主体的高水平基础研究人才队伍;2022年,科技部、财政部、教育部、中科院、自然科学基金委5部门联合印发了《关于开展减轻青年科研人员负担专项行动的通知》,通过挑大梁、增机会、减考核、保时间、强身心五项行动内容助力青年科研人员挑大梁、当主角。
“根据科技部‘十四五’首批启动重点专项2021年指南,约230个青年科学家团队参与国家重点研发计划。2022年自然科学基金委共资助青年基金项目22262项,较上年增加1190项,增幅5.65%。一大批青年科研工作者积极有为,为服务国家重大需求、探索科学前沿作出突出贡献。”中国科协创新战略研究院创新人才所副所长石磊告诉《瞭望》新闻周刊记者。
孵化重在长期稳定
近日,记者在中科大机器化学家实验室见到了机器化学家“小来”创制芬顿催化剂的一幕。
芬顿催化剂具有去除难降解有机污染物的高能力,常用于处理工业废水。江俊团队开发了一款化学领域的聊天机器人程序Chem-GPT。当科研人员在Chem-GPT中输入问题“什么类型的非贵金属元素常用于芬顿催化剂?”Chem-GPT会根据团队自主开发的文献机器阅读系统给出答案。这一文献机器阅读系统通过迅速阅读数千篇芬顿催化剂相关文献,基于统计数据分析来帮助选择最佳的元素组合。接下来,机器化学家“小来”通过自主使用实验室内液体进样站、磁力搅拌站、离心工作站等,完成化学实验全流程。
“我们从事的是以前没有先例可以参考仿照的探索性研究,不知道什么时候能出成果,甚至不知道这个方向是不是一定能出成果。没有稳定支持青年科技人才的政策,可能就会迫于职业压力、毕业压力、课题经费压力,选择做一些短平快的科研。”江俊说。
江俊所在的中科大一直给予他稳定支持。2012~2022年这10年,江俊除了每年年底例行交一个工作总结表,没有其他考核压力;合肥微尺度物质科学国家研究中心给予江俊人才助推计划资助,该计划鼓励年轻人自由探索,一次性给予100万元经费,项目没有期限限制。
“2020年我还获得了自然科学基金委两个项目的稳定支持:一个是杰出青年基金项目,主攻化学智能模型。一个是重点项目,主攻谱学智能。这两个分别是机器化学家的化学大脑和观测眼睛。”江俊说。同一年内获得两项支持的情况很罕见。为了加速推动研究,自然科学基金委开了先例。
当前,自然科学基金已成为众多自然科学领域从事基础研究科研人员获取资助的最稳定来源。自然科学基金委构建起了青年、优青、杰青、群体、中心等人才项目资助链条,实现对基础研究人员整个科研生涯的全覆盖。2018~2022年,科学基金共资助2138个依托单位各类项目23.67万项,涉及在职科研人员55.27万人次、博士后4.17万人次,研究生70.69万人次,充分发挥了杰出人才“孵化器”的作用。
此外,江俊还获得了“稳定支持基础研究领域青年团队计划”的支持。自2021年开始,中科院、财政部联合开展上述计划试点工作,瞄准国家最紧迫的科技需求,以解决国家经济社会发展、国家安全和科学前沿的重大问题为主要目标,不断凝练形成科学问题清单。2021~2022两个年度共发布103个重大科学问题榜单,组织中科院精干青年团队揭榜挂帅,部分问题采取了赛马制。“我们团队揭榜了探索数据与智能驱动的前沿科学研究范式项目,只写了两页纸的申请书,是我们有史以来最简洁的一个申请。”江俊说。
经过严格遴选,两个年度内共有包括江俊团队在内的80个青年团队入选该计划,负责人平均年龄41岁,全体团队成员平均年龄37岁。获资助团队已产出了多项代表性原创成果,有的已发表在国际顶级期刊上。当前第三批重大科学问题“榜单”正在征集中。
大胆使用青年科技人才
近年来,国家出台了《关于进一步加强青年科技人才培养和使用的若干措施》等诸多政策支持“青椒”挑大梁、当主角,鼓励用人单位大胆使用青年人才。一些科研院所积极推动科研项目负责人及科研骨干队伍年轻化,推动重要科研岗位更多由青年科技人才担任,越来越多“青椒”加速长成。
十多年前,“青椒”周峰获得了中国科学院兰州化学物理研究所(下称兰州化物所)的大胆使用、鼎力支持。2008年周峰留学回国后进入兰州化物所工作,研究所和导师从实验条件、人员配置和经费方面给予了他很大帮助。周峰成功研发多种具有防腐减阻、减阻防污功能的仿生涂层材料,研制了系列润滑添加剂和生物润滑材料。因科研工作出色,2011年时,35岁的周峰就获得了国家杰出青年科学基金支持,并开始担任固体润滑国家重点实验室副主任。
“比较宽松、高度信任和全力支持的学术环境,对年轻人来说是极具诱惑力的。我们需要给年轻人创平台,压担子,信任年轻人,把重要的工作交给年轻人,让他们去经受锻炼,培养他们勇挑重担的勇气、信心和魄力。”如今,周峰已身兼兰州化物所所长和固体润滑国家重点实验室主任职务,他也积极推动所内“青椒”在重大科技任务攻关中挑大梁、当主角,鼓励青年科技人才跨学科、跨领域组建团队承担颠覆性技术创新任务。例如组建了“高端装备润滑材料任务攻关组”等6个任务攻关组群,提升合力攻关能力,争取并承担了国家重点研发计划项目“苛刻环境用润滑密封材料与技术”“聚合物自润滑复合结构跨尺度增材制造”、中国科学院战略性先导科技专项(B类)等重大科技任务,有效提升了“青椒”的科研能力。
记者采访了解到,兰州化物所正在部署的中科院战略性先导科技专项(B类)中45岁以下项目负责人占比达75%,40岁以下课题负责人占比达78%,超过中科院战略性先导专项新立项项目明确项目负责人中45岁以下青年科研人员比例不低于50%的规定。
从全国来看,以国家重点研发计划为例,这一计划整合了973计划、863计划、国家科技支撑计划、国际科技合作与交流专项等,目前,参研人员中45岁以下的占比超过80%。
资助端口前移
“博士阶段以及独立科研生涯起步后十年左右,是最有机会出成果的阶段,也是最需要得到支持的阶段。”中国科学院院士、中国科协副主席袁亚湘认为,要抓住这个关键阶段,尽早发现潜在的优秀人才,对他们进行稳定的资助和培养,帮助“青椒”集中精力、全身心投入科研工作。
1984年出生的黄佳琦,现在已经是北京理工大学“人才特区”前沿交叉科学研究院长聘教授。但在职业初期,黄佳琦也像广大初出茅庐的“青椒”一样有过艰难时刻。读博士时,黄佳琦研究碳纳米材料,博士阶段的最后一年,他萌生将研究成果向应用推进一步的念头,转行做起了锂硫电池能源化学基础研究。但挑战接踵而至,由于是全新的电池体系,从设计实验方法、测试方案再到分析数据,一切需从零起步。
“2014年我们团队提出了选择性隔膜的理念,试图通过原理性的创新大幅提升锂硫电池的库伦效率,这一想法当时未能在项目资助和研究成果发表方面获得认可。”黄佳琦说,艰难时刻他经中国化工学会推荐,入选中国科协首届青托工程。青托工程不设定具体选题、不做硬性考核、支持独立发展的特点,给了黄佳琦自由探索空间。
青托工程是中国科协打造国家创新人才后备队的人才服务项目。2015年开始,中国科协每年评选确定一批全国学会作为项目实施单位,并依托项目实施单位公开选拔一批32岁以下(女性或医学领域可适当放宽1~2岁)的青年科技工作者,给予连续3年稳定经费资助、制定个性化培养方案、配备专业托举导师、提供国内外高层次交流平台等方式对被托举人进行有效培养。
在青托工程资金、个性化培养方案以及托举导师支持下,黄佳琦完善研究,将成果发表在业界顶级刊物上,被引用超600次,成为该领域内的重要文献。青托工程也加速了他入职北京理工大学以后的科研突破,自由经费助力他完成了早期的实验室建设,托举导师和高层次交流平台帮助他拓展视野锚定研究方向。
青托工程探索出的“小同行遴选、大平台托举、精准化培养、多样化发展”青年科技人才培养新模式,得到了广大“青椒”的青睐。自2015年实施以来,形成由1600余名院士和知名专家组成的导师队伍,累计托举培养2800余名优秀青年人才。从前七届青托人才的后续成长来看,先后入选国家自然科学基金委杰出青年基金、长江学者等国家级人才计划人数超过500人,主持或参与国家级科研项目4700余项,荣获全国创新争先奖、中国青年科技奖、科学探索奖、青橙奖等各类科技奖项2600余项。黄佳琦也荣获了2022年第十七届中国青年科技奖特别奖,连续多年入选科睿唯安全球高被引科学家。越来越多像黄佳琦一样的“青椒”正脱颖而出。
对职业早期青年科技人才的接续培养是国家战略人才力量建设的重要方面。自然科学基金委已将青年人才资助工作端口前移提上议事日程。
自然科学基金委主任窦贤康表示,科学基金未来将把青年人才培养摆在更加突出的位置,前移人才资助端口,采取更直接、更有力的资助模式,破除论资排辈、求全责备的观念,采取及早选苗、重点扶持、跟踪培养等举措,尽早选拔优秀青年人才,增强科学素养,激励创新研究,为构建高质量基础研究人才队伍提供源头活水。