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“一些人繞過問題,我想去解決問題”(欣欣向榮的中國)

2022-02-16 10:14:40  來源:人民日報  
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重大原始創(chuàng)新成果往往萌發(fā)于深厚的基礎(chǔ)研究,產(chǎn)生于學(xué)科交叉領(lǐng)域,大學(xué)在這兩方面具有天然優(yōu)勢。要保持對基礎(chǔ)研究的持續(xù)投入,鼓勵自由探索,敢于質(zhì)疑現(xiàn)有理論,勇于開拓新的方向。

——習(xí)近平

戴瓊海院士近來瘦了不少。

記者在清華大學(xué)成像與智能技術(shù)實驗室見到他時,是早上9點多,他已經(jīng)在實驗室工作了兩個多小時。

博士生們不知道這位中國工程院院士、清華大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院院長每天幾點睡覺。“晚上10點、12點,凌晨2點、4點都收到過戴老師的微信,有了奇思妙想馬上問我們:‘有空嗎?’”

實驗室里的年輕人也都很拼,“每周工作80個小時”“春節(jié)不回家”“不舍得放假”的比比皆是。

2021年4月19日,習(xí)近平書記考察清華大學(xué)時,曾來到這里。“要保持對基礎(chǔ)研究的持續(xù)投入,鼓勵自由探索,敢于質(zhì)疑現(xiàn)有理論,勇于開拓新的方向。”總書記的囑托,是實驗室全體科研人員最大的奮進(jìn)動力。

“我是自愿加班的”

寒假期間,位于清華大學(xué)主樓的成像與智能技術(shù)實驗室走廊里,不時飄散著咖啡香。

咖啡室里貼了三張字條,兩張貼在冰箱上,寫著“零食有,無寒假”“寒假來了嗎?CNS永不眠”。這個“CNS”,指的是世界著名科學(xué)雜志《細(xì)胞》《自然》和《科學(xué)》。

另一張字條貼在幾十條經(jīng)典的物理公式底下,上寫四字:“歡迎指正”。

墻上貼的并非玩笑話。戴瓊海告訴記者,“歡迎指正”這個字條是他專門讓人貼上去的,提醒實驗室所有人,要有顛覆經(jīng)典物理公式的心理準(zhǔn)備。

基礎(chǔ)研究和原始創(chuàng)新,始終是這個團(tuán)隊前行的基石。

戴瓊海想得很清楚,過去100余年,有20多項獲諾貝爾獎的研究與腦科學(xué)有關(guān),而在醫(yī)學(xué)影像界,光核磁共振技術(shù)就催生了多位諾貝爾獎得主。在這些領(lǐng)域,有太多“顛覆性研究”值得投入。

“所謂‘顛覆性研究’有三個標(biāo)準(zhǔn):是否改變了科學(xué)研究的路徑,是否改變了產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向,是否可以寫進(jìn)教科書。”戴瓊海掰著指頭說。他要求實驗室的青年教師和學(xué)生們,必須去想“圖諾問題”——圖靈獎和諾貝爾獎級別的問題。

博士生李欣陽直言,這些問題是全世界科研人員共同面臨的挑戰(zhàn),“一些人繞過問題,我想去解決問題。”

清華大學(xué)主樓的724、725房間是實驗室“根據(jù)地”。兩個房間號衍生出兩個勵志的解讀:“724”,就是抓緊每周7天、每天24小時連軸轉(zhuǎn);“725”則要在此基礎(chǔ)上,把24小時當(dāng)成25小時來過。

“我是自愿加班的。”出生于1994年的博士生喬暢神色平和。在實驗室,喬暢已經(jīng)待了六七年。這里從無強(qiáng)制性時間規(guī)定,但這些年來,喬暢平均每周待在實驗室超過80小時——早上9點到、晚上10點半左右走,幾乎雷打不動。

會議室墻上,掛著習(xí)近平書記說過的一句話:“新時代屬于每一個人,每一個人都是新時代的見證者、開創(chuàng)者、建設(shè)者。”

“致廣大而盡精微”

穿過風(fēng)淋室吹掉灰塵,才能進(jìn)入一間潔凈的實驗室。里面擺放著大大小小的黑色儀器,有的一人多高,滿是鏡頭和密密麻麻的線路、降溫散熱的管線;有的只有半米高,鏡片折射出彩色的光芒。一間玻璃房與實驗室相連,計算機(jī)計算存儲設(shè)備集群嗡嗡輕響……

不經(jīng)人指點,記者很難想到,眼前這臺其貌不揚的設(shè)備居然是實驗室自主研制、世界領(lǐng)先的顯微儀器“RUSH”——高分辨光場智能成像顯微儀器。

“致廣大而盡精微”,戴瓊海覺得,習(xí)近平書記在二○二二年新年賀詞中引用的這句古語,也可以用來形容實驗室的研究。

拿“RUSH”來說,其他國家研制的儀器每秒拍到千萬像素,“RUSH”可達(dá)百億像素,是國際上首個能實現(xiàn)小鼠全腦皮層范圍神經(jīng)活動高分辨率成像的儀器。

年輕的副研究員范靜濤介紹,通過“RUSH”,研究者可以在1平方厘米的范圍內(nèi)觀察活體小鼠的大腦,研究大腦功能信號和腦血管舒張是否存在關(guān)系;可以觀察小鼠腦部免疫細(xì)胞遷移過程,幫助醫(yī)生研究人體的免疫病理反應(yīng);可以分析癲癇病人病變區(qū)域產(chǎn)生的癲癇波,揭示病理發(fā)生機(jī)制。

“掌握了工具就等于掌握了武器,工具的突破可能帶來一系列連鎖反應(yīng)。”戴瓊海說。目前,在“RUSH”助力下,生命科學(xué)領(lǐng)域的探索者正陸續(xù)取得諸多重要科研成果。

2021年5月25日,在習(xí)近平書記考察清華大學(xué)一個多月后,《細(xì)胞》雜志發(fā)表了清華大學(xué)成像與智能技術(shù)實驗室的最新研究成果,介紹了另一款自主研制的新儀器“DAOSLIMIT”——掃描光場顯微鏡。

這套超級顯微鏡實現(xiàn)了活體三維、長時間、高分辨率的顯微觀測,為未來更多生物的發(fā)現(xiàn)提供了可能。腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移過程,也在鏡頭下無處可藏,這為腫瘤早期診斷和治療開辟了新路徑,更為揭示神經(jīng)、腫瘤、免疫新現(xiàn)象和新機(jī)理等生命科學(xué)重大問題突破提供了變革性工具。

《自然·方法》雜志這樣評價“DAOSLIMIT”:“打破了活體成像的一系列壁壘。”

“先做‘青蛙’,再做‘飛鳥’”

在這個以研發(fā)儀器為主業(yè)的實驗室,研究者大都持有生物實驗資格證,為小鼠動手術(shù)是大伙的“基本功”,還有人用魚缸認(rèn)真培養(yǎng)水母。

在實驗室考察時,習(xí)近平書記強(qiáng)調(diào),重大原始創(chuàng)新成果往往萌發(fā)于深厚的基礎(chǔ)研究,產(chǎn)生于學(xué)科交叉領(lǐng)域,大學(xué)在這兩方面具有天然優(yōu)勢。

實驗室的科研人員越來越體會到交叉學(xué)科的優(yōu)勢。

此前,“RUSH”研發(fā)出來后,斯坦福大學(xué)的研究者4次登門討論合作事宜,讓他們驚訝的是,這個項目在清華竟然調(diào)動了自動化系、電子工程系、精密儀器系、醫(yī)學(xué)院、藥學(xué)院、生命科學(xué)學(xué)院的力量共同參與。實驗室的合作范圍遠(yuǎn)不止清華校內(nèi),喬暢說,自己做過的多項研究,都是與中國科學(xué)院、浙江大學(xué)等不同高校和機(jī)構(gòu)的研究者攜手完成的。

學(xué)科交叉并不是讓科研人員成為“萬金油”。戴瓊海喜歡用數(shù)學(xué)家弗里曼·戴森的“飛鳥與青蛙”的比喻教導(dǎo)博士生,“先做‘青蛙’,再做‘飛鳥’”——在前三年安心扎透一個問題,像青蛙一樣專注;后幾年專心培養(yǎng)找到前沿問題的能力,像飛鳥一樣視野開闊。戴瓊海希望,這樣培養(yǎng)出來的科研人員“胸懷寬、境界高、眼光遠(yuǎn)”“以國際前沿和國家重大需求為重”。

在這個實驗室里,科研人員不僅在為中國科技創(chuàng)新而拼搏,也在為全人類科學(xué)事業(yè)探路。很多年輕一代的成果,獲得了國際學(xué)術(shù)界的關(guān)注和肯定。

2021年8月,以李欣陽為第一作者的論文,在國際上首次提出成功實現(xiàn)鈣成像去噪的方法,歐洲分子生物學(xué)實驗室顯微技術(shù)專家阿爾瓦羅·克雷文納評價其“有望改變游戲規(guī)則”。

同樣是2021年,博士四年級的周天貺作為第一作者的論文,提出并構(gòu)建了光電智能衍射計算處理器,這一成果得到瑞士洛桑聯(lián)邦理工工學(xué)院院長德米特里·賽提斯教授充分肯定,認(rèn)為“證明了光子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠和類似電子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)競爭”。

兩篇論文均發(fā)表在《自然》雜志的子刊上,兩位第一作者都只有二十六七歲。

“我們有一大批頂尖科學(xué)家在頂尖刊物上連續(xù)發(fā)表研究成果,整個科學(xué)家群體都在快速沖刺。”戴瓊海說,“我們培養(yǎng)的這批‘90后’、‘00后’,一定會扛起歷史重任。”

每次在顯微鏡頭前操作,吳嘉敏都有新奇感:“我看到的現(xiàn)象,是整個人類社會第一次看到,再累也覺得很愉悅。”這位“90后”教師去年剛?cè)肼毲迦A,他看到的,是腫瘤轉(zhuǎn)移的過程,是淋巴細(xì)胞發(fā)揮作用的過程,是大腦神經(jīng)元運動的過程……

“我們正在打開一扇門,迫不及待想進(jìn)去看看。”說這話時,吳嘉敏的雙眸閃著光。