攻克關鍵難題 勇攀科技高峰(講述·弘揚科學家精神(特別策劃))
數據來源:科技部、國家統計局
習(xi) 近平總書(shu) 記在科學家座談會(hui) 上強調:“希望廣大科學家和科技工作者肩負起曆史責任,堅持麵向世界科技前沿、麵向經濟主戰場、麵向國家重大需求、麵向人民生命健康,不斷向科學技術廣度和深度進軍(jun) 。”
黨(dang) 的十八大以來,深懷愛國之心、砥礪報國之誌的科學家和科技工作者投入科技攻關(guan) 中,取得一係列可圈可點的重大科技成果。在努力實現高水平科技自立自強的征程中,他們(men) 發揮著至關(guan) 重要的作用。2023年,57位優(you) 秀專(zhuan) 家人才受黨(dang) 中央、國務院邀請參加休假活動,他們(men) 帶著豐(feng) 富的經曆、深刻的思考,碰撞思想火花、激揚奮鬥熱情。他們(men) 身上體(ti) 現著愛國、創新、求實、奉獻、協同、育人的科學家精神。記者采訪其中4位,傾(qing) 聽他們(men) 堅持“四個(ge) 麵向”持續不懈地向科學技術廣度和深度進軍(jun) 的奮鬥故事……
——編 者
選 擇——
“做有組織的科研、有用的科研”
一把直尺,最小刻度通常是1毫米。如果將這一小段的長度拆分成100萬(wan) 份,其中的1份,就是1納米。在這種肉眼無法觀察、直覺難以想象的量級上,需要什麽(me) 樣的“尺子”才能實現精密測量呢?通過量子精密測量技術,獲取經典方法難以捕捉的信息,正是肖連團及其團隊的研究重點之一。
肖連團是太原理工大學副校長、山西大學激光光譜研究所所長。2014年,“光與(yu) 物質相互作用的量子效應團隊”獲批教育部創新團隊,肖連團作為(wei) 團隊學術帶頭人,聚集了一批光學、原子分子物理、凝聚態物理等多專(zhuan) 業(ye) 背景的科研人才。團隊成立伊始就明確目標,在支持自由探索的同時,努力以科研成果服務國家和社會(hui) 的現實需求。用肖連團的話來說,就是“做有組織的科研、有用的科研”。
量子精密測量,雖然高深,但離我們(men) 的生產(chan) 生活並不遙遠。比如,肖連團團隊發明的新型量子相幹光譜檢測技術,為(wei) 單分子光學、微波電場高靈敏檢測、單管製成像等應用提供了強有力的技術基礎。以細胞內(nei) 氧濃度傳(chuan) 感為(wei) 例,通過單分子量子相幹技術可以對細胞內(nei) 亞(ya) 微米尺度的氧濃度進行高分辨高靈敏測量,為(wei) 未來腫瘤診斷與(yu) 治療應用提供一種有效技術手段。
越是前沿領域,可借鑒的經驗越少。一支科研團隊,如何持續保持創新能力、不斷攻克難關(guan) ?肖連團認為(wei) :“需要有敢為(wei) 人先、自主創新的精神,還要善於(yu) 凝聚團隊的力量,集智攻關(guan) 。”
2020年,團隊在國際上首次實現裏德堡原子微波超外差接收機樣機,微波電場場強測量靈敏度優(you) 於(yu) 之前國際最好水平的1000倍,極大提升了微波探測靈敏度。“這個(ge) 成果來之不易。”2013年加入團隊,現任山西大學激光光譜研究所教授的秦成兵說,“我們(men) 僅(jin) 開展理論論證就用了兩(liang) 年多時間,在開展高靈敏微波電場精密測量時,還要克服實驗環境和實驗工具的種種限製。”
首先是幹擾問題。如今通信技術發達,微波信號隨處可見,尋找到能避免幹擾的實驗場所,對確認精密測量精度十分重要。於(yu) 是,團隊建設了微波暗室,確保將非實驗產(chan) 生的信號擋在室外。實驗工具方麵,正如水銀之於(yu) 溫度計,窄線寬超穩激光器是開展微波電場精密測量的重要設備,然而,由於(yu) 團隊對靈敏度提升的目標要求非常高,國內(nei) 外商業(ye) 化激光器的穩定性難以滿足測量需求。幾經討論,團隊決(jue) 定自己動手,把這個(ge) 急需的工具做出來!“做光機械的、做真空器件的、做電子線路的……大家密切溝通,相互支持,曆時一年半,終於(yu) 做出了符合需要的設備,而且性能比預想中還要好。”肖連團說。
與(yu) 此同時,許多成員從(cong) 學術新人成長為(wei) 科研骨幹,具備了帶團隊開展研究的能力,秦成兵就是其中的一員。他說:“肖老師和許多學界前輩都很擅長將一個(ge) 大的困難拆解開來,細化為(wei) 若幹具體(ti) 問題,根據大家的專(zhuan) 業(ye) 專(zhuan) 長進行分工解決(jue) ,進行有組織科研。這對我自己開展科研工作有很大啟發。”
創新沒有止境,學習(xi) 也沒有止境。團隊建立了學術報告製度,每周六,青年教師和博士生集中交流,介紹自己最近的學術進展。肖連團除了開展科學研究,還承擔著許多行政事務,但再忙也堅持每天閱讀科學文獻。“持續學習(xi) 是最基本的態度,這個(ge) 必須雷打不動。特別是作為(wei) 一支團隊的學術帶頭人,對學科前沿動態和國家的重大需求,都需要有清晰的認識,這樣才能使我們(men) 的工作成為(wei) 有用的科研,讓我們(men) 的研究成果發揮更大作用。”肖連團說。
熱 愛——
“最快樂(le) 的事情,就是我們(men) 培育的品種被農(nong) 民喜歡”
“平均籽粒產(chan) 量每畝(mu) 519千克,最高畝(mu) 產(chan) 622千克,平均畝(mu) 產(chan) 比2022年滄源佤族自治縣玉米平均單產(chan) 增加101.2%。”
“平均產(chan) 量每畝(mu) 605.4千克,最高畝(mu) 產(chan) 達630.0千克。示範品種抗病性強、商品品質優(you) 、綜合表現好,建議加快示範推廣力度。”
…………
聽到自己培育的品種得到測產(chan) 專(zhuan) 家組肯定,雲(yun) 南省農(nong) 業(ye) 科學院首席專(zhuan) 家番興(xing) 明和科研團隊成員頗為(wei) 振奮。每年一到玉米成熟的時節,番興(xing) 明就帶領團隊成員四處奔波,進試驗田、看測試點,了解選育品種的農(nong) 藝性狀和產(chan) 量。在雲(yun) 南滄源佤族自治縣的兩(liang) 個(ge) 高海拔村,團隊與(yu) 農(nong) 戶合作,示範種植了“雲(yun) 瑞668”“紅單6號”等4個(ge) 玉米品種。“開展示範種植的這個(ge) 生長期,氣候不大理想。”番興(xing) 明說,當地先是幹旱少水,後又陰雨連綿,病蟲害較往年偏重,這給玉米生長造成了不小壓力。
可經過測產(chan) 驗收,示範區玉米產(chan) 量不減反增,果穗也圓潤飽滿。更讓番興(xing) 明感到振奮的,是鄉(xiang) 親(qin) 們(men) 的認可:“番老師,來年我還找你們(men) 要種子!”種子對收成有多重要,農(nong) 民最清楚!白斑病是當地農(nong) 戶的一塊心病,而番興(xing) 明團隊帶來的品種抗病性強、產(chan) 量增高,解了鄉(xiang) 親(qin) 們(men) 的難題。
多年來,番興(xing) 明帶領的雲(yun) 南省農(nong) 業(ye) 科學院熱帶亞(ya) 熱帶玉米遺傳(chuan) 育種創新團隊致力於(yu) 選育豐(feng) 產(chan) 性、穩產(chan) 性強的好品種,努力為(wei) 加快種業(ye) 振興(xing) 、保障糧食安全作出更多貢獻。
由於(yu) 育種試驗受到氣候條件限製,團隊成員常像候鳥一樣,隨季節更替而“遷飛”,一年下來,許多人有兩(liang) 三百天都“漂”在外地。播種、授粉、收獲……這些工序下來,大半年就過去了。然後,他們(men) 又要帶上精挑細選的育種材料,回到高海拔地區,繼續開展春播、夏播。不少成員在春節時也回不了家,隻能在育種基地過年。
“育種科研成果的形成需要經曆漫長而艱苦的積累過程。隻要心懷熱愛,吃得了苦、耐得住寂寞,堅持下來總會(hui) 看到回報。”番興(xing) 明說。
團隊首席助理尹興(xing) 福說,番興(xing) 明幾乎全年無休,做事雷厲風行、說幹就幹。“有次番老師剛下飛機,天黑還下著雨,他就著急去地裏看育種材料,沒想到車在中途陷進泥坑,他下來幫忙推車,濺了一身泥水……他笑著說,‘這沒什麽(me) ,我們(men) 搞農(nong) 業(ye) ,本來就是跟泥土打交道。’看到番老師以身作則往一線撲,我們(men) 都覺得在平時的工作中要更腳踏實地、更加勤奮。”尹興(xing) 福說。
天道酬勤,不負耕耘。至今,番興(xing) 明團隊已累計選育出100餘(yu) 個(ge) 玉米品種,推廣優(you) 質玉米超1.4億(yi) 畝(mu) ,新增產(chan) 值超過170億(yi) 元,產(chan) 品廣受市場認可。
團隊成員蔣輔燕是一名科技特派員,常常進山下鄉(xiang) ,能聽到許多農(nong) 民的心聲。他的感受是,隨著市場需求多元化,農(nong) 戶對品種的要求也更高更細了。“有個(ge) 品種產(chan) 量很高,單純從(cong) 科研角度看是成功的。但它的苞葉較緊,大規模種植時,會(hui) 增加農(nong) 民收獲的人工成本。為(wei) 此,我們(men) 在親(qin) 本上進行有針對性的改良,解決(jue) 了這個(ge) 問題。”蔣輔燕說,“育種工作不是純粹的理論研究,貼近農(nong) 民深入了解需求,往往能幫助我們(men) 明確方向。”
“育種人對生活永遠抱有一種期待。”番興(xing) 明說,“最快樂(le) 的事情,就是我們(men) 培育的品種被農(nong) 民喜歡,給他們(men) 帶來收益……”
攻 關(guan) ——
“讓我們(men) 造出的飛機更具競爭(zheng) 力”
ARJ21國產(chan) 支線飛機,是我國首次全麵按照國際適航標準研製的商用客機,為(wei) C919等後續機型的發展打下了基礎。投入商業(ye) 運營的第七年,ARJ21國產(chan) 支線飛機又呈現給公眾(zhong) 一番新的麵貌:2023年9月,7架ARJ21飛機在新疆烏(wu) 魯木齊地窩堡國際機場進行靜態展示,包括公務機、醫療機、貨機和應急救援指揮機在內(nei) 的4款衍生機型首次同台亮相。
“努力把ARJ21這個(ge) 型號做得越來越好。20年來,我基本上隻做了這麽(me) 一件事。”從(cong) 製定一份設計方案到研發一個(ge) 初具規模的係列,中國商飛工程總師、ARJ21係統總設計師陳勇親(qin) 曆了這一型號的前世今生。他認為(wei) ,對於(yu) 一款商用飛機來說,投入客運遠遠不是終點。“我們(men) 的願景不僅(jin) 是做出一架飛機,而是將它作為(wei) 一個(ge) 平台,開展更多的探索,衍生出更多的機型,服務更多的需求,讓我們(men) 造出的飛機更具競爭(zheng) 力。”陳勇說。
為(wei) 實現這一目標,ARJ21項目團隊開展了多方麵工作。他們(men) 與(yu) 國內(nei) 的科研院所、企業(ye) 等協力推動產(chan) 品改型,提升產(chan) 業(ye) 配套能級;往來於(yu) 各個(ge) 航司和試飛現場,持續追蹤和改進機型表現;優(you) 化設計,幫助飛機減重減阻、降本增效……
經過多年努力,這一機型在國內(nei) 外市場贏得越來越多的認可。自2016年6月28日成功實現商業(ye) 首航至今,ARJ21已經交付超120架,在國內(nei) 100多座城市實現通航,安全運送旅客超過1000萬(wan) 人次。2022年12月,ARJ21交付首家海外客戶印尼翎亞(ya) 航空,這是中國噴氣式客機首次進入海外市場。
在陳勇看來,做出有競爭(zheng) 力的產(chan) 品,往往意味著要奔著解決(jue) 難題去。項目立項時,國內(nei) 相關(guan) 工作人員已經多年沒有承擔民用飛機型號的研製任務,在設計、製造、試驗試飛等多個(ge) 環節,都缺乏有經驗的人才。團隊與(yu) 一些高校、科研院所合作,組建聯合工作隊,在真刀真槍的曆練中,不斷增強攻關(guan) 能力。
飛機結冰問題在民航業(ye) 曆來受到重視。為(wei) 保證ARJ21能適應各種環境,保證飛行安全,項目團隊決(jue) 定使用危險係數最高的冰型開展結冰試驗。“當時我們(men) ‘環球追冰’,往返3萬(wan) 公裏,尋找最嚴(yan) 酷的結冰環境。”陳勇說,“最初,我們(men) 的飛機是不能滿足要求的,比如,迎角傳(chuan) 感器就出現過被凍結的情況。”通過仿真計算、風洞試驗、地麵和空中自然結冰狀態下的試驗試飛,團隊找到機翼翼麵、發動機唇口和風扇結冰、冰塊脫落等規律,攻克了25項與(yu) 結冰試驗驗證相關(guan) 的技術難題。
一道道考驗,不僅(jin) 造就了ARJ21飛機優(you) 秀的性能,還曆練出一批拔尖科研人才。許多人成長為(wei) 其他項目的總師、副總師,成為(wei) 行業(ye) 新一代的中堅力量。
“我們(men) 這批60後航空人非常幸運,趕上民用飛機大發展的機遇,做出了一些成果。我相信,隻要科研人員繼續心無旁騖、迎難而上,將來一定能取得更大的突破、更大的進步。”陳勇說。
轉 化——
“努力用最先進的技術造福患者”
在北京醫院綜合樓見到馬潔時,她正與(yu) 神經內(nei) 科的同事討論某疾病的治療方案。“實踐表明,幹細胞療法對神經退行性疾病有不錯的效果,所以我們(men) 想順著這個(ge) 方向,探索一些治療方法。”作為(wei) 北京醫院生物治療中心主任,馬潔和她的團隊致力於(yu) 運用先進的生物治療技術,為(wei) 疑難病症、罕見病尋找有效治療方法。
生物治療技術有何優(you) 勢?馬潔介紹,生物治療技術與(yu) 傳(chuan) 統方法的一大不同,是采用生物製劑這種“活的藥物”。具有生物活性的藥劑,能激活人體(ti) 免疫防禦係統,從(cong) 根本上改變細胞的生長與(yu) 生存環境。生物治療技術與(yu) 傳(chuan) 統治療相結合,可降低負麵反應,綜合提高療效。
“科學成果和治療理念,需要轉化為(wei) 具體(ti) 技術,才能直接造福患者。”馬潔介紹,團隊在打通基礎醫學和臨(lin) 床需求方麵傾(qing) 注了大量心力。“雖然我們(men) 是臨(lin) 床科室,但大家超過一半的精力都投入到了科研工作中;而作為(wei) 一個(ge) 科研團隊,成員又持續從(cong) 事臨(lin) 床治療、臨(lin) 床管理,所研究的問題也都來自臨(lin) 床。”馬潔說,科研和臨(lin) 床深度融合,使她的團隊能夠及時捕捉醫學前沿進展,並將醫生、患者的需求緊密結合起來。
許晶在團隊中主要負責臨(lin) 床治療和管理,同時承擔轉化研究任務。她說,馬潔對團隊的科研“嗅覺”和科研能力提出了非常嚴(yan) 格的要求。任務再繁重,團隊也會(hui) 定期舉(ju) 行報告會(hui) ,要求每個(ge) 人報告各自掌握的學科前沿成果,督促大家不斷更新知識。“我有篇論文正在寫(xie) ,前後修改了十幾遍。從(cong) 選題、論證到語言表達,馬潔主任都給予了很細致的指導。”許晶說,“一次次對照原稿和改稿,讓我收獲很多。”除了學界前沿成果,團隊也大量吸收來自臨(lin) 床一線的需求與(yu) 反饋。團隊成員劉彩霞具有10多年臨(lin) 床研究管理經驗。她說:“我們(men) 建設了伴隨診斷實驗室,用於(yu) 獲取有關(guan) 患者針對特定治療藥物的治療反應的信息。通過持續跟蹤受試者病程進展、分析原因,深化對機製機理的理解。”
不斷學習(xi) 新知、不斷吸收反饋,從(cong) 而不斷取得突破。這支成立於(yu) 2017年的年輕團隊已經取得不少成績。2023年,他們(men) 在納米藥物研製、腫瘤標誌物等方麵取得多項成果,並在具備國際高影響力的期刊上發表了相關(guan) 文章。科研成果也持續轉化落地,變成一項項具體(ti) 的診療技術:生物治療中心提供的免疫細胞治療手段,目前應用於(yu) 肺癌、肝癌、食管癌、腎癌等實體(ti) 腫瘤治療,療效顯著;幹細胞療法在心血管疾病、糖尿病、骨關(guan) 節炎、自身免疫病和神經係統疾病等病理修複中具有良好效果……
當前,這支團隊在繼續捕捉和攻關(guan) 新難題……馬潔說:“沒有最好,隻有更好,新的課題和挑戰會(hui) 不斷湧現,絕對不能固步自封。隻有不斷學習(xi) ,不斷實踐,才能實現我們(men) 的目標:努力用最先進的技術造福患者。”
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