青春為馬 馳聘山海

他們“立地”，下五洋捉鱉，興農(nóng)以利萬民。

他們“拿得起”千斤重?fù)?dān)，用最美好的青春承擔(dān)起中華民族偉大復(fù)興的歷史使命。

他們“放得下”富貴榮華，專心致志做國家最急需、對(duì)人民最有價(jià)值的工作。

“桐花萬里丹山路，雛鳳清于老鳳聲。”他們奔跑在每一個(gè)“無人區(qū)”，奔赴每一場山海。

    追光：追逐宇宙中那束“看不見的光”

“有時(shí)候一個(gè)夢(mèng)想，就可以點(diǎn)亮整個(gè)天空?！?020年高考前，清華大學(xué)發(fā)布了招生宣傳片《追光少年》。該宣傳片以清華大學(xué)“天格計(jì)劃”為原型創(chuàng)作。

清華大學(xué)天格團(tuán)隊(duì)的骨干成員主要由本科生構(gòu)成，卻研究著最前沿的基礎(chǔ)科學(xué)問題：自研衛(wèi)星荷載，自主開展在軌觀測(cè)，捕捉茫茫宇宙中的伽馬射線暴。

天格不是“命題作文”，而是源于一次師生間的閑聊。2016年，工程物理系本科生溫家星正在準(zhǔn)備自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)。和溫家星交流的，是工程物理系教師曾鳴和天文系教師馮驊。師生間的開放式討論產(chǎn)生了一個(gè)設(shè)想：自主研制空間伽馬射線探測(cè)的納衛(wèi)星科學(xué)載荷，探測(cè)中子星并合引發(fā)的伽馬射線暴。同時(shí)，研制衛(wèi)星載荷也涉及多方面的工程知識(shí)。因此，在他們看來，這正是一個(gè)理工結(jié)合、面向前沿的科學(xué)真問題。

作為人類已知最劇烈的天體物理爆發(fā)現(xiàn)象，伽馬射線暴自1973年被發(fā)現(xiàn)以來，便一直是天體物理學(xué)的前沿研究領(lǐng)域。以它為目標(biāo)，溫家星“招兵買馬”，一個(gè)由30多名學(xué)生組成的伽馬射線暴探測(cè)衛(wèi)星研究興趣團(tuán)隊(duì)正式成立。馮驊提出將項(xiàng)目命名為“天格”，寓意“天道酬勤、格物致知”。

一開始，項(xiàng)目指導(dǎo)老師就一直在思索，如何讓學(xué)生的學(xué)習(xí)科研對(duì)接國家的需要。眼下國家基礎(chǔ)科學(xué)蓬勃發(fā)展，天眼、悟空、墨子、慧眼等大工程相繼問世，為了駕馭這樣的工程，需要新一代基礎(chǔ)科學(xué)拔尖人才，他們既要通曉科學(xué)前沿，也要掌握工程思維，還要具有團(tuán)隊(duì)協(xié)作和項(xiàng)目管理能力。而要培養(yǎng)這樣的能力，只能通過真刀真槍、科工融合的實(shí)踐。因此，“天格計(jì)劃”正適合充當(dāng)新一代拔尖人才的“孵化器”。

“發(fā)射衛(wèi)星、探測(cè)宇宙是國家的事，你們本科生做得了嗎？還是不要好高騖遠(yuǎn)了?！毙麄髌羞€原了天格團(tuán)隊(duì)曾經(jīng)遭到質(zhì)疑的過程。

一邊是蠢蠢欲動(dòng)的雄心壯志，一邊是質(zhì)疑和冷水，對(duì)大部分學(xué)生項(xiàng)目而言，這或許就意味著結(jié)束。但當(dāng)一束光照向角落里的種子，種子就重新積聚起長成參天大樹的力量。

發(fā)射一顆衛(wèi)星載荷，不算人員研發(fā)成本，僅發(fā)射、遙測(cè)與通訊、載荷的材料費(fèi)用、束流標(biāo)定實(shí)驗(yàn)至少需要150萬元。這可不是小數(shù)目，錢從哪里來？學(xué)校和老師給了很大支持，協(xié)調(diào)實(shí)驗(yàn)室、邀請(qǐng)老師專家培訓(xùn)……有了支持，學(xué)生們就吃了“定心丸”。

經(jīng)過了重重挑戰(zhàn)，學(xué)生們離成功看似只有一步之遙。然而在衛(wèi)星發(fā)射前一個(gè)月，意外降臨了，衛(wèi)星組裝過程中出現(xiàn)了接線錯(cuò)誤。面對(duì)“電子學(xué)必須重測(cè)”等種種難題，學(xué)生們熬夜迎接挑戰(zhàn)，“塵埃落定前，我們想用盡全力，拼這一次”。最終，學(xué)生們及時(shí)趕上了發(fā)射時(shí)間，目睹了那顆“屬于我們的衛(wèi)星”乘火箭進(jìn)入太空。

當(dāng)學(xué)生們提著修復(fù)好的衛(wèi)星載荷出發(fā)趕往飛機(jī)場時(shí)，時(shí)間已經(jīng)是凌晨1點(diǎn)鐘。

《追光少年》中曾說，“天格計(jì)劃”是在宇宙中追尋看不見的光。的確，在漫漫宇宙中，天格的探測(cè)衛(wèi)星追蹤著伽馬射線暴這道“看不見的光”，正如在求知的道路上，天格團(tuán)隊(duì)成員追逐著彌高彌遠(yuǎn)的科研夢(mèng)想。

    探微：在微觀世界里建造“液體之門”

侯旭的辦公室里有一張小型棕色雙人沙發(fā)。沙發(fā)上坐過化學(xué)化工領(lǐng)域的專家、研究材料科學(xué)的學(xué)者、生物醫(yī)藥專業(yè)的學(xué)生、人工智能工程師……作為在多學(xué)科交叉前沿開展研究的青年科學(xué)家，侯旭的朋友圈覆蓋物理、化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)、工程、信息等多個(gè)領(lǐng)域。

在微觀世界打造了一扇“液體之門”，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的高效可控運(yùn)輸與分離——這是侯旭的研究。

博士后研究期間，侯旭在一次分離實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，通過簡單的壓力變化，就可以利用液體開啟關(guān)閉氣體與液體的運(yùn)輸。液體是否也可以成為“門”？

在微觀世界，大面積的固體膜材料表面具有難以避免的缺陷。固體膜無法完全阻隔微小物質(zhì)的傳輸，也會(huì)造成途經(jīng)物質(zhì)的殘留，時(shí)間一長，膜材料就會(huì)被污染甚至堵塞，這正是污水處理、空氣凈化、海水淡化等場景中的痛點(diǎn)。

但液面沒有這種缺陷?！耙后w的流動(dòng)性能使材料表面達(dá)到分子級(jí)的平整。若將液體穩(wěn)定在固體多孔膜中，讓多孔膜作為‘門框’，液體作為‘門’，在壓強(qiáng)作用下‘液門’關(guān)閉時(shí)，即使是氣體分子也無法通過，而‘液門’打開時(shí)，就可以實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的快速運(yùn)輸與分離?！焙钚翊蛄藗€(gè)比方，“就像給微觀世界的‘水簾洞’安上智能開關(guān)。”

從剎那的靈感出發(fā)，侯旭等人于2015年首次提出“液體門控機(jī)制”的概念，踏進(jìn)未知的“無人區(qū)”。2016年，侯旭入職廈門大學(xué)，成為雙聘教授，組建課題組團(tuán)隊(duì)、搭建實(shí)驗(yàn)室，潛心研究“液體門控”的新機(jī)制與技術(shù)應(yīng)用。

踏上一條“從0到1”的科研之路，沒有前人研究可供參考，更缺乏“稱手”的研究工具。

研究初期，為連續(xù)觀察和測(cè)量微觀尺度的壓強(qiáng)，侯旭購置了傳感器、電源和顯示器等配件，簡單拼裝了一個(gè)測(cè)壓設(shè)備?！皵?shù)據(jù)全靠手抄，一秒就要抄一個(gè)數(shù)據(jù)，抄完后再把數(shù)據(jù)錄入電腦換算，并進(jìn)行分析，一天只能做兩三組實(shí)驗(yàn)。”侯旭說。

為更高效地開展實(shí)驗(yàn)，侯旭團(tuán)隊(duì)自主開發(fā)了先進(jìn)的測(cè)試儀器和裝置系統(tǒng)。液門流體跨膜壓強(qiáng)測(cè)試儀就是其中之一，這是一臺(tái)平板電腦大小的銀色方盒，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)流體跨膜過程中的壓強(qiáng)變化并開展性能分析，同時(shí)實(shí)現(xiàn)觸屏操作、遠(yuǎn)程監(jiān)控、云端輸出與分析等功能，能明顯提高實(shí)驗(yàn)效率。

幾年過去，侯旭的團(tuán)隊(duì)發(fā)展到30多人，“液體門控”也逐漸成形，奇思妙想成為現(xiàn)實(shí)。

目前，侯旭團(tuán)隊(duì)已發(fā)展了多種響應(yīng)性液體門控系統(tǒng)，并推動(dòng)液體門控技術(shù)中新概念膜材料在環(huán)境工程、化工多相分離、物質(zhì)檢測(cè)、智慧農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學(xué)工程等方面的應(yīng)用。

    破壁：讓智能超算實(shí)現(xiàn)“中國定義”

53個(gè)量子比特的量子計(jì)算機(jī)花200秒完成的任務(wù)，傳統(tǒng)超級(jí)計(jì)算機(jī)需要花10000年。人們認(rèn)為，量子計(jì)算具備了傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)無法企及的優(yōu)越性能。然而，裝上“神威量子模擬器”的超算，以更高標(biāo)準(zhǔn)完成相關(guān)采樣任務(wù)，只需要304秒。

從10000年到304秒，這是中國在超算應(yīng)用前沿領(lǐng)域登上的一座“高峰”，而這條路上有著一支年輕隊(duì)伍奮斗的身影。2022年5月，之江實(shí)驗(yàn)室智能超算研究中心被授予第26屆“中國青年五四獎(jiǎng)?wù)录w”稱號(hào)。

這個(gè)成立于2021年4月的年輕團(tuán)隊(duì)，35歲以下成員占比近九成。之江實(shí)驗(yàn)室總工程師趙志峰說：“中心成立以來，大家始終圍繞超算領(lǐng)域具有前沿性和基礎(chǔ)性的重大問題開展研究。我們的目標(biāo)就是要打造國際一流的智能超算創(chuàng)新中心。”

“超算就是超級(jí)計(jì)算機(jī)的簡稱，它有極高的計(jì)算性能和極大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量?！敝瓕?shí)驗(yàn)室智能超算研究中心工程專家秦亦說，“我們就是在想盡辦法更高效地發(fā)揮計(jì)算能力。”

秉持科研報(bào)國的決心，這支年輕的隊(duì)伍直面挑戰(zhàn)，利用新一代神威超級(jí)計(jì)算機(jī)，有效模擬了一個(gè)深度為10×10×（1+40+1）的隨機(jī)量子電路，并提供每秒4.4百億億次的持續(xù)計(jì)算性能，在304秒以內(nèi)得到百萬更高保真度的關(guān)聯(lián)樣本。這是超算領(lǐng)域全球目前已知的最高性能水平。

舉世矚目的成果背后，是不斷的試錯(cuò)優(yōu)化和埋頭苦干。團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人劉鑫回憶：“每天都是高密度的頭腦風(fēng)暴、技術(shù)研討，曾經(jīng)也爭吵到誰也不想理誰，但這種較真兒是我們的日常，大家都想找到最優(yōu)解。”

2021年11月19日，“初出茅廬”的之江實(shí)驗(yàn)室智能超算研究中心第一次走到聚光燈下。由之江實(shí)驗(yàn)室智能超算研究中心、國家超算無錫中心等研究單位組成聯(lián)合團(tuán)隊(duì)研發(fā)的神威量子模擬器獲得了被譽(yù)為“超算領(lǐng)域諾貝爾獎(jiǎng)”的“戈登·貝爾獎(jiǎng)”。

“獲獎(jiǎng)不是終點(diǎn)，我們要持續(xù)做更高、更快、更強(qiáng)的高性能計(jì)算應(yīng)用?！绷孔幽M器團(tuán)隊(duì)研究員劉鑫說。在這之后短短三個(gè)月的時(shí)間里，他們又顯著提升了性能指標(biāo)。

雖然艱辛，但團(tuán)隊(duì)勇攀科研高峰的腳步從不松懈。

2022年2月，國家“東數(shù)西算”工程正式全面啟動(dòng)，把東部密集的算力需求有序引導(dǎo)到西部，織就全國算力“一張網(wǎng)”。之江實(shí)驗(yàn)室智能超算研究中心積極響應(yīng)國家號(hào)召，研發(fā)的超算互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)已基本搭建完成，將實(shí)現(xiàn)多個(gè)超算中心之間的資源共享和高效調(diào)度。

一批批耀眼的科研成果，彰顯著這個(gè)年輕團(tuán)隊(duì)的雄心，也不斷激勵(lì)著團(tuán)隊(duì)里的科研人員?！翱茖W(xué)與應(yīng)用并進(jìn)，我們選擇了一條異常艱難的路。但我們的內(nèi)心認(rèn)定這是一條充滿希望的路，是堅(jiān)定的、充滿力量的?！被叵肫鹉切└阊邪l(fā)的日日夜夜，28歲的工程專員湯志航很是感慨。

25歲的工程專員唐雪飛，畢業(yè)于中國科學(xué)院大學(xué)，在加入中心前并沒有接觸過超算。作為新人，剛開始時(shí)她也曾氣餒，但團(tuán)隊(duì)成員間的互相鼓勵(lì)給了她巨大的動(dòng)力：“一些‘卡脖子’難題總得解決，我們不做誰來做……”不到一年時(shí)間，她已成為團(tuán)隊(duì)的科研骨干。

“團(tuán)隊(duì)成員大多是‘90后’，大家學(xué)習(xí)新知識(shí)的自驅(qū)力很強(qiáng)，上手也很快，就好像海綿，能夠快速汲取、快速成長。”秦亦說。

奔跑在追夢(mèng)路上——這群心懷“國之大者”的年輕人，將勇闖超算領(lǐng)域更多的“無人區(qū)”。

    興農(nóng)：海歸博士棄藥從農(nóng)的奮“豆”故事

四川省雅安市蘆山縣的一處農(nóng)田里，一個(gè)青年人正在給當(dāng)?shù)剞r(nóng)技人員和鄉(xiāng)親們講解玉米大豆帶狀復(fù)合種植的技術(shù)規(guī)范。

這個(gè)青年人叫劉江，是四川農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院副院長、教授、海歸藥學(xué)博士，專注于玉米大豆帶狀復(fù)合種植研究，帶領(lǐng)著“玉米大豆帶狀復(fù)合種植與循環(huán)利用”研究團(tuán)隊(duì)，不斷奔走于鄉(xiāng)野間。

2013年，劉江在日本獲得藥學(xué)博士學(xué)位回國，從本科到碩士再到博士，劉江一直在和藥學(xué)打交道，然而回國后，他卻投身到農(nóng)學(xué)研究。

為何會(huì)棄藥從農(nóng)？“當(dāng)時(shí)，我國大豆種植面積和產(chǎn)量持續(xù)下滑，國產(chǎn)大豆短缺問題嚴(yán)重。”劉江說，回國后是繼續(xù)開展藥學(xué)研究，還是瞄準(zhǔn)國家戰(zhàn)略急需，從事農(nóng)業(yè)科研工作？劉江也曾猶豫徘徊。他發(fā)現(xiàn)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)楊文鈺教授開展的玉米大豆間套作研究有望成為破解國內(nèi)大豆危機(jī)的重要途徑，他被楊老師長年潛心科研、堅(jiān)持將論文寫在大地上的務(wù)實(shí)精神深深感動(dòng)。

在楊老師的感召下，他毅然放棄持續(xù)多年的藥學(xué)研究，全身心投入玉米大豆帶狀復(fù)合種植的應(yīng)用基礎(chǔ)研究。

入職前，有不少人問劉江，“你的專業(yè)背景似乎與作物栽培學(xué)不太相符，你對(duì)未來的發(fā)展作何考慮？”他回答道，“我將努力在大豆栽培研究中發(fā)揮專業(yè)所長，為團(tuán)隊(duì)的融合發(fā)展貢獻(xiàn)力量?！?/P>

多年來，他始終牢記“以國家發(fā)展需求和現(xiàn)代農(nóng)民需求為己任，研發(fā)簡便實(shí)用、高效生態(tài)的農(nóng)業(yè)技術(shù)和機(jī)具，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的高效、生態(tài)和快樂”的團(tuán)隊(duì)使命，針對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)瓶頸，圍繞如何提高復(fù)合種植大豆耐蔭、霉變抗性，進(jìn)而提升大豆產(chǎn)量品質(zhì)等問題，發(fā)揮專業(yè)特長，將天然產(chǎn)物化學(xué)、分子生物學(xué)和作物栽培學(xué)等多學(xué)科交叉融合，形成了“復(fù)合種植大豆化學(xué)生態(tài)學(xué)”研究新方向，并在復(fù)合種植大豆次生代謝與抗逆生理機(jī)制方面開展了系統(tǒng)研究，取得了一系列創(chuàng)新性成果，為玉米大豆帶狀復(fù)合種植核心技術(shù)的融合優(yōu)化奠定了理論基礎(chǔ)、提供了技術(shù)支撐。

經(jīng)過團(tuán)隊(duì)成員的共同努力，玉米大豆帶狀復(fù)合種植技術(shù)體系不斷完善，難題被逐一攻破，實(shí)現(xiàn)了玉米不減產(chǎn)、每畝多收大豆100至150公斤，為解決長期困擾大豆生產(chǎn)的玉米大豆?fàn)幍孛芴峁┝饲袑?shí)可行的方案。

在川農(nóng)大博士生陳建華眼中，劉江對(duì)待學(xué)生、對(duì)待科研，絕對(duì)是一絲不茍?！袄蠋煶Ｕf‘一事，萬事’，再小的細(xì)節(jié)也要做好?！标惤ㄈA回憶劉江指導(dǎo)自己的碩士畢業(yè)論文時(shí)，從提綱搭建到文稿撰寫，反復(fù)討論斟酌，密密麻麻的批注，“甚至連一個(gè)標(biāo)點(diǎn)也不放過，力求完美?！?/P>

而在劉江帶的第一名碩士研究生、四川省農(nóng)科院的吳海軍看來，“劉半夜”這個(gè)綽號(hào)一點(diǎn)兒也不新鮮：“別說半夜回家，老師是全年無休。記得2016年春節(jié)假期第一天大早，老師還專門打來電話，跟我討論相關(guān)科研問題?！?/P>

    （本版文字由本報(bào)記者劉博智采訪整理）

《中國教育報(bào)》2023年05月04日第4版