用激光驅(qū)動(dòng)、飛向三體星的宇航光帆，這樣一個(gè)科幻小說(shuō)中的場(chǎng)景正在上?；A(chǔ)研究特區(qū)的實(shí)驗(yàn)室里變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的科研項(xiàng)目，并獲得了幾百萬(wàn)元的政府資助。在高質(zhì)量發(fā)展調(diào)研行中，記者探訪了上?；A(chǔ)研究特區(qū)，了解科幻設(shè)想變?yōu)榭茖W(xué)研究背后的故事。
從0到1的探索 讓科幻變科研
(資料圖片僅供參考)
研制一款帶有光帆的宇宙飛行器，用地球上的激光推動(dòng)光帆，把它們加速到光速的20％，飛往4．24光年外三體人的故鄉(xiāng)半人馬座α星。在復(fù)旦大學(xué)力學(xué)實(shí)驗(yàn)室里，我們見(jiàn)到了36歲的青年科學(xué)家徐凡。從2021年入選第一批基礎(chǔ)研究特區(qū)，他一直在為實(shí)現(xiàn)這個(gè)科幻小說(shuō)中的場(chǎng)景而努力。
復(fù)旦大學(xué)航空航天系教授 徐凡：這個(gè)想法其實(shí)還是蠻科幻的，最早源自霍金在2016年的時(shí)候提出幻想計(jì)劃，他當(dāng)時(shí)就是想能不能設(shè)計(jì)一種光帆，非常輕，在1克左右。當(dāng)時(shí)我就覺(jué)得很激動(dòng)，這是我想做的。
宇航光帆顛覆了現(xiàn)有航天器的基本原理，在我們看來(lái)這個(gè)研究課題天馬行空、高深莫測(cè)?？墒切旆怖蠋焻s說(shuō)他的靈感啟發(fā)來(lái)自一箱風(fēng)干的百香果。
復(fù)旦大學(xué)航空航天系教授 徐凡：有一位老師的辦公室里，別人給他一箱百香果他忘了，太忙了，隔了兩三個(gè)月之后他想起來(lái)打開(kāi)結(jié)果成這樣。我們發(fā)現(xiàn)這個(gè)東西好像有點(diǎn)復(fù)雜的形貌，在這種大變形強(qiáng)收縮的情況下，它的表面會(huì)出現(xiàn)一些非線性手性拓?fù)涓唠A的一些形貌的模態(tài)，這個(gè)是前人沒(méi)有去研究過(guò)的。
走前人沒(méi)走過(guò)的路、探索科學(xué)研究的無(wú)人區(qū)，這樣的工作讓徐凡充滿激情。從失水的百香果到失水的辣椒，徐凡從大自然中探尋著研制宇航光帆的靈感。兩年來(lái)，他頭發(fā)白了一大片，卻樂(lè)此不疲。
復(fù)旦大學(xué)航空航天系教授 徐凡：我只要在上海都在辦公室，在實(shí)驗(yàn)室，包括晚上睡覺(jué)的時(shí)候做夢(mèng)也夢(mèng)到研究的。
然而這樣一個(gè)讓徐凡著迷的科學(xué)課題卻曾經(jīng)在他心中雪藏了五年，從沒(méi)有提出科研申請(qǐng)，付諸實(shí)際行動(dòng)。
復(fù)旦大學(xué)航空航天系教授 徐凡：很難通過(guò)常規(guī)的項(xiàng)目。因?yàn)閷＜铱赡軙?huì)說(shuō)你這個(gè)太超前了，你最后怎么交差？怎么來(lái)達(dá)標(biāo)？
徐凡老師的顧慮其實(shí)也是很多科學(xué)家的苦惱。
在走訪中我們了解到，由于基礎(chǔ)研究大多跟市場(chǎng)不掛鉤，并不直接轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)，所以科研人員的課題研究大多需要申請(qǐng)政府部門的基礎(chǔ)研究經(jīng)費(fèi)。然而申請(qǐng)項(xiàng)目資金的競(jìng)爭(zhēng)是非常激烈的，要提交詳細(xì)的科研路線、經(jīng)過(guò)多輪專家評(píng)審、最后接受嚴(yán)格的指標(biāo)考核，并且結(jié)題周期也比較短，不利于那些極具原創(chuàng)性的科研項(xiàng)目的申報(bào)。
復(fù)旦大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院教授 嚴(yán)大鵬：感覺(jué)壓力比較大，你有一些比較前瞻性的甚至顛覆性的想法，那有可能就不敢往這個(gè)申請(qǐng)書里面去寫，這樣就限制了我們的思維。
為了提高課題的可行性，獲得評(píng)審專家認(rèn)可，科學(xué)家們提交的課題往往比較保守，更多的是在前人研究的基礎(chǔ)上向前推進(jìn)一點(diǎn)。因此像宇航光帆這種從0到1的科研課題是很難有機(jī)會(huì)獲得資助的。
然而時(shí)間不等人，就在徐凡仰望星空，為拿不到研究資金而遺憾的時(shí)候，各國(guó)科學(xué)家卻已經(jīng)在通過(guò)不同路徑探索宇航光帆的可行性，越來(lái)越多的研究成果正在推動(dòng)這個(gè)幻想接近現(xiàn)實(shí)，一場(chǎng)太空探索的賽跑正在悄然展開(kāi)。
給科學(xué)家松綁 鼓勵(lì)勇闖“無(wú)人區(qū)”
徐凡老師的遺憾也正是國(guó)家在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域想破解的藩籬。
從2018年開(kāi)始，國(guó)家出臺(tái)了多個(gè)促進(jìn)基礎(chǔ)研究發(fā)展的文件。基礎(chǔ)研究的投入比例也從2012年的499億元提高到2022年約1951億元，占全社會(huì)研發(fā)經(jīng)費(fèi)比重由4．8％提升至6．3％。2021年10月，上海市發(fā)布《關(guān)于加快推動(dòng)基礎(chǔ)研究高質(zhì)量發(fā)展的若干意見(jiàn)》，明確提出了試點(diǎn)設(shè)立“基礎(chǔ)研究特區(qū)”，在組織管理方式上創(chuàng)新探索更多適應(yīng)基礎(chǔ)研究發(fā)展的新模式。
在復(fù)旦大學(xué)我們見(jiàn)到了參加調(diào)研的上海市科委基礎(chǔ)研究處處長(zhǎng)宋揚(yáng)，她告訴我們，目標(biāo)導(dǎo)向和自由探索是基礎(chǔ)研究的“兩條腿”。而基礎(chǔ)研究特區(qū)設(shè)立的初衷更多是給科學(xué)家松綁，鼓勵(lì)自由探索，遴選創(chuàng)新思維活躍、敢闖“無(wú)人區(qū)”的優(yōu)秀人才團(tuán)隊(duì)。
上海市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)基礎(chǔ)研究處處長(zhǎng) 宋揚(yáng)：我們始終覺(jué)得只要它的大方向是對(duì)著國(guó)際科技前沿，或者對(duì)著我們經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重大需求，同時(shí)這個(gè)科研人員本身它也是有潛力，然后有動(dòng)力，有這個(gè)情懷去做一些長(zhǎng)期潛心研究的工作，只要是符合這兩個(gè)條件，我們覺(jué)得支持下去一定會(huì)有成果的。
2021年，復(fù)旦大學(xué)、上海交通大學(xué)、中科院上海分院入選第一批基礎(chǔ)研究特區(qū)。特區(qū)項(xiàng)目與以往的基金項(xiàng)目相比最大的不同是權(quán)力下放。作為特區(qū)主體的科研機(jī)構(gòu)和院校擁有充分的自主權(quán)，可以自由選題、自行組織科研、自主使用經(jīng)費(fèi)。
復(fù)旦大學(xué)科研院基礎(chǔ)研究處處長(zhǎng) 王浩：像這樣地方政府把它立項(xiàng)權(quán)直接賦予學(xué)?；蛘呖蒲袡C(jī)構(gòu)，還是第一個(gè)。既然邁出這一步，我們更應(yīng)該把鼓勵(lì)原創(chuàng)思想的理念進(jìn)行更加徹底一些。
復(fù)旦大學(xué)將特區(qū)項(xiàng)目的評(píng)選定位為持續(xù)穩(wěn)定支持45歲以下的青年人才挑戰(zhàn)最前沿的科學(xué)問(wèn)題，探索交叉融合領(lǐng)域，沖擊國(guó)際頂尖重大科學(xué)問(wèn)題，并且在考核目標(biāo)上接受失敗，允許試錯(cuò)。
復(fù)旦大學(xué)科研院基礎(chǔ)研究處處長(zhǎng) 王浩：比如說(shuō)研究一個(gè)方向得出這個(gè)方向不可行，這樣的負(fù)結(jié)果完全作為我們?cè)u(píng)價(jià)你學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，所以這樣的寬容度，在目前已有的項(xiàng)目中還是幾乎沒(méi)有的。
沒(méi)有嚴(yán)格的考核目標(biāo)，如何保障經(jīng)費(fèi)使用的有效呢？宋揚(yáng)處長(zhǎng)告訴我們，對(duì)于項(xiàng)目考核的寬容，來(lái)自特區(qū)本身的預(yù)期目標(biāo)。
上海市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)基礎(chǔ)研究處處長(zhǎng) 宋揚(yáng)：我們并不是對(duì)每一個(gè)項(xiàng)目都要求它一定成功，一定按照它的計(jì)劃能夠取得進(jìn)展，而是把這個(gè)考核的目標(biāo)放在每一個(gè)特區(qū)的建設(shè)上，考核它的一個(gè)整體的成果。
不同于常規(guī)項(xiàng)目申請(qǐng)，特區(qū)計(jì)劃不要求科學(xué)家做出詳細(xì)的研究路線圖，也不需要繁瑣的科研背景介紹，只需要薄薄幾頁(yè)紙寫清楚自己課題的特色和原創(chuàng)性。這樣的申請(qǐng)方式也令人耳目一新。通知一發(fā)出，青年科學(xué)家們踴躍報(bào)名，復(fù)旦大學(xué)一共收到了140多份課題申請(qǐng)。
復(fù)旦大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院教授 嚴(yán)大鵬：答辯現(xiàn)場(chǎng)也提出來(lái)一些問(wèn)題，就明顯的感覺(jué)那個(gè)氣氛都不一樣，不是以評(píng)審你的這種眼光去，是以長(zhǎng)者的這種姿態(tài)給你去提一些問(wèn)題，哪些可以去改進(jìn)。甚至他們有一些老師說(shuō)，他對(duì)這個(gè)領(lǐng)域也感興趣，如果需要的話甚至可以合作這樣的，這也是別的項(xiàng)目所沒(méi)有的。
徐凡老師也抱著試試看的心態(tài)第一次提交了宇航光帆的項(xiàng)目申請(qǐng)。
復(fù)旦大學(xué)航空航天系教授 徐凡：耳目一新，在普通的常規(guī)項(xiàng)目里頭，它是一個(gè)劣勢(shì)的東西，太超前，太天馬行空，但是沒(méi)想到反而在特區(qū)計(jì)劃還成為一個(gè)優(yōu)勢(shì)，成為一個(gè)特色，這個(gè)是我比較驚喜的。
僅僅一個(gè)多月后，徐凡老師就接到了通知，他和另外16名科學(xué)家獲得了寶貴名額，入選特區(qū)計(jì)劃。五年周期的穩(wěn)定支持，400萬(wàn)經(jīng)費(fèi)保障，徐凡終于可以大展拳腳，放手去做自己想做的事情。
這兩年，他在探索光帆材料微幾何結(jié)構(gòu)的過(guò)程中卻無(wú)心插柳有了意外的收獲，研發(fā)出了一款褶皺形貌智能軟抓手，可以應(yīng)用于清理太空中微小的垃圾顆粒。去年10月，這項(xiàng)研究成果被國(guó)際頂尖科學(xué)期刊《自然－計(jì)算科學(xué)》作為封面文章發(fā)表。
復(fù)旦大學(xué)航空航天系教授 徐凡：我特別希望哪天這個(gè)東西真的上天清理太空垃圾。像復(fù)旦大學(xué)金校長(zhǎng)說(shuō)種自己的樹(shù)，不要老摘?jiǎng)e人樹(shù)上的果。只有在這種持續(xù)穩(wěn)定、長(zhǎng)期的這種特區(qū)支持下，才敢于種自己的樹(shù)。
厚培科學(xué)土壤 靜待創(chuàng)新花開(kāi)
基礎(chǔ)研究特區(qū)的確在項(xiàng)目、流程和制度等方面都很“特別”。而更特別的是對(duì)青年人才的選拔和助推。對(duì)于這一點(diǎn)，29歲就成為博士生導(dǎo)師的劉春森深有體會(huì)。
復(fù)旦大學(xué)芯片與系統(tǒng)前沿技術(shù)研究院青年研究員劉春森是基礎(chǔ)研究特區(qū)項(xiàng)目中最年輕的科學(xué)家，2021年入選時(shí)他只有29歲，入職復(fù)旦大學(xué)才一年的時(shí)間。
劉春森向特區(qū)提交了晶體管新材料的課題，課題內(nèi)容和答辯都質(zhì)量很高，但是在專家評(píng)審的時(shí)候還是有人提出了質(zhì)疑。
復(fù)旦大學(xué)微電子學(xué)院副院長(zhǎng) 周鵬：一個(gè)是還是太年輕，因?yàn)槲覀兾阌怪M言，就是說(shuō)我們這個(gè)資歷在國(guó)內(nèi)還是一個(gè)很重要的因素。那么就是說(shuō)你在這樣年輕的基礎(chǔ)上，你能不能夠成功地協(xié)調(diào)組織這樣一個(gè)項(xiàng)目？
一邊是400萬(wàn)大體量的科研經(jīng)費(fèi)，一邊是入職才一年的29歲科學(xué)家，天平的兩端似乎不太匹配。而對(duì)于專家的顧慮，劉春森也早有心理準(zhǔn)備。
復(fù)旦大學(xué)芯片與系統(tǒng)前沿技術(shù)研究院青年研究員 劉春森：前面的一些項(xiàng)目申請(qǐng)經(jīng)歷，到最后的時(shí)候，專家組都比較認(rèn)可你的科學(xué)性和原創(chuàng)性，但是就是認(rèn)為你年紀(jì)太輕，希望你先做一些相對(duì)小規(guī)模一點(diǎn)的項(xiàng)目去鍛煉一下。
不過(guò)幸運(yùn)的是，劉春森這次遇到了提倡“以人的創(chuàng)新潛力”為核心基礎(chǔ)研究特區(qū)項(xiàng)目。遴選一批敢啃硬骨頭、敢闖無(wú)人區(qū)的優(yōu)秀青年人才正是特區(qū)計(jì)劃的重要目標(biāo)。
在這樣的選拔方針下，劉春森憑借課題的原創(chuàng)思路和過(guò)硬的科研能力贏得了三分之二專家的投票，成功入選。
復(fù)旦大學(xué)微電子學(xué)院副院長(zhǎng) 周鵬：可以說(shuō)這個(gè)課題既有基礎(chǔ)性，也結(jié)合了他自己的優(yōu)勢(shì)，然后又能夠跟國(guó)家的需求結(jié)合在一起，這一點(diǎn)實(shí)際上是非常難得的。我們當(dāng)時(shí)也愿意推薦這樣的優(yōu)秀的年輕人，就能感受到他的這個(gè)熱愛(ài)和他的光芒。
然而，讓劉春森沒(méi)想到的是，特區(qū)政策不僅從資金上提供支持，更規(guī)定“入選特區(qū)計(jì)劃的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人若非博士生導(dǎo)師，可認(rèn)定為博導(dǎo)”。這也就意味著，博士后出站才一年的劉春森直接成了博士生導(dǎo)師。
復(fù)旦大學(xué)微電子學(xué)院副院長(zhǎng) 周鵬：從博士畢業(yè)到能夠招收博士生，他既積累了帶教的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)又能夠迅速地把他的一些科研創(chuàng)造力能夠發(fā)展起來(lái)。
兩年來(lái)，劉春森已經(jīng)帶了11位博士生，在集成電路結(jié)構(gòu)、機(jī)制等幾個(gè)領(lǐng)域同時(shí)鋪開(kāi)研究計(jì)劃。
復(fù)旦大學(xué)芯片與系統(tǒng)前沿技術(shù)研究院青年研究員 劉春森：我一個(gè)最大的感覺(jué)就是，感覺(jué)這兩年自己的科研方向、進(jìn)展都快了不少。
同樣因?yàn)槿脒x特區(qū)項(xiàng)目而獲得加速成長(zhǎng)的還有研究土壤碳分解與氣候變化課題的聶明老師。在特區(qū)經(jīng)費(fèi)的加持下，他招募助手開(kāi)展大規(guī)模野外實(shí)驗(yàn)，廣泛采集樣本，取得了突破性研究成果。聶明老師因此獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金委的支持，組建了一支跨學(xué)科的團(tuán)隊(duì)，很多資深的科學(xué)家都加入其中，80后的聶明成了項(xiàng)目牽頭人。
上?；A(chǔ)研究特區(qū)第一批三所院校入選的82位科學(xué)家平均年齡為43歲。特區(qū)獨(dú)特的政策導(dǎo)向也在悄然改變著院校的科研生態(tài)。越來(lái)越多的青年科研工作者敢于攀登科學(xué)險(xiǎn)峰，更多基于“解決真問(wèn)題”的原創(chuàng)科研蔚然成風(fēng)。這種氛圍甚至撬動(dòng)了外部資源的關(guān)注，去年底復(fù)旦大學(xué)第一次收到了專門指定給基礎(chǔ)研究的社會(huì)捐款。
如今，基礎(chǔ)研究特區(qū)計(jì)劃第二批項(xiàng)目已經(jīng)啟動(dòng)，試點(diǎn)單位又增加同濟(jì)大學(xué)、華東師范大學(xué)、華東理工大學(xué)。他們將圍繞“雙碳、量子科技、人工智能＋”等國(guó)家重大領(lǐng)域做原創(chuàng)性的科學(xué)探索。
上海市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)基礎(chǔ)研究處處長(zhǎng) 宋揚(yáng)：更多的是希望能夠有這樣一個(gè)引導(dǎo)性，通過(guò)方式制度上面的創(chuàng)新和改革，能夠做一些突破。我們希望每一個(gè)特區(qū)里面都能有一些我們說(shuō)代表性的成果，真正體現(xiàn)我們基礎(chǔ)研究的最本質(zhì)的規(guī)律，這是我們期待的。
調(diào)研手記
幾天在上海的調(diào)研走訪，讓我們對(duì)基礎(chǔ)研究有了更深刻的理解。那仿佛是孤獨(dú)的拓荒，千山獨(dú)行，于無(wú)人處更進(jìn)一步。這些擁有最聰明頭腦的科學(xué)家們一生不懈探索著科學(xué)的邊界，憑借的是無(wú)窮的好奇心和無(wú)限的熱愛(ài)。而一個(gè)從尊重科學(xué)規(guī)律出發(fā)的制度、一份用心營(yíng)造的科研環(huán)境，能有力地支撐這些頂尖的科研人員心無(wú)旁騖，坐穩(wěn)冷板凳，去創(chuàng)造更多“從0到1”，再到無(wú)窮大。厚培科學(xué)土壤，靜待創(chuàng)新花開(kāi)，這便是基礎(chǔ)研究特區(qū)的使命。
（總臺(tái)央視記者 朱繼華 張芊芊 田琪永 張程 邵晨）
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