青春為馬 馳聘山海

他們是心懷“國之大者”的青年科學家，他們是國際科研版圖上的中國力量。他們用青春砥礪報國之志、勇攀科技高峰。在五四青年節(jié)到來之際，我們一起見證：

他們“頂天”，上九天攬月，追光于浩瀚星河。

他們“立地”，下五洋捉鱉，興農(nóng)以利萬民。

他們“拿得起”千斤重擔，用最美好的青春承擔起中華民族偉大復興的歷史使命。

他們“放得下”富貴榮華，專心致志做國家最急需、對人民最有價值的工作。

“桐花萬里丹山路，雛鳳清于老鳳聲?！彼麄儽寂茉诿恳粋€“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”

“有時候一個夢想，就可以點亮整個天空。”2020年高考前，清華大學發(fā)布了招生宣傳片《追光少年》。該宣傳片以清華大學“天格計劃”為原型創(chuàng)作。

清華大學天格團隊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)科學問題：自研衛(wèi)星荷載，自主開展在軌觀測，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備自己的畢業(yè)設(shè)計。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)生了一個設(shè)想：自主研制空間伽馬射線探測的納衛(wèi)星科學載荷，探測中子星并合引發(fā)的伽馬射線暴。同時，研制衛(wèi)星載荷也涉及多方面的工程知識。因此，在他們看來，這正是一個理工結(jié)合、面向前沿的科學真問題。

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的前沿研究領(lǐng)域。以它為目標，溫家星“招兵買馬”，一個由30多名學生組成的伽馬射線暴探測衛(wèi)星研究興趣團隊正式成立。馮驊提出將項目命名為“天格”，寓意“天道酬勤、格物致知”。

一開始，項目指導老師就一直在思索，如何讓學生的學習科研對接國家的需要。眼下國家基礎(chǔ)科學蓬勃發(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)科學拔尖人才，他們既要通曉科學前沿，也要掌握工程思維，還要具有團隊協(xié)作和項目管理能力。而要培養(yǎng)這樣的能力，只能通過真刀真槍、科工融合的實踐。因此，“天格計劃”正適合充當新一代拔尖人才的“孵化器”。

“發(fā)射衛(wèi)星、探測宇宙是國家的事，你們本科生做得了嗎？還是不要好高騖遠了。”宣傳片中還原了天格團隊曾經(jīng)遭到質(zhì)疑的過程。

一邊是蠢蠢欲動的雄心壯志，一邊是質(zhì)疑和冷水，對大部分學生項目而言，這或許就意味著結(jié)束。但當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、遙測與通訊、載荷的材料費用、束流標定實驗至少需要150萬元。這可不是小數(shù)目，錢從哪里來？學校和老師給了很大支持，協(xié)調(diào)實驗室、邀請老師專家培訓……有了支持，學生們就吃了“定心丸”。

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

當學生們提著修復好的衛(wèi)星載荷出發(fā)趕往飛機場時，時間已經(jīng)是凌晨1點鐘。

《追光少年》中曾說，“天格計劃”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，天格團隊成員追逐著彌高彌遠的科研夢想。

    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)上坐過化學化工領(lǐng)域的專家、研究材料科學的學者、生物醫(yī)藥專業(yè)的學生、人工智能工程師……作為在多學科交叉前沿開展研究的青年科學家，侯旭的朋友圈覆蓋物理、化學、生物、醫(yī)學、工程、信息等多個領(lǐng)域。

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

博士后研究期間，侯旭在一次分離實驗中發(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，也會造成途經(jīng)物質(zhì)的殘留，時間一長，膜材料就會被污染甚至堵塞，這正是污水處理、空氣凈化、海水淡化等場景中的痛點。

但液面沒有這種缺陷。“液體的流動性能使材料表面達到分子級的平整。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’，在壓強作用下‘液門’關(guān)閉時，即使是氣體分子也無法通過，而‘液門’打開時，就可以實現(xiàn)物質(zhì)的快速運輸與分離。”侯旭打了個比方，“就像給微觀世界的‘水簾洞’安上智能開關(guān)?！?/P>

從剎那的靈感出發(fā)，侯旭等人于2015年首次提出“液體門控機制”的概念，踏進未知的“無人區(qū)”。2016年，侯旭入職廈門大學，成為雙聘教授，組建課題組團隊、搭建實驗室，潛心研究“液體門控”的新機制與技術(shù)應用。

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)觀察和測量微觀尺度的壓強，侯旭購置了傳感器、電源和顯示器等配件，簡單拼裝了一個測壓設(shè)備。“數(shù)據(jù)全靠手抄，一秒就要抄一個數(shù)據(jù)，抄完后再把數(shù)據(jù)錄入電腦換算，并進行分析，一天只能做兩三組實驗?！焙钚裾f。

為更高效地開展實驗，侯旭團隊自主開發(fā)了先進的測試儀器和裝置系統(tǒng)。液門流體跨膜壓強測試儀就是其中之一，這是一臺平板電腦大小的銀色方盒，可以實時監(jiān)測流體跨膜過程中的壓強變化并開展性能分析，同時實現(xiàn)觸屏操作、遠程監(jiān)控、云端輸出與分析等功能，能明顯提高實驗效率。

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

目前，侯旭團隊已發(fā)展了多種響應性液體門控系統(tǒng)，并推動液體門控技術(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、智慧農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學工程等方面的應用。

    破壁：讓智能超算實現(xiàn)“中國定義”

53個量子比特的量子計算機花200秒完成的任務，傳統(tǒng)超級計算機需要花10000年。人們認為，量子計算具備了傳統(tǒng)計算機無法企及的優(yōu)越性能。然而，裝上“神威量子模擬器”的超算，以更高標準完成相關(guān)采樣任務，只需要304秒。

從10000年到304秒，這是中國在超算應用前沿領(lǐng)域登上的一座“高峰”，而這條路上有著一支年輕隊伍奮斗的身影。2022年5月，之江實驗室智能超算研究中心被授予第26屆“中國青年五四獎章集體”稱號。

這個成立于2021年4月的年輕團隊，35歲以下成員占比近九成。之江實驗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。我們的目標就是要打造國際一流的智能超算創(chuàng)新中心?！?/P>

“超算就是超級計算機的簡稱，它有極高的計算性能和極大的數(shù)據(jù)存儲容量。”之江實驗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)揮計算能力。”

秉持科研報國的決心，這支年輕的隊伍直面挑戰(zhàn)，利用新一代神威超級計算機，有效模擬了一個深度為10×10×（1+40+1）的隨機量子電路，并提供每秒4.4百億億次的持續(xù)計算性能，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，是不斷的試錯優(yōu)化和埋頭苦干。團隊負責人劉鑫回憶：“每天都是高密度的頭腦風暴、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?！?/P>

2021年11月19日，“初出茅廬”的之江實驗室智能超算研究中心第一次走到聚光燈下。由之江實驗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)合團隊研發(fā)的神威量子模擬器獲得了被譽為“超算領(lǐng)域諾貝爾獎”的“戈登·貝爾獎”。

“獲獎不是終點，我們要持續(xù)做更高、更快、更強的高性能計算應用?！绷孔幽M器團隊研究員劉鑫說。在這之后短短三個月的時間里，他們又顯著提升了性能指標。

雖然艱辛，但團隊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，把東部密集的算力需求有序引導到西部，織就全國算力“一張網(wǎng)”。之江實驗室智能超算研究中心積極響應國家號召，研發(fā)的超算互聯(lián)網(wǎng)平臺已基本搭建完成，將實現(xiàn)多個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，彰顯著這個年輕團隊的雄心，也不斷激勵著團隊里的科研人員?！翱茖W與應用并進，我們選擇了一條異常艱難的路。但我們的內(nèi)心認定這是一條充滿希望的路，是堅定的、充滿力量的。”回想起那些搞研發(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)于中國科學院大學，在加入中心前并沒有接觸過超算。作為新人，剛開始時她也曾氣餒，但團隊成員間的互相鼓勵給了她巨大的動力：“一些‘卡脖子’難題總得解決，我們不做誰來做……”不到一年時間，她已成為團隊的科研骨干。

“團隊成員大多是‘90后’，大家學習新知識的自驅(qū)力很強，上手也很快，就好像海綿，能夠快速汲取、快速成長?！鼻匾嗾f。

奔跑在追夢路上——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，一個青年人正在給當?shù)剞r(nóng)技人員和鄉(xiāng)親們講解玉米大豆帶狀復合種植的技術(shù)規(guī)范。

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

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

為何會棄藥從農(nóng)？“當時，我國大豆種植面積和產(chǎn)量持續(xù)下滑，國產(chǎn)大豆短缺問題嚴重?！眲⒔f，回國后是繼續(xù)開展藥學研究，還是瞄準國家戰(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)大豆危機的重要途徑，他被楊老師長年潛心科研、堅持將論文寫在大地上的務實精神深深感動。

在楊老師的感召下，他毅然放棄持續(xù)多年的藥學研究，全身心投入玉米大豆帶狀復合種植的應用基礎(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不太相符，你對未來的發(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，為團隊的融合發(fā)展貢獻力量?！?/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)簡便實用、高效生態(tài)的農(nóng)業(yè)技術(shù)和機具，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的高效、生態(tài)和快樂”的團隊使命，針對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)瓶頸，圍繞如何提高復合種植大豆耐蔭、霉變抗性，進而提升大豆產(chǎn)量品質(zhì)等問題，發(fā)揮專業(yè)特長，將天然產(chǎn)物化學、分子生物學和作物栽培學等多學科交叉融合，形成了“復合種植大豆化學生態(tài)學”研究新方向，并在復合種植大豆次生代謝與抗逆生理機制方面開展了系統(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)過團隊成員的共同努力，玉米大豆帶狀復合種植技術(shù)體系不斷完善，難題被逐一攻破，實現(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)的玉米大豆爭地矛盾提供了切實可行的方案。

在川農(nóng)大博士生陳建華眼中，劉江對待學生、對待科研，絕對是一絲不茍。“老師常說‘一事，萬事’，再小的細節(jié)也要做好。”陳建華回憶劉江指導自己的碩士畢業(yè)論文時，從提綱搭建到文稿撰寫，反復討論斟酌，密密麻麻的批注，“甚至連一個標點也不放過，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”這個綽號一點兒也不新鮮：“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。”

    （本版文字由本報記者劉博智采訪整理）

《中國教育報》2023年05月04日第4版