彭慧胜团队走通纤维锂离子电池“最后一公里”,建立纤维电池织物应用示范;赵俊团队发现新型高温超导体,并为超导研究提供全新视角和平台;许杰团队发现CD3L1免疫检查点,为肿瘤治疗带来新突破……点开复旦大学官网,一项项发表于《自然》《科学》《细胞》等顶尖学术期刊的基础研究成果扑面而来、滚动更新。
国际顶刊上越来越响的“复旦声音”折射一所大学不断跃升的创新能级。近年来,从围绕重大任务需求组织“大科学”研究,到部署“科学智能”科研范式变革,再到试点推行10年或以上长周期学术评价,复旦大学坚持“种好自己的果树”,而不是光摘“别人树上剩下的果子”,向改革要动力,构建起更加完善的基础研究支持、组织、评价体系,在服务高水平科技自立自强与科技强国建设中担大任、展作为。
“两条腿走路”提升创新策源力
今年8月,《自然·电子学》发表复旦大学周鹏—刘春森团队重要研究成果,他们在国际上首次实现最大规模1Kb纳秒超快闪存阵列集成验证,并研发了不依赖先进光刻设备的自对准工艺,将有力推动超快闪存技术的产业化进程。
刘春森说起这段科研经历,专门提到上海市基础研究特区计划,“青年科研人员能够坐稳‘冷板凳’,‘特区’提供了关键支撑”。
复旦大学科研团队在高性能纤维电池及电池织物研究上取得新突破,相关研究成果发表于《自然》(Nature)主刊。本组图片均由新华每日电讯记者刘颖 摄
2021年,上海在全国率先推出“基础研究特区”制度创新,在复旦大学、上海交通大学、中国科学院上海分院设立首批3个“特区”,以5年为一个周期,市科委每年向每个特区投入2000万元,试点单位以不少于1∶1的经费比例共同投入。复旦明确,特区项目评选定位为持续稳定支持45岁以下青年人才挑战最前沿科学问题,探索交叉融合领域,冲击国际顶尖重大科学问题,在考核目标上接受失败,允许试错。
3年前,29岁的刘春森入职复旦仅1年,他向特区提交了关于晶体管新材料的课题,同时也对自己可能会因为科研资历尚浅而通不过评审有着心理准备。幸运的是,不预设条条框框,激励年轻人敢闯“无人区”、甘坐“冷板凳”,正是特区计划的重要目标。刘春森凭借课题原创性和过硬的科研能力赢得足够多的专家投票,成功入选特区项目,得到了400万元的大体量稳定经费支持。
目前,复旦大学已遴选资助37个瞄准原创前沿科学问题的基础研究特区项目,入选者平均年龄37岁。
基础研究是建设创新型国家的“源动力”“元实力”。面对国际科技竞争向基础前沿前移的趋势,科研人员既要有从“0”看到“1”的慧眼雄心,善于在“无人区”、交叉点静心“种好自己的树”;又要有从“1”看到“10”的远见卓识,把科技前沿同国家重大战略需求和经济社会发展目标结合起来。
“基于此,学校坚持目标导向和自由探索‘两条腿走路’,统筹基础原理突破与技术路线选择,持续提升创新策源能力,培育壮大战略科研力量。”中国科学院院士、复旦大学校长金力说。
凝练关键科学问题是基础研究高质量发展的前提。在引导支撑各学科扎根原始创新同时,复旦大学鼓励支持科研人员聚焦战略必争领域,在国家科技计划尚未布局、具有重大突破潜力的前沿方向先行一步,抢占未来发展的战略“制高点”;聚焦关键领域产业链需求,凝练、培育重大攻关项目,强化与国家重大攻关任务衔接,推动关键核心技术突破。
在围绕重大任务需求组织“大科学”研究过程中,复旦大学完善问题聚焦、任务耦合、路径协同、成果集成的联合攻关机制,提升基础研究整体效能。近年来,学校获批5项国家自然科学基金最高层级的“基础科学中心项目”;承担5项上海市级科技重大专项任务,立项经费逾20亿元。
“AI for Science”塑造科研新生态
去年9月,复旦大学时隔20年再次举办户外开学典礼,典礼前几日的上海阴雨连绵,但“伏羲”气象大模型给师生带来好消息:“今天上海不下雨。”
耗时不用3秒,“伏羲”就可预报未来15天的全球天气。今年6月,全新升级、面向产业应用的伏羲系列气象大模型2.0发布。“伏羲”2.0的中期天气预报大模型和次季节大模型,面向新能源、航空运输等行业取得进展。
第二十三届中国国际工业博览会上,观众在复旦大学展台通过放大镜参观XINSORB生物可降解心脏支架。
“伏羲”的诞生,是人工智能和科学研究的一次美妙结合,也是对“AI赋能千行百业”的诠释,而这源于复旦大学在AI for Science(科学智能)上的前瞻布局。去年6月,复旦上线国内高校最大云上科研智算平台CFFF,为全校科研所需的高性能计算提供强大计算资源。利用这一平台,“伏羲”在一天内就完成了45亿参数量的训练,这是传统的计算平台难以做到的。从预报天气到预测蛋白质结构,再到模拟星系碰撞,科学智能引领复旦大学基础研究范式开启重大变革。
一个好的假设,往往是好的科研的开始。在金力看来,假设可以基于传统科研范式提出,也可以由科学智能驱动,而对未来科学家的一个要求,就是要准确判别由AI生成的假设,挑出最有价值的问题。因此,复旦大学不仅要发展科学智能,推进科研范式变革,更要涵养学科交叉开放生态,推动融合创新。
今年初,复旦大学类脑智能科学与技术研究院科研团队与复旦大学附属华山医院团队展开联合攻关,采用大规模蛋白质组学数据和人工智能算法发现了预测未来痴呆风险的重要血浆生物标志物,实现提前15年预测痴呆发病风险,成果在《自然·衰老》上发表,并被同期《自然》主刊置顶评论:“这是科学家们几十年来追寻的结果”。此研究展示出人工智能融合生命科学研究的巨大潜力。
作为一名典型的跨界者,复旦大学类脑智能科学与技术研究院院长冯建峰常年带领一支国际化、多学科顶尖科研团队探索大脑的奥秘,他把科研比作“搭积木”,“把所有力量集中在一起去解决一个问题,才会实现1+1>2的效果”。
近年来,面向重大科学问题、前沿方向和应用基础研究领域,复旦大学创新性建立类脑智能科学与技术研究院、智能机器人研究院、人工智能创新与产业研究院等一批实体运行科研机构,集聚校内外优势科研力量重点突破领域难题,并培育出一批渐趋成熟的前沿交叉方向。
算力也并非自然科学的专属,复旦大学“双一流”重大科技攻关项目“中华早期文明跨学科研究计划”就从文字学、语言学、遗传学和考古学以及世界史等角度,依托大数据平台,重构中国早期文明起源、传承和发展的历史进程,以跨学科视角回应国家重大文化发展需求。
“向世界讲述中国故事、传播中国智慧,我们的办法是用数据说话。”复旦大学科技考古研究院副教授文少卿利用分子考古技术,以准确详尽的考古大数据,书写中华民族“大家谱”。在他团队里,来自自然科学与人文社科的师生不时碰撞出闪亮的思维火花。
“十年磨一剑”涵养青年成才沃土
加强基础研究,归根结底要靠高水平人才。人才工作的一个关键,就是完善人才差异化评价和长周期支持机制,赋予科技领军人才更大的人财物支配权和技术路线选择权。
离开企业入职复旦大学生命科学学院后,鲁伯埙主要从事遗传性神经退行疾病方向的研究,近来,他决定给自己的研究工作“上点难度”——建立新的实验手段标记神经元并追踪其生存全过程,尝试破解神经元如何逃逸甚至逆转死亡的机制。这是一项极具创新性且很难在短期内出成果的工作。
在复旦大学,中科院院士、国家自然科学奖一等奖得主赵东元在实验室里指导学生。
“基础研究的核心难点是充满未知,我愿意进行一场冒险。”给了鲁伯埙这种底气的,是复旦大学一项深化人才管理体制机制改革的举措。
去年11月,复旦大学在上海市大力支持下成立相辉研究院,设置“相辉学者”学术岗位,提供10年或以上的稳定经费支持和长周期学术评价;收入对标国际,不设上限;科研经费实行总额包干制和科学家负责制,自由开展科研业务和团队建设。
目前,已有8位优秀人才受聘为复旦“相辉学者”,40岁出头的鲁伯埙是其中之一。“‘相辉学者’既选人,也选研究题目,希望这里能够聚集‘最强大脑’,让他们无拘无束地研究深刻的大问题。”相辉研究院院长、中国科学院院士、复旦大学教授赵东元表示,“相辉学者”不仅遴选校内优秀人才,更重要的是面向全球遴选人才,聚天下英才而用之。
坚持引育并举、养用结合,不断厚植拔尖创新人才成长的沃土。
学校全面实施战略人才培育计划,不断丰富内涵,完善配套举措,加快构建发现、支撑、跟踪、评价等全生命周期的人才培育体系。以评价为例,在科研人员中推行以综合准入标准为基础的“代表性成果”评价机制,优化分类评价标准,更好发挥同行评价、市场评价作用,变“量化导向”为“质量导向”。学校还完善“预聘—长聘”制度,将职称晋升与准聘期青年教师选留脱钩,实现从“非升即走”向“绩优则留”的转变。
今年9月,复旦大学化学系2024届本科毕业生沈嘉城将以“卓博计划”入选者身份攻读博士学位,去年他还入选了首届国家自然科学基金青年学生基础研究项目。沈嘉城的脱颖而出,与他早早踏上科研之路密不可分。
大一时,沈嘉城向赵东元院士邮件请教课程相关问题,没想到竟受邀面对面交流,后来成为了赵院士课题组成员。本科期间,他关于纳米介孔材料合成及其在肿瘤治疗中应用的研究,获得国家自然科学基金青年学生基础研究项目10万元经费资助。
高校特别是“双一流”高校是基础研究人才培养的主力军。复旦大学努力把握拔尖创新人才培养规律,对有潜质的学生早发现早培育,高质量推进“基础学科拔尖学生培养计划”“强基计划”,创设“优生优师优培”的“卓博计划”等,持续提升自主培养拔尖创新人才能力,一个个心怀科研报国志的年轻人崭露头角、行稳致远。
“服务构建支持全面创新体制机制,复旦大学坚决贯彻落实党中央重大决策部署,将继续加快首创性、深层次、集成化改革,努力实现教育发展、科技创新、人才引育一体推进,原始创新、融合创新、开放创新有效贯通,创新链、产业链、人才链深度融合,以实际行动向党和人民交出满意答卷。”复旦大学党委书记裘新说。(记者吴振东)