【青春在創(chuàng)新探索中閃亮】

　　光明日報記者 陳鵬 光明日報通訊員 江盛盈 陳藝嫻

　　開欄的話

　　創(chuàng)新，是人類進步的源泉；青年，是創(chuàng)新的重要生力軍。

　　如今，越來越多科研青年在重大科研攻堅中挑大梁、擔重任，為攻克“卡脖子”問題、服務國家戰(zhàn)略急需、實現(xiàn)高水平科技自立自強而執(zhí)著努力、貢獻力量。今起，本版推出“青春，在創(chuàng)新探索中閃亮”系列報道，把視線投向高校里的國家實驗室、國重實驗室、高水平創(chuàng)新團隊，聚焦其中的青年科技工作者、科研團隊等，與大家一起感受青春創(chuàng)新的力量。

　　首期關注的，是在科技創(chuàng)新的星辰大海中破浪前行的基礎研究者。他們以十年磨一劍的定力深耕“無人區(qū)”，用寂寞中的堅守澆灌科學之花。這些艱難而重要的探索，恰是顛覆性創(chuàng)新的源頭活水。讓我們珍視這份“面向未來的耐心”，為敢闖“智識荒原”的探索者喝彩。

　　小小探測器，追尋宇宙大奧秘

　　光明日報記者 陳鵬 光明日報通訊員 江盛盈

　　在浩瀚宇宙中，一束絢爛的伽馬射線暴（簡稱“伽馬暴”）劃破夜空，僅持續(xù)短短幾秒，卻釋放出堪比太陽一生的能量。這一幕，被清華大學“天格計劃”團隊自主研制的衛(wèi)星載荷精準捕捉，并以完整、未飽和的獨家觀測數(shù)據(jù)，為人類探索宇宙提供了全新視角。

　　這是一群青年學子向星空深處執(zhí)著追問的成果。

青島理工大學（黃島校區(qū)）理學院實驗室，學生在調試完全自主研發(fā)的數(shù)字全息顯微鏡。王海濱攝/光明圖片

　　2025年5月，這支由清華本科生主導的基礎研究團隊在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心迎來又一個振奮人心的時刻。隨著藍箭航天“朱雀二號”火箭點火升空，“天格計劃”第十三顆衛(wèi)星載荷——GRID-09成功入軌。這顆由“天格人”自主設計、裝調、標定的科研載荷，具備高通量與在軌自適應觀測能力，還搭載了為中國空間站“POLAR-2”項目定制的SiPM輻射損傷研究載荷。

　　作為主力成員之一，清華工程物理系博士生楊紫瑞參與了整個載荷的設計與研制。他說：“能把自己做的探測器發(fā)射到宇宙，這很酷，我們每個人都全力以赴！”

　　其實，早在2023年，楊紫瑞就親歷了“天格計劃”的一個“高光時刻”。是年8月12日，GRID-05B衛(wèi)星意外捕捉到代號為GRB 230812B的伽馬暴。這場宇宙“煙花”雖只閃現(xiàn)3秒，卻是迄今第三明亮的伽馬暴。由于天格探測器適宜的有效面積與亮源特性高度契合，成了全球唯一記錄到該伽馬暴全過程的觀測設備。在天文系博士生王晨宇牽頭下，團隊比對多國衛(wèi)星與地面觀測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)該事件與超新星坍縮相關，挑戰(zhàn)了“短伽馬暴只源于致密天體并合”的傳統(tǒng)理論。這項成果不僅填補了我國學生科研自主主導的空白，更被國際權威期刊《天體物理學報》收錄。

　　時間回到2016年，幾位清華大三學生發(fā)起組建了這個團隊，起初只是想“找個辦法看見伽馬暴”。從一個本科興趣小組成長為全國領先的大學生科研平臺，“天格計劃”取得的成果并不只是因為好運氣。他們邊學邊做，自主完成探測器原型設計，2018年成功將首顆實驗載荷送入太空。在穿越無數(shù)次試驗失敗與測量偏差的“闖關”背后，是實驗室里成百上千次的標定，是日復一日拆解問題、細化目標的“科研體力活”，以及那份對抗枯燥與挫折的好奇心。

　　“這群學生用實際行動證明了，納衛(wèi)星探測器雖小，但經過嚴格的設計和標定，它也可以是一個真正的‘科學儀器’，它一樣可以用來做有價值、有意義的科學研究。”“天格計劃”指導教師、工程物理系教授曾鳴表示，“參加這項科研的學生未必天分過人，只要你有興趣、肯努力，‘天格’就愿意為你提供成長的空間。”

　　在團隊中，每顆衛(wèi)星背后都留下了數(shù)十位本科生的身影。

　　從結構設計、軟件開發(fā)到飛控調試，核心成員必須“主刀”完成關鍵環(huán)節(jié)，每學期還通過“老帶新”機制開展技能培訓。復雜工程被切分為一個個“新手任務包”，即便是零基礎的新同學也能迅速參與。每周組會攻關、集體討論解決卡點早已成為常態(tài)，遇到科學數(shù)據(jù)處理的難題，他們還會請教學校里超算學生團隊的伙伴。工程與科學的雙輪驅動，塑造了一個協(xié)同成長、代際傳承的學生科研共同體。

　　截至目前，“天格計劃”已有來自清華7個院系、前后11屆的200余名學生參與，成功發(fā)射13顆衛(wèi)星載荷，累計在伽馬射線暴協(xié)同觀測網上發(fā)布10余例觀測事件，部分科研成果被中科院國家空間科學數(shù)據(jù)中心收錄，并發(fā)表多篇國際期刊論文。

　　如今，越來越多從“天格計劃”走出的畢業(yè)生奔赴“中國錦屏地下實驗室”“神光Ⅲ”“懷柔一號科學衛(wèi)星”等國家大科學項目一線崗位，在更廣闊的空間中繼續(xù)追光逐夢。

　　科研不是“短跑”，而是“馬拉松”

　　光明日報記者 陳鵬

　　在北京西北五環(huán)外的一座實驗室里，總有一盞燈亮到深夜。

　　燈光下，中國農業(yè)大學生物學院教授楊光輝和他的團隊，正與顯微鏡、培養(yǎng)皿和鹽堿土為伴，試圖解開一個困擾人類千年的農業(yè)難題：“鹽堿地上，作物如何高產豐收？”

　　2008年，在“21世紀是生命科學的世紀”這句話激勵下，楊光輝考入中國農業(yè)大學生物學院。本科畢業(yè)后，他進入清華大學生命科學學院深造，師從結構生物學家施一公院士。在清華的7年里，他沉浸在蛋白質結構與功能的世界里，日益體會到結構生物學的魅力。

湖北省組織省內多所高校、科研院所、企業(yè)進行科研攻關。圖為武漢格藍若智能技術股份有限公司研發(fā)團隊成員在調試人形機器人。新華社發(fā)

　　2019年，再次回到中國農業(yè)大學時，29歲的楊光輝以“杰出人才”身份被引進，任生物學院教授，進入植物抗逆高效全國重點實驗室。該實驗室以提升主要農作物抗逆性和資源高效利用為主攻方向，開展植物環(huán)境適應性的前沿基礎研究。

　　進入實驗室不久，楊光輝就選擇了一個極具挑戰(zhàn)性的方向：破解作物抗鹽脅迫的分子密碼。

　　這個課題有很強的現(xiàn)實意義：我國是全球第三大鹽堿地分布國家，目前擁有各類可利用鹽堿地資源約5億多畝，其中有農業(yè)利用前景的達1.85億畝。楊光輝介紹：“鹽堿地被稱為‘地球的牛皮癬’，傳統(tǒng)改良方法成本高、周期長。如果能讓作物自己‘學會’抗鹽，就能變廢為寶。”

　　然而，科研之路從不是一帆風順。

　　一開始，楊光輝和團隊每天面對的是無數(shù)次失敗——蛋白質結晶條件不對、基因編輯效果不理想、實驗數(shù)據(jù)與預期不符……

　　“幾乎99%的時間都在試錯。”楊光輝說，“但每一次失敗，都意味著我們排除了一個錯誤選項，離自然規(guī)律更近一步。”

　　不斷試錯，終見曙光。

　　2023年，楊光輝和郭巖課題組合作解析植物抗鹽脅迫關鍵蛋白SOS1的結構和功能調節(jié)機理的文章在《Nature Plants》發(fā)表。

　　“植物在適應鹽脅迫的過程中進化出了一系列抗鹽信號通路，弄明白其中蛋白質作用的機理，有助于植物抗鹽堿化，促進農作物更好生長。”這讓楊光輝感到興奮，“這些成果可能是作物豐收的下一個增長點。”

　　“和所有基礎學科一樣，大家最關心的是，自己的研究能不能用，什么時候能用上？”楊光輝表示，“在自由探索和目標導向這兩個維度上，生物科學都能得到很好應用。”

　　在楊光輝的實驗室里，博士生徐瑕曾經歷過一次“至暗時刻”。她花了兩年時間研究一個關鍵基因的功能，卻在論文即將投稿時發(fā)現(xiàn)，同一成果已被國內其他高校團隊搶先發(fā)表。這意味著，她的研究必須推倒重來。

　　“做科研就像賽跑，你永遠無法預測競爭對手會有多快。”徐瑕說，“壓力像一張無形的網，籠罩著你，有時真讓人喘不過氣。”

　　楊光輝安慰她：“科研不是短跑，而是馬拉松。真正的突破往往來自長期積累，而不是一時的領先。”

　　鍥而舍之，朽木不折；鍥而不舍，金石可鏤。這是楊光輝給學生的建議，也是自己故事的縮寫。

　　“基礎科學研究就像坐‘冷板凳’，過程可能會有點苦，我們要苦中作樂，要學會給自己正向反饋。”采訪中，楊光輝不止一次談到了科幻小說《三體》,“科學的魅力在于發(fā)現(xiàn)未知領域，不被外物干擾時的專注本身就很迷人。”

　　在楊光輝的設想里，下一步，他將繼續(xù)攻堅種源“卡脖子”問題的基礎科學瓶頸，以助力品種選育。“希望我們能在作物抗逆、抗病、抗蟲、高產優(yōu)產，畜禽高效生產、疫病防控、遺傳改良、資源可持續(xù)利用等關鍵方向實現(xiàn)突破。”

　　在量子世界潛心“追光”

　　光明日報記者 陳鵬 光明日報通訊員 陳藝嫻

　　夏日的陽光炙烤著每一位趕路人。在南京大學鼓樓校區(qū)唐仲英樓內，有一間毫不起眼的“黑屋子”，其內部溫度卻低得驚人，僅比宇宙最低溫度零下273.15攝氏度高出約0.03攝氏度。

　　在這間“魔法黑屋”里，南京大學物理學院教授杜靈杰帶領學生團隊成功“追光”，在世界范圍內首次成功捕捉到了引力子激發(fā)。這一重要成果同時入選2024年度“中國科學十大進展”和“中國十大科技進展新聞”。

在南京舉行的中國高校科技成果交易會展區(qū)，哈爾濱工程大學的科技網紅全海深AUV（無纜水下機器人）悟空號吸引觀眾。王路憲攝/光明圖片

　　走近杜靈杰辦公室門前的展示板，上面張貼著六份發(fā)表在《自然》主刊及其子刊上的論文。

　　2019年，杜靈杰與合作者在分數(shù)量子霍爾效應中意外觀察到一種新的集體激發(fā)，這一成果被科研界認為可能是分數(shù)量子霍爾引力子（即引力子激發(fā)）存在的證據(jù)。隨后不久，杜靈杰結束留學，回到母校南京大學任教，并決心解決這個基礎物理問題。

　　當時的引力子領域還是科研“無人區(qū)”，研究的首要條件是要有合適儀器設備。當時，全球都沒有現(xiàn)成的實驗設備，團隊只能從零開始自主搭建。

　　2022年8月，杜靈杰帶領團隊歷時三年，從無到有設計組裝出實驗裝置，搭建起一間能夠開展實驗的“黑屋子”。最初一段時間，杜靈杰及其團隊一無所獲。他們對海量的實驗數(shù)據(jù)進行分析復盤，發(fā)現(xiàn)了引力子激發(fā)的微弱信號，滿懷期待投稿，卻被期刊回復“證據(jù)不足”。的確，因為該發(fā)現(xiàn)如被證實，意義將極為重大，期刊編輯部不得不謹慎對待。

　　杜靈杰沒有放棄，帶領學生冷靜復盤每一步實驗步驟，仔細排查，直至找到辦法。2024年3月，團隊研究成果——“在分數(shù)量子霍爾效應中首次觀察到引力子激發(fā)”終于在《自然》正式發(fā)表。

　　杜靈杰的團隊里，幾乎全是年輕人。課題組大組會每周一次，每位學生都要匯報科研進度，分享學習成果。學生王一帆告訴記者：“實驗中遇到任何困難咨詢杜老師，不管多晚，他都會及時回復。”

　　實驗上的問題總是一個接一個。杜靈杰建議學生專注眼前任務，先解決今天的問題，再去琢磨明天的問題：“只要每天有進步，哪怕微小也值得開心。”

　　如何讓團隊保持科研熱情？他也有自己的策略：大膽探索前沿領域，做好長期攻關準備；也開展一些把握較大、短期內能出成果的工作，以正向激勵科研團隊。

　　“基礎研究是種大樹的事業(yè)，可能幾十年后才會開花，但‘埋頭種樹’和‘低處摘桃’并不矛盾。種樹過程中難免勞累饑餓，順手開展些短期工作，就像摘顆桃子吃下肚，補充體力、增加動力，一步步實現(xiàn)終極目標。”杜靈杰說。

　　“選擇科研領域時，不要以冷熱門為唯一標準。冷熱周期變化不定，對科研人而言，堅持耕耘、保持戰(zhàn)略耐心，產出意義重大的成果，助力社會解決難題才是關鍵。”杜靈杰說，“關鍵是做自己感興趣且國家社會需要的事。”

　　實驗室成立初期，科研經費不足，南京大學撥付專項科研基金以解燃眉之急。成果完成后，仍然面臨著經費不夠支撐后續(xù)研究的狀況。好在，江蘇省科技廳通過省自然科學基金攀登專項緊急撥款300萬元給予支持。而江蘇省物理科學研究中心的成立和國家長周期項目的開展，也為基礎研究提供了更穩(wěn)定的支持。

　　基礎研究與其他學科不同，需要根據(jù)自身特點靈活探索。杜靈杰將科研比作小船：“基礎研究是探索未知，所以其突破往往有不可預期性，如果讓更多的小船從不同的可能方向進行探索，那會更有機會找到基礎研究的‘新大陸’。當然，有組織科研對于深化基礎研究是極為重要的，尤其是在‘新大陸’的方向被確定之后。如此一來，形成良性循環(huán)，基礎研究的動力將越來越強。”