合肥微尺度國家實驗室：何以成為越燒越旺的“創新熔爐”

　　日前，由兩院院士投票評選的2009年度中國十大科技進展揭曉，中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家實驗室(籌)(以下簡稱“微尺度國家實驗室”)杜江峰教授研究小組的“量子計算研究獲重大突破”榮列其中。這是該實驗室自2003年獲批籌建以來連續7年有成果入選中國十大科技進展。自2003年以來，該實驗室還有1項成果入選年度世界十大科技進展、3項成果入選國際物理學年度重大進展、5項成果入選中國高校十大科技進展、4項成果入選中國基礎研究十大新聞……微尺度國家實驗室已經成為一座越燒越旺的“創新熔爐”。

　　“對這些熱心創造的科學家們來說，‘管理’二字是不太適合的”

　　我們沒有刻意的管理創新

　　向管理創新要成果要人才，是近年來許多管理者常說的一句話。微尺度國家實驗室成果迭出， 是不是也與此相關呢?

　　“我們沒有刻意的管理創新。”中國科大校長、微尺度國家實驗室常務副主任侯建國院士的一番話頗出乎筆者的意料。據了解，微尺度國家實驗室的投入并不算很多，研究人員基本上來自校內相關院系和每年的正常招聘。科研團隊的負責人大多是科大土生土長的博士，沒有顯赫的學術經歷。對他們，微尺度國家實驗室沒有制定嚴格的考核指標，只是要求進行3至5年的階段性工作匯報。對研究人員每年應該爭取多少科研項目和經費、發表多少科研論文、取得多少發明專利等等，一概不提硬性指標，甚至連一年一度的考核都不作具體要求。

　　“實驗室不會把發展中遇到的各種競爭和壓力簡單地按照發表論文數、爭取項目數的方式分解給各個教授，但是，實驗室面向國家需求、面向科學前沿，通過學科交叉在若干關鍵領域獲得重大科學突破的要求是明確的，全體研究人員對實驗室的使命與任務是認同的。”侯建國說，“每年實驗室都會對研究工作作整體上的評估。如果說管理創新，這或許應該算是一個。”

　　實驗室組織了國際學術咨詢顧問委員會，每年召開一次會議，國家實驗室和下屬的7個研究部分別向國際科學家們提交一份報告，接受他們的質詢。實驗室要求國際科學家們在集中討論后給出一份評估報告，并向相關研究部提出兩個最新的研究方向，介紹目前世界上哪些研究所或大學在這兩個研究方向上做得最好，以便實驗室同他們開展合作和交流。

　　“我們有一定的學術獎勵， 但獎勵的額度并不大。很難說學校的教授們發表論文、做出成果，與這樣的獎勵有什么必然關系。”侯建國說，“有的團隊可能好幾年都沒有高水平的成果，但實驗室和學校并不給他們壓力， 我們都知道他在等待突破，在坐冷板凳。對這些熱心創造的科學家們來說，‘管理’二字是不太適合的。”

　　只有科學家對外界的誘惑置之度外，科學上的突破才會水到渠成

　　創新源自科學家的原動力

　　陳仙輝教授是科大自己培養的博士，上世紀80年代后期，國際性的高溫超體研究取得重大突破， 當時還在讀研究生的陳仙輝選擇了高溫超導作為自己的研究對象。

　　“到目前為止，高溫超導的機理還不清楚，需要新的理論來支撐。所以，我總覺得有驚喜在等著我。”陳仙輝的話里透著一種從容與淡定。堅持不懈地追逐“驚喜” 的陳仙輝，在這個領域一干就是20年。平時沒有上下班之分，沒有工作日和節假日之分，每當有了新的進展或想法，或者學生們有了新的發現，深更半夜他也會興奮地趕去實驗室。

　　厚積薄發。2008年2月19日，日本科學家發表文章稱，發現氟攙雜的鑭氧鐵砷化合物在26K(-247.15℃)時具有超導性。陳仙輝研究了日本的工作后，認為他們沒有證明這類材料是真正的高溫超導體，于是立刻帶領學生開始研究。3 月25日， 結果出來了：這種材料的臨界溫度超過了40K(-230.15℃)， 突破了“麥克米蘭極限” (麥克米蘭曾經斷定， 傳統超導臨界溫度最高只能達到39K)， 證明了這類超導體是除銅氧化合物高溫超導體外的又一高溫超導體家族。

　　2個月后， 他們的研究論文在國際權威學術期刊《自然》上發表， 這一成果入選美國《科學》雜志和國內兩院院士評選出的當年度世界十大科技進展。

　　“主要靠長期的工作和實驗積累，否則不可能敏銳地捕捉到有效的信息，也不可能這么快就有結果。”陳仙輝說。

　　“用‘十年磨一劍’來形容陳仙輝的突破是非常恰當的。”侯建國說，“從他的經歷中，我們認識到創新源于科學家的原動力，而不是各種名目繁多的管理與約束措施。只有當科學家們對外界的誘惑和干擾置之度外，而能平心靜氣地專心于學問的時候，科學上的突破才會水到渠成。”

　　單從待遇和地理環境上說，地處合肥的中科大很難吸引優秀人才

　　科學家更需要的是完善的服務

　　“當然，我并非說實驗室的管理者可以無所作為。科學家更需要的不是簡單的管理而是完善的服務，管理者應把時間和精力放在為科學家創造條件、解決困難、營造氛圍上，使科學家們的好奇心、原動力得以持續。”侯建國深有體會地說。

　　獲得2009年度中國十大科技進展的杜江峰教授同樣是科大自己培養的博士，也是國內最早從事量子計算技術研究并取得一系列重要進展的科學家之一。2007年， 他結束了歐盟瑪麗居里研究員的工作后回校，申請“量子調控” 重大科學研究計劃項目(973)“基于核自旋量子調控的固態量子計算研究” 并獲得通過，成為該項目的首席科學家。但是，要開展進一步的創新研究，還需要購置先進的實驗設備。這對“羽翼未豐”的杜江峰來說無疑是個難題。這時候，學校和國家實驗室向他伸出了援助之手，撥給他250萬元經費，又借給他300萬元經費，再加上他自己的科研經費，一共800萬元，全部用來購置實驗設備。

　　短短一年多時間，國內第一個脈沖電子順磁共振實驗平臺建成了。緊接著，2009年6 月，他和香港中文大學教授劉仁保合作，利用這一實驗平臺在國際上首次實現了真實固態體系的最優動力學解耦，極大地提高了電子自旋相干時間，并成功厘清各種退相干機制在此類固體體系中的影響。該成果發表在2009年10月29日出版的《自然》上，同期發表的專文評述指出：“他們所使用的量子相干調控技術被證明是一種可以幫助人們理解并且有效對抗量子信息流失的一個重要資源…… 從而朝實現量子計算邁出重要的一步。”

　　有了好的平臺，科學家就有了創新的舞臺。記者了解到，近年來，中國科大耗資數億元建設了物理、化學、生命科學、工程科學、信息科學等實驗教學中心，集中購置了一批在相關領域內急需的、通用的，而一般科研課題又無力購買的大中型儀器設備，并組建了技術支撐服務隊伍，使得全校師生都能在公共科研平臺上實現自己的學術思想。許多先進實驗設備幾乎全天候運轉，全校所有相關專業的院系都在用。“用壞了要比放壞了強。” 管理儀器的老師說。

　　從讀本科開始， 杜江峰已在科大學習生活和工作了24年。“無論是從待遇還是從地理環境上， 確實找不出來我呆在合肥這么多年的原因，我父親到現在還對我沒去大城市耿耿于懷。可我不愿意離開， 這里有種獨特的精神在吸引我， 我很喜歡這個地方。” 杜江峰說。

　　“只在自己的一畝三分地上搞閉關自守，不會有大的出息”

　　學科交叉更重要的在于思想碰撞

　　學科之間的交叉已經幾乎滲透到了科學研究的每一個層面。有數據表明，近百年間獲得諾貝爾自然科學獎的300多項成果中，約有一半是多學科交叉取得的。

　　微尺度國家實驗室很好地實現了物理學、化學、生命科學、信息科學、材料科學等5個一級學科之間的交叉。侯建國形象地說： “志趣相投的人聚到一起， 好比是‘物理組合’， 在國家實驗室這個平臺上產生‘化學反應’。”

　　被譽為“黃金組合”的侯建國與楊金龍教授就是國家實驗室學科交叉的典范。早在1995年， 兩人分別從國外回到科大，之后不久他們就在時任校長的朱清時院士的“撮合” 下走到了一起。國家實驗室籌建以后，兩人的學術合作進入一個新的境界。侯建國負責實驗部分的精耕細作，楊金龍負責理論方面的深度掘進，他們帶領一批年輕教師和研究生，利用低溫超高真空掃描隧道顯微鏡，巧妙地對吸附于金屬表面的鈷酞菁分子進行“單分子手術”，成功實現了單分子自旋態的控制。研究成果發表在2005年9月的國際權威學術期刊《科學》上，審稿人評價說：“這項實驗工作開辟了一個新的領域”，“是新穎的單分子功能調控的一個極好的例子”。這項成果被評為2005年度中國十大科技進展。目前，微尺度國家實驗室已聚集了包括7名中科院院士在內的70多名教授和研究員，建成三大技術支撐平臺，培育了國家自然科學基金委的5支優秀創新團隊和教育部的4支優秀創新團隊。在這種“土壤” 環境下，學科交叉是容易實現的。

　　不同學科解決問題的手段和方式方法也不同，國家實驗室在學科交叉方面，雖然對交叉合作的課題給予一定的獎勵，但并不刻意要求相互之間必須解決共同問題，而更看重提供一種思想碰撞和相互啟發的氛圍和機制。

　　“學科交叉更重要的價值在于思想碰撞。”侯建國說。微尺度國家實驗室三樓有一個房間，布置得像一間客廳，室內彌漫著咖啡的濃濃香味，朝南的一扇門通向寬闊的陽臺，廊檐和欄桿上垂掛著綠色藤蔓。這是實驗室研究人員經常聊天、交流的場所，許多學術上的靈感和火花，就是在這種隨意寬松的聊天中產生的。

　　實驗室各研究部還會經常從世界范圍內邀請各自領域最好的學者來作學術報告和交流，而這樣的講座和報告則是全實驗室人共同享受的資源。

　　“國家實驗室的科研人員都很開放，沒有小家子氣，樂于和不同學科的人交流自己的學術思想。”杜江峰說，“這樣不但能對各自的研究情況有所了解，而且很容易相互啟發。在自己的一畝三分地上搞閉關自守，不會有大的出息。”

　　“你們不能永遠作為助手，一定要成長起來， 獨當一面”， 這是實驗室的“軍規”

　　給年輕人提供沒有“天花板”的創造空間

　　筆者在采訪時注意到，微尺度國家實驗室近年來連續入選年度中國十大科技進展的團隊負責人都在40至50歲之間，而團隊骨干力量則大多是二三十歲的年輕人， 其中不少是在讀的博士生、碩士生。幾乎所有的團隊領導者在談到自己的學生或助手時，都充滿了快樂與自豪。在國際量子信息領域，“潘建偉小組”是個知名度不小的名稱。

　　1970年出生的潘建偉和一批年齡比他還小的年輕人，在近年來取得了一系列的原創性成果：在世界上首次實現五光子糾纏和終端開放的量子隱形傳態......他們的研究成果從2003年至今已5次入選中國十大科技進展，兩次入選歐洲物理學會和美國物理學會評選的年度國際物理學十大進展。

　　在領導量子物理和量子信息實驗室的這些年里，為了掌握國際上最先進的量子糾纏技術和量子存儲技術，在中國科大和國家實驗室的支持下，潘建偉先后赴奧地利和德國海德堡大學做客座教授，并不斷融合不同學科背景的年輕人———如做冷原子物理的北大博士陳帥、理論物理的加拿大博士后陳凱、統計物理的荷蘭博士后鄧友金加盟自己的實驗室。同時，他還將國內實驗室一批有潛力的學生苑震生、趙博等介紹到國外一流大學讀博士或從事博士后研究，在國際學術界的最前沿開闊眼界，增長興趣，轉換思維。

　　如今，潘建偉小組在發展量子技術方面， 已經是“世界上處于領先地位的小組之一” (奧地利維也納大學物理學家布魯克納語)。

　　2009年7月，潘建偉帶著他“海外團隊” 集體“回家”，光是搬家的清單就足足列了20頁之多。已在學術界嶄露頭角的年輕人面對海外學術機構的邀請沒有動搖。“現在國內的科研條件也不錯， 而且在優秀團隊會進步更快。這個團隊是我最好的選擇。” 陳凱說。

　　而年輕的潘建偉教授則對他的更年輕的同事們說： “你們不能永遠作為助手， 一定要成長起來， 獨當一面。”

　　“在實驗室里，我常說‘取法乎上， 僅得其中; 取法乎中， 僅得其下。’” 侯建國說，“實驗室一定要給年輕人提供沒有天花板的創造空間，讓他們能跳多高就跳多高， 讓他們保持學術上的熱情和野心。”