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为有源头活水来 ——东南大学基础科学研究工作纪实
发布时间: 2010-05-26                    访问次数: 548

      
         诺贝尔奖获得者、著名华裔物理学家李政道在接收媒体采访时,曾多次强调基础研究的重要性。在他看来,基础研究是水,应用研究是鱼,开发研究是鱼市场。没有水,就没有鱼,也就没有鱼市场;同样,没有基础研究,就没有应用研究,更谈不上开发研究了。一个国家、一个民族,要在科技方面对人类有重大贡献,必须重视基础科学研究。只有重视基础科学研究,才能保持持续自主创新的能力;谁重视了基础科学研究,谁就在竞争中掌握主动权。近年来,东南大学围绕创建世界一流大学的目标,不断加大改革力度,狠抓基础科学研究,取得了一系列重要成果,成为引领我国信息通信、生物医学、新型材料、计算机工程等领域科技发展的排头兵。

        从2006年开始,我校连续四年申请国家重点基础研究发展计划(简称“973”计划)均是一次性申报成功,目前我校牵头在研973项目达5项(含军口一项),其中重大专项一项,在全国高校中位居前列;我校自然科学基金项目的申请数和命中率也逐年上升,2008年全校获得自然科学基金项目141项,比前年增长45%,今年自然科学基金项目总数预计将有进一步提高,其中三位杰出青年基金申请以特优成绩获得通过,一项国家自然科学基金重大项目以优异成绩通过会评。去年,我校专利申请达533项,比前年增长40%,SCI论文数达884篇,增长50%。多年来,我校在基础科研上的持续奋斗,终于结出了丰硕成果。

        乐积跬步 以至千里

        我校素以工科见长,基础研究一直是我校的弱项。但在科学技术高度融合的今天,没有坚实的基础研究作后盾,没有理论上的创新,就难以在技术上取得突破。瞄准国际学术前沿,把基础研究、高技术研究与应用研究结合起来,着力解决国民经济建设急需破解的重大课题,我校孙伟院士领衔的现代工程材料研究就是一个突出的典型。

       20世纪80年代初,孙伟赴美国塞拉克斯大学,开展科研合作项目。初到美国的孙伟,十分惊异在国内刚刚起步不久的复合材料研究在美国早已普遍投入应用。在比较中,孙伟看到了基础研究的重要性和国内材料科学研究与国际一流水平的巨大差距。也是在反复的比较中,孙伟敏锐地察觉到纤维增强水泥基复合材料的生产与发展,对方兴未艾的祖国建设意味着什么。从此,目标明确的孙伟从基础理论研究入手,针对我国工程应用实际,开始了长期艰苦的基础研究,建立了3个系列的具有独特优势的与纤维砼路面结构新形式和相应的疲劳新方程,并研发了多系列新型高与超高性能水泥基复合材料。2008年,依靠长期以来在国家自然科学基金面上和重点项目、国家“八五” 、“九五”攻关项目实施和研究中积累的丰硕成果,以我校为牵头单位,联合其他兄弟高校和科研院所共同申报的国家科技部重大基础研究计划项目(“973”项目)“环境友好现代混凝土基础研究”获得成功。该项目将要解决现代混凝土微观结构形成机理及其宏观性能的关系等基本理论问题。依靠在基础理论研究上获得的优秀成果,孙伟院士解决了一系列与国民经济发展密切相关的重大基础设施建设和国防防护工程中土木工程材料的许多理论难题和关键技术,并承担了长江三峡大坝、南京第二长江大桥、南京地铁、京沪高速铁路工程等重大工程项目30多项,取得了突出的技术、经济和社会效益。

        荀子在《劝学》中说:“不积跬步,无以至千里;不积细流,无以成江海。”正是学校及广大教师的共同努力,使我校基础研究水平显著提升,我校近年来连续获得的“973”项目都是在自然科学基金项目、“863”等项目研究成果的基础上,进一步发展而来的。正如我校分管科技工作的沈炯副校长所说,“基础研究要发展,首先要重视基础研究的基础性工作积累,只有通过长期积累,才能从量变到质变,带动学校整体科研水平的提升。”

        把准方向 凝练成果

        在基础科学研究中,能敏锐地发现世界科学发展趋势、抓住国家经济社会发展的重大需求,及时总结学术成果,凝练学科方向,这一点非常重要。国家重点基础研究发展计划(“973”计划)和国家重大科学研究计划是我国最前沿、最重要的基础科学研究发展计划,也是衡量各高校和科研机构基础研究能力的重要指标。因而各高校和科研院所都十分重视“973”项目的申报。是否具备丰富的学术成果以及明确的研究方向对于成功申报“973”项目十分重要。

       我校计算机科学与工程学院自专业成立之日起就一直要求教师紧盯信息革命的潮流,注重学科凝练。在这种思路指导下,学院的基础科学研究一直走在学校的前列,我校的第一个“973”项目(二级课题)也是由该院完成的。1998年10月,当国家“973”项目刚刚启动的时刻,现任院长罗军舟教授就抓住机遇,开始承担“973”项目子课题“高性能网络协议、算法及软件系统的研究”。该项目深入开展高性能网络协议中的QoS 路由、接纳控制等NP-Hard问题的研究,取得了很多创新性成果,并以此为基础开发了信息化系统平台NavyCORBA,已成功地应用于国防装备中。

       由于历史原因,基础医学院的科研水平一直比较薄弱,“弱势”学科如何实现赶超?在基础医学院院长谢维教授看来,瞄准前沿、把准方向、集中力量,潜心开展基础研究,才能在学科建设上不断取得新的突破。为此,他以身作则,带领实验室研究人员开展基础研究。在前几年自然科学基金项目研究成果的基础上,今年申报成功了自然科学基金重点项目《Neurexin定向转运及对相关分子调控的分子机制研究》。该项目利用果蝇基因组和人体基因组在结构和性状上的相似性,研究果蝇的致病基因结构和功能,进而为治疗儿童孤独症提出基础性的理论根据。在他带动和真诚感召下,赵春杰、方明、沈之君、韩俊海等“洋博士”纷纷飘扬过海,加萌基础医学院。在该院,乐于从事最为基础、也最为枯燥的研究工作已蔚成风气。进入新世纪,学院发挥我校在遗传学、影像学、基因芯片、生物信息等学科和研究领域的优势和长期深厚的积累,并形成合力,使我校在相关领域的研究和学术影响力大大提升。

        当今,面临着神经、精神疾病发生机理的重大科学前沿问题和临床治疗的迫切重大需求,以多层次和多学科的综合手段研究神经、精神疾病的发生发展机理和预防治疗措施已经刻不容缓。在学校和学院的鼓励和支持下,2004年才进校的年轻学者赵春杰教授凭藉国家杰出青年科学基金等项目中已经取得的在基因与环境相互作用机理方面的研究成果,依托全院力量,联合中国科学院心理研究所、北京大学等单位,于2007年成功申报了总经费超过3000万元的大973项目《抑郁症和精神分裂症的基因与环境相互作用机理》,成为我校第一位民口“973”项目首席科学家,实现了我校这类项目历史性的突破。目前,该项目进展顺利,已通过科技部中期评估。
练好内功 争创一流

        我校信息科学与工程学院在国际上享有盛誉,以移动通讯为代表的近十个研究领域均处于国内一流地位,其中信号处理技术、电路设计技术、微波与毫米波技术已达到国际水平。院长尤肖虎认为,我国与国外先进国家的差距就是科技发展水平的差距,更是基础研究水平的差距。因此,作为学科带头人,尤肖虎始终把基础研究作为立足的根本。他曾把科学研究比喻为金庸小说中的武侠,告戒年轻人必须时刻“练好内功,才能行走江湖”。

        为练好”内功”,尤肖虎1988年获博士学位后,一直在移动通信核心技术领域默默耕耘,先后完成了我国第一个数字移动通信系统GSM以及第一个CDMA现场试验系统的研制,在移动技术研究方面已走在国际学术界前沿。1999年起,尤肖虎应邀担任中国第三代移动通信系统研究开发项目总体组组长,后又任国家自然科学基金未来移动通信重大项目首席专家。这些职务使他能够在更为广阔的空间充分发挥自己的聪明才智。在科学研究中,尤肖虎认为,高校必须从根本上大胆革新,比企业更多地做一些基础性的原创性研究。2002年,他改变了移动通信领域里采用集中式天线的传统做法,而采用分布式天线。这项重要的原创性技术更加有利于实现所谓的绿色网络。如今,分布式组网方面的一些特点和优势,逐渐被国际社会所认可。赶上,甚至超过世界上在移动通信领域首屈一指的圣地亚哥分校是尤肖虎的一个梦想。目前,在江苏省和南京市的大力支持下,主要依托东南大学技术团队的南京通信技术国家实验室及南京“无线谷”正在抓紧建设,这里也许正是尤肖虎圆梦的场所。

         在信息科学与工程学院,集中了我校大量的优秀人才。该院的通信与信息系统、电磁场与微波技术等三个学科由于拥有孙忠良院士和尤肖虎、王江舟、丁峙、洪伟、崔铁军、吴柯、王志功、黄风义、黄秋庭等九名“长江学者奖励计划特聘教授、讲座教授”更在相应学科的基础科学研究上独领风骚。2008年由孙忠良院士牵头申报的XX“973”项目获得批准,使我校取得了军口项目973的突破。2009年,我校毫米波国家重点实验室主任洪伟教授依据《国家中长期科学和技术发展规划纲要》和《国家“十一五”基础研究发展规划》,抓住硅基集成电路已突破仅适用于数字电路和低频模拟电路的传统观念,于今年以首席科学家身份成功申报了973项目《硅基毫米波亚毫米波集成电路与系统的基础研究》。该项目将填补我国关于毫米波亚毫米波频段硅基基本电磁参数、元器件模型与设计方法等诸方面的认知空白,从而提升我国在硅基模拟集成电路基础研究方面的原始创新能力,增强我国在信息领域的国际竞争力和国防安全能力。该院崔铁军教授与美国杜克大学史密斯教授组成的国际合作团队,研制出了工作于微波段的新型宽频带“隐身衣”,这一成果发表在2009年1月16日第323期的《科学》杂志上。他与史密斯教授是该论文的共同通信作者,也是我校教师首次以通讯作者在《科学》杂志上发表文章。今年他作为项目负责人,还成功申报了国家自然基金重大项目《新型人工电磁媒质的基础理论与关键技术》。

        引进人才 跨越发展

       在科学研究,特别是基础科学研究中,创新型人才永远是获得成功最重要的因素。2006年下半年,我校审时度势,提出了“开拓创新,争先进位”的发展方略,并从人事制度改革和体制机制创新入手,先后陆续推出了突出成果奖励办法、校内特聘教授实施办法、青年特聘教授条例(试行)、优秀青年教师教学科研资助计划实施办法等十多项政策和管理条例,核心是打造高层次人才队伍和建设高峰学科,目的是激发广大教师的积极性、创造性,激发高水平大学建设的活力和动力。各院系纷纷抓住机遇,大力进行人才工程建设,使我校的基础科学研究能力和水平不断上升。

         2007年著名无机非金属材料专家、中国工程院院士张耀明教授正式受聘为我校能源与环境学院全职教授,他的科研团队也被整体引进东大。张耀明院士成为我校历史上引进的第一位院士。紧接着,2008年,中国科学院院士、我校杰出校友、原成都电子科技大学校长刘盛纲教授也回母校全职工作,依托我校电子科学与工程学院,组建东南大学太赫兹研究所,并担任所长。同年,中国工程院院士、梁思成建筑奖获得者、我校杰出校友程泰宁教授也母校工作全职工作,依托建筑学院,组建东南大学建筑设计与理论研究中心,并担任主任。 至此,连续引进3名院士,加之一大批海外引进的博士和长江学者,使我校的基础研究增添了后劲。

         化学化工学院近年来打破常规,围绕复合型、交叉型优秀人才的培养目标进行组织创新,建立了相关运行机制,通过遴选团队学术带头人,建立相关的运行机制,构建优秀人才培养平台,在实践中探索出一条以加大人才培养和引进来促进学科超常规发展的有效途径。该院引进了以长江学者熊仁根教授和青年才俊苟少华教授为代表的一批优秀学者,很快改变了学院人才结构,形成一支学术水平较高、结构合理、肯于钻研、勇于创新、善于联合攻关的学术梯队。目前学院67个专任教师中具有博士学位52人,占77.6%。这支年轻而充满朝气的队伍,在教学科研工作中都显示出了巨大的活力和潜力,仅以反映基础研究水平的标志性指标之一SCI论文为例,作为我校后起的一个学科,该院几年来发表的SCI论文数一直名列全校前列。

      为鼓励和加强基础研究,我校除了制定人才队伍建设相关政策外,还出台了科研资助计划、自然基金预研项目、青年教师科研启动项目等一系列激励措施。目前即将出台的政策有:科研基地联合基金、青年教师基础科研基金等。这些政策和措施将让更多的教师,尤其是年轻教师能安心开展基础科研,为他们创造良好的工作环境。

        建设团队 群雄辈出

         现代科技的发展早已呈现出高度的复杂性和多学科交叉群集的特征,因而一项科研任务经常需要一个团队才能顺利完成。我校十分重视科技创新团队的培养和建设。生物医学与工程学院围绕重大疾病诊断和防治、先进医疗设备等重大科学问题和关键技术,积极组织科研创新团队,以集中力量承担重大科研项目,争创重大科技成果。2002年以来,陆祖宏教授的“分子生物学”团队连续获得国家“创新研究群体基金”的资助。2006年,顾宁教授的科研团队也争取到我校第一个重大科学研究计划《生物医学纳米材料对细胞作用的研究》,主持国家重大研究计划《生物医学纳米材料对细胞作用的研究》,成为该项目的首席科学家。该项目的研究结果引起了国际同行的极大关注,被评为《自然-中国》的“研究亮点”。

        陆祖宏、顾宁等学科领军人在学科建设上形成的团结协作精神深深地感染了大家,生物医学与工程学院的基础研究不断取得新的成果。长江学者顾忠泽教授在仿生材料与器件方面开展了大量的基础研究,获得国家杰出青年科学基金资助,承担1项国家自然科学基金重点项目,他在SCI刊物上先后发表了96篇高水平的基础研究论文。王雪梅教授在纳米生物医药的基础研究方面也取得了突出成绩,承担多个国家基础研究项目,主持自然科学基金重大研究计划项目1项,负责973子课题1项,并获得中国青年女科学家奖。何农跃教授率领的课题组探索生物大分子检测新原理、新方法、新技术与新器件,先后获得2个国家自然科学基金项目、1个自然科学基金仪器专项、1个科技重大专项子课题和1个973计划子课题资助,出版了英文专著《Biochips Nanotechnology》。

       其他院系也纷纷加大力度进行团队建设。洪伟教授领衔的“电磁场与微波技术”团队也于2007至2009年获得国家“创新研究群体基金”的资助。2004年他的学科团队还获得“教育部创新团队”资助。此外,王志功教授领衔的“射频与超高速集成电路”学科团队、罗立民教授领衔的“医学影象与计算机辅助诊疗” 学科团队、王炜教授领衔的“城市交通系统供需平衡的基础理论研究” 学科团队、尤肖虎领衔的“未来移动通信基础理论与技术” 学科团队也分别于近年获得“教育部创新团队”称号。经过数年发展,我校在科研工作中形成了千军竞发,群雄辈出的良好局面。

         日月如梭,我校的基础科学研究经过多年的发展已取得了一系列标志性成果,但是这些成绩对于我校早日实现“三步走”目标来说还是远远不够的。诺贝尔奖获得者李政道教授说,科学研究就像海洋里的浪头一样,一个浪、一个浪地过去。人类五百年来所有的文明成果,无不得益于不断达到最高浪头的基础科学研究“源头”。在今年暑期战略研讨会上,学校提出了制定《东南大学章程》、加快院系体制机制创新等12项当前需要进行改革的重点工作。这些改革措施将从根本上为我校的基础科学研究增添活力。可以预见,在不远的将来,经过全校科技工作者的勤奋努力,我校的基础科学研究工作一定会取得优异的成绩,进而为我校的整体科研水平,乃至产学研能力的提高奠定坚实的基础。(  禾 山 石 鼎  )