面向世界科技前沿,面向国家重大需求,面向国民经济主战场,率先实现科学技术跨越发展,率先建成国家创新人才高地,率先建成国家高水平科技智库,率先建设国际一流科研机构。

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吕达仁:科研真问题从何而来

2021-01-05 瞭望 扈永顺 关郁凡
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中国科学院院士吕达仁

  当今世界正处于百年未有之大变局,人类社会处于生产力大变革、大发展、大跃升的新阶段。复杂局势下,发掘真正科学问题、解决“卡脖子”技术难题,是抓住新一轮科技革命与产业变革机遇的关键。

  “我们的科研绝不是自我欣赏、自娱自乐,而是要用国家的钱产生科研效果,产生技术能力,使科技创新为中国经济腾飞作出贡献。”中科院院士、中科院大气物理所研究员吕达仁在接受《瞭望》新闻周刊专访时说。

  他认为,现在我国发展面临的国内外环境正发生深刻复杂变化,科研选题更需要从国家重大战略需求导向出发,这有利于聚焦国家急迫需求和长远发展中的重大问题,有利于破解“卡脖子”技术难题,打破国外封锁垄断,最终实现关键核心技术自主可控,保障我国“十四五”时期以及更长时期的发展。

  科研问题要从国家重大需求中提炼

  《瞭望》:“卡脖子”问题的存在,对科研人员发掘科研问题有什么启示?

  吕达仁:在建设世界科技强国的目标面前,我们仍然面临重大科技瓶颈,一些“卡脖子”技术带来的影响显而易见,我们在关键领域核心技术受制于人的格局并没有根本改变。

  这是因为,长久以来我们对以国家重大战略需求为导向的科研有所忽略,没有将这一导向从总体上加以把握倡导和实质安排,使之变成一个长远的、基础的、稳定的科研原则。

  这是由我国当时的国情决定的。改革开放以来,我们大量引进国外先进技术,促进经济发展。这种以市场换技术、实行“拿来主义”的方式,很难形成强大的原创能力,难以解决自身发展中遇到的关键核心问题,先进科技在促进国家发展中所占的比重并不高。

  加之在科技管理领域出现的急功近利,导致对重大需求解决方案缺乏全面系统的思考。“唯论文、唯职称、唯学历、唯奖项”的评价导向,破坏了科研风气,使科研人员不愿意坐冷板凳,只想用“短平快”的方式多出所谓的科研成果。这些都使科研人员对科研问题的发掘往往不是以解决国家重大需求为主要目的。

  现在,我们面临激烈的国际竞争,必须走出适合国情的创新路子。我们比过去任何时候都更需科学技术解决方案,更需增强创新这个第一动力,把科技自立自强作为国家发展的战略支撑,增强产业链供应链自主可控能力。

  《瞭望》:在科研工作中,你是怎样从国家重大需求出发探寻科研课题的?

  吕达仁:大气科学是地球科学的一部分,同时也是应用物理学的一部分。作为一门观测和实验学科,它既有明显的基础性,又有强烈的现实应用性。从应用性看,大气科学关系国计民生。首先,天气气候是控制人类经济、社会乃至军事活动的基本因素,将不测风云变为可测风云,这是一个很重要的应用性。

  其次,大气是人类活动不可避免的介质。人们要进行空间活动,包括航天、航空、通讯、导航、测天等一系列活动,就必须要了解大气的特性。第三,大气并非一种取之不尽的资源。大气对排放的污染物的清洁能力十分有限,人们必须谨慎对待全球性环境问题。因此,了解、预测和改造大气是大气科学的三重应用目标。

  我个人研究方向的转变,就与服务于国家重大需求密切相关。研究生初入学时,我的专业方向是云物理学,着重研究云与降水粒子的增长与演化。经过一段时间的学习和研究,我已经在自己的研究方向上取得阶段性进展,我的导师顾震潮先生却建议我改变研究方向,从云雾物理转向射电气象(或称大气射电学)。后来我了解到,那时,顾震潮先生和一批青年骨干学者认识到,单独的云雾物理已经远不能满足当时国际学术前沿和国民经济国防对大气物理学科的需求,为满足国家发展需要,扩展研究方向刻不容缓。作为一名科研工作者,服务于国家需要也是我们的责任和义务。

  这给我的启发就是,真正的科研问题,是要从国家的重大需求中去提炼的。我早期主持完成的中国第一台自主开发的平流层大气晴空探测雷达,神舟三号飞船中的“地球环境监测分系统”等项目,看似与国计民生领域没有直接关系,但最终都会在实际生活中产生应用。

  近年,我参与的“应对气候变化的碳收支认证及相关问题”中科院战略先导科技专项,目的就是为国家应对气候变化提供基础数据、科学知识和技术支撑,包括对中国碳排放的数量、来源、趋势及预期减排强度等,进行定量测算。这一专项相关成果已经开始为国家决策所应用,并为我国参与气候谈判提供了一系列科学技术上的支持和有价值的建议。

  面向国家重大需求绝不意味着“凑热闹”

  《瞭望》:科研人员应该通过什么方式发现需求和真问题,从而建立需求库、问题库?

  吕达仁:科研人员首先要明确哪些是我们真正的需求,在此基础上建立重大科技项目需求清单。

  项目需求一方面来自我国在经济社会发展、民生改善、国防建设方面对科技力量提出的需求;另一方面,需求清单应从“面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康”四个领域去发掘创建。科技界应以“四个面向”为原则,综合考虑当前国家战略需求和未来发展愿景,加强对关系根本和全局的科学问题的研究部署,有效识别科技创新战略重点领域和优先发展技术清单,筛选当前和未来符合国家发展重大需求的研究领域,在关键核心技术领域和“卡脖子”的地方建立需求库。

  有了需求清单,就要从中凝练出科学问题,不同的需求能够提炼出不同的问题,因此要根据不同的需求分类设定问题。例如芯片是我们的“卡脖子”问题,我们把对芯片的需求变成问题,首先就要解决光刻机这个大问题,其中又可细分为材料、工艺等小问题,对每个问题细化,列出问题清单,也就是问题库。

  《瞭望》:科研问题往往是一个复杂问题,需要团队合作解决。那么在多团队合作中,对项目带头人有什么样的要求?

  吕达仁:现在很多科研项目都需要多学科、多团队参与完成。由中科院大气物理研究所牵头研制成功的一套“多波段多大气成分主被动综合探测系统(APSOS)”,就有其他六家科研单位共同参与,如何沟通协调非常重要。

  首先,项目牵头人必须要有足够的知识水平。选拔和培育一批具备专业领域知识的人才队伍,提升其在研究需求凝练、优先领域选择、技术方向确定方面的专业能力非常重要。

  其次,项目带头人要有谦虚、平等待人的品质,这对大的战略性项目来说尤为重要。项目带头人不能被“帽子”禁锢,产生排他心理,拥有谦和开放包容的心态对带头做大项目的专家来说非常重要。

  再者,项目带头人要有驾驭全局的能力,除了能够把项目参与人员拢在一起形成合力,还要能发现人才、培养人才。华罗庚是数学家,也是中科院数学研究所所长,就是他把陈景润发掘出来的。那是在北京召开数学研究会的时候。有一天,华罗庚收到了当时还是普通中学青年教师陈景润的来信。信的大意是:我读了你写的《堆垒素数论》,可是经过反复核算,发现有一个问题的计算错了。华罗庚读完信,翻开书来看,果然有错。华罗庚对陈景润大加赞赏,并在数学研究会上读了这封信,还把陈景润请来参加会议。就这样,华罗庚从自己的错误中发现了一个难得的人才。

  现在科研领域很多人在追逐“热点”,这是能够出名、出成果的有效途径。但要明确的是,无论是集体做项目还是个人搞科研,面向国家重大需求绝不意味着“凑热闹”。我始终告诉我的学生,要做自己追求的有意义有兴趣的事,自信前行,一定能获得内心满足,获得推进社会和人类进步的成果和成就。

  基础研究是科技创新的源头

  《瞭望》:满足国家重大需求,科学研究应该从哪些方面发力?

  吕达仁:凝练出的科学问题,很多都需要从基础研究上寻找解决方案。基础研究是科技创新的源头。

  改革开放之初,我们就开始研究气溶胶粒子光散射、吸收问题,最早提出了消光—小角散射综合反演大气气溶胶粒子谱的原理。对于这个问题的研究方法和推演模式都属于国际前沿,我也是从兴趣和前沿角度出发展开的研究,这在当时看似乎没有多大用处。

  后来空气污染加剧,雾霾开始出现。雾是由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成的气溶胶系统,霾是空气中的灰尘、硫酸盐、硝酸盐等颗粒物组成的气溶胶系统造成的视觉障碍。PM2.5就是直径非常大的气溶胶粒子。要解决雾和霾问题,还要回到大气气溶胶粒子谱的原理。我们之前的研究为多年后环境问题专家治理研究大气污染提供了建议和帮助。这也说明前沿探索、基础研究的重要性。

  近年来,我国基础研究虽然取得显著进步,但同国际先进水平仍有一定差距。我国面临的很多“卡脖子”技术问题,说到底是基础理论研究没跟上,源头和底层的东西没有搞清楚。我们要瞄准国家重大战略需求,明确我国基础研究领域方向和发展目标,在关键零部件方面加强科技攻关,持之以恒加强基础研究,久久为功,不断坚持。并且通过基础研究聚集科研人才,从而推动基础研究向产业转移转化,加快核心零部件的国产化进程,推进我国产业基础高级化、产业链现代化,提高经济质量效益和核心竞争力。

  《瞭望》:以国家重大战略需求为导向做科研,还需要配套形成什么样的科技治理体系?

  吕达仁:要创造有利于以需求和问题为导向做科研的良好生态,建立健全科学评价体系、激励机制,鼓励广大科研人员解放思想、大胆创新,让科学家能潜心搞研究。

  一方面,要有分类评价体系。我们做大气研究,没有现成的雷达等实验设备,就要靠我们自己做,但对我们的评价依据不是做出来的雷达,而是要评价我们通过雷达获得数据后的分析结果,这就不够合理,应该分阶段、分类评价。一些其他领域的评价也存在类似问题。

  另一方面,科技主管部门不能对科研人员管得太死、管理层次不能过多。科技主管部门在项目实施过程中应该强调目标导向和成果导向,以集成性、系统性成果作为考核方向,其承担的是总体管理的责任,而不是设置各种汇报会、评审会,进行碎片化的过程管理,这样容易出现外行指导内行、消耗科研人员精力的情况。

  因此,应该充分赋予科技人员科研项目管理权,激发科研人员活力,提高项目承担单位的协同创新能力,形成推动攻克关键核心技术的强大合力。

打印 责任编辑:张芳丹
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