12.27‍‍‍‍
知识分子
The Intellectual
图源:微博@阿里达摩院扫地僧
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35岁对科学家意味着什么?
意味着创造力的巅峰——一项研究发现,学术界各个领域科学家的平均创造力峰值出现在 30 岁到 40 岁之间。
也意味着一生中最艰难的一段路——杨振宁先生说,科研工作者有两个最困难的时期,一个是研究生时期,另一个就是取得博士学位后的五到十年。
由阿里巴巴公益、达摩院联合发起的青橙奖,致力于发掘和支持一群35岁以下创造力处于巅峰的年轻科学家,帮助他们走好科研生涯的关键一步。有别于一般的科学奖项评选,达摩院青橙奖选拔摒弃传统的论文和资历评审标准,重视技术创新、应用落地与实际影响力。部分获奖得主甚至纯自荐申报,没准备一份推荐信。
今年是它的第六年,一批新的“青橙学者”刚刚出炉,常林、冯毅、成里京、苏俊等15位当选,每人将获得可自由支配的百万元奖金。本次的获奖学者平均年龄仅有33岁,这群代表中国科研新势力的“新青年”,带着初生牛犊的锐气,有人要做“世界最小光谱仪”,有人想要丈量整个宇宙;还有人想要颠覆传统芯片……
青橙奖“最具潜力奖”30人名单也同期出炉,每人将收到10万元奖励。
从宇宙深处的快速射电暴到海洋变暖,从胚胎发育到细胞重编程,从纳米电子器件到半导体,这些年轻的学术新势力几乎一致地选择了本领域最具原创性,也最有颠覆性的科学难题。
这群科研“新势力”,几乎不受任何框架的束缚,大胆融合交叉学科创新,借助数据科学甚至AI的力量进行变革。科学和技术,研究与应用的分界,在他们身上不再明显。
从某种意义上来说,青橙奖陪伴并见证了这群中国科研新势力的崛起。
丈量整个宇宙,
那些不设限的科学梦想
对这一代的年轻科学家而言,一个残酷的现实在于,科研富矿日渐稀少——传统科研领域中,大部分低垂的果实已经几乎被摘完了;而在新兴科研领域中,果实尚未长出,还需要拓荒者去栽树。
然而,现实并不能打倒这一代的中国年轻科学家们,这群真的勇士学会了不给梦想设限,学会了坚定地去挑战领域中最重要也最困难的问题,在这群年轻人的词典里,“不可能”被换成了:为什么不试试?
这群青橙奖获得者,几乎每个人都曾在年轻时有过一个大胆的科学梦想,而时至今日,这些梦想或已经实现,或已经部分实现了——
杨宗银,曾经的梦想是做出世界上最小的光谱仪;
常林,想让性能更好的光子芯片取代传统硅基芯片;
陈孝钿,画一幅银河系的三维地图;
冯毅,破解宇宙深处快速射电暴的秘密……
为了自己的世界上最小光谱仪之梦,杨宗银失败过150次。
浙江大学信息与电子工程学院研究员杨宗银曾求学于剑桥,那是牛顿曾迸发灵感的地方,是牛顿发现太阳光通过棱镜的折射后可观察到更多光谱色的地方,在那里,他有了这个梦想,并为此奋斗了8年。
那些年,在剑桥大学工程系,这个正在读博的中国人总是最晚走的那个人。然而,笔记写了三大本,却仍没有可以发表文章的结果。
到了博士生三年级,导师都开始替他发愁,杨宗银却并没有气馁,他继续坚持着自己既定的研究方向——那是个有意义的课题,为什么不再试试。
最终,在临近毕业的最后三个月,一个周六的晚上,关键的结果出现了,梦想中那个比头发丝直径还小得多的器件变成了现实。
对于那个结果,剑桥大学新闻稿用的标题就是超越牛顿光学实验的极限
“我是个很轴的人。很多研究,有可能做100次就成功了,一般人可能50次失败就受不了了,我做了150次,还没有放弃……”杨宗银这样告诉来访者。
为银河系画一幅三维地图的想法产生时,中国科学院国家天文台副研究员陈孝钿还在读博士生。
在银河系中,有一种亮度随时间周期变化的恒星,又叫造父变星。“如果把恒星想象成蜡烛,知道他们的功率/亮度,又知道他们越远就越暗”,就可以通过亮度测量他们的距离了。而对于造父变星,如同一种“标准烛光”,从地球上测量它们的亮度,便很容易得到他们的距离了,从这个意义上,这种星又被称为“量天尺”。
从2014年开始,当时还是博士生的陈孝钿开始致力于收集造父变星的数据,以完成他的银河系地图。
然而,尽管西方天文学界关注造父变星已有200多年,但要找到这些“量天尺”并非易事。最开始,陈孝钿发现,已知的造父变星大多分布在太阳系附近,那些分布在更遥远的银河深处的造父变星,还需要他自己去探索。为了找到足够的造父变星,这个年轻人曾把与这种恒星可能有关的近百万张星空图片都看了整整两遍。一间小黑屋,一块屏幕,每天看两三万张星空图,持续看两三个月……
2018年,陈孝钿等人发布了第一个红外全天变星星表,表中包含了1339颗造父变星。基于这个星表,陈孝钿和合作者们次年在国际顶级学术期刊《自然—天文》(Nature Astronomy)发文,发布首张银河系恒星盘三维全貌图,揭开银河系形状之谜——“银河并不是像圆盘一样平,而是向上和向下形成一个S形的翘曲形状,而我们的太阳系,并不是在翘曲的尾巴上,而是在盘面上……”
而今,陈孝钿的下一个目标是:“丈量整个宇宙”。
学会了“吵架”的中国学者
如果人类向AI提问,科学家应该是什么样子,它会给出及其相似的回答,“白大褂、眼镜、性格古怪、头发有些蓬乱”。
但如果AI亲眼见过今年的青橙奖得主、北京生命科学研究所最年轻的研究员、29岁的苏俊,一定会大吃一惊。这个土生土长的香港人,每过一段时间就会换一个发色,乍一看是潮男,但其实是名学霸,本科就读于香港中文大学,在德国哥廷根大学拿到博士学位,博后则在马普所完成。
毕业后,他再次站上人生的交叉路口,是回香港高校寻找教职,还是留在德国马普所当独立研究员?他最终选择了北京生命科学研究所。
苏俊的轨迹,也是这一代年轻学者成长轨迹的映射。他们生于上世纪80年代末90年代初,这正是全球化最鼎盛、也是科学界合作井喷的年代。
如果说过去是开眼看世界的时代,中国学者对国际科学界更多是抱着追赶学习的态度。那这代学者就不仅是看,而是从求学阶段开始作为平等的交流、合作者,深度参与全球科学共同体的建设,成为共同体的一员。可以说,他们是全球科学共同体的第一代中国原住民。
陈孝钿2011年进入北大读博后不久,就收到了一封外国的邮件,寄件者是2011 年诺奖得主、天体物理学家、天文学界的权威亚当·里斯(Adam Riess),请教陈孝钿几个恒星数据的相关问题。
对于一个博士生来说,本领域权威、诺奖得主主动上门来请教,毫无疑问是一件值得炫耀的事。
但陈孝钿的态度淡定得让人惊讶,对他来说,这不过就是一次再普通不过的、同行之间的交流而已。“当时我觉得比较平常,因为天文界大家都是交流很多的,也是比较平等的,并不是说诺奖得主和我们就有天差地别。”陈孝钿说。
和信奉权威相比,陈孝钿更相信自己的研究道路,一个宏大而浪漫的设想:恒星数据可以作为工具,去丈量更广阔的宇宙。这打开了他的探索欲,在探索中获得了源源不断的成就感。
被问及和亚当·里斯现在的联系时,陈孝钿甚至表示,他和这位诺奖得主的交流并不太多,因为他们现在的竞争“还很激烈”。
和谦和内敛的前一代中国学者不一样的是,这一代的中国学者对国际学术界的规则和玩法更为游刃有余,甚至会主动去改变规则。
中国科学院大气物理研究所研究员成里京也经常说的一句话是,“中国学者应该学会吵架”。
成里京的研究方向是海洋变暖,这是全球变暖的重要研究方向之一,离不开全球学者的通力合作。但大规模的国际合作,也离不开竞争、讨论、争论。但面对学术争论成里京不想退让,他觉得该争的时候就要争取。
“过去我们国家很多人受限于英语水平并不是很好,就不愿意和别人去去讨论,去较这个真儿,去吵架。但是这样不行。”成里京说。“如果你闭口不言,任凭别人去发表别的观点的话,那我们中国的观点在哪?中国的数据在哪?中国科学的研究基础在哪?”
吵架的底气,当然需要的是有分量的科学发现。“只有自己做的最好,才能把自己的科研成果放出去。不然怎么通过同行的检验,通过国际的检验?”成里京说。
过去中国并没有自己的海洋数据集,大部分数据都来自国外。2017年后,借助自主开发新的盐度格点数据(IAP-Salinity),成里京重构过去60年海洋盐度年代际和长期变化,指出国际上现有的大量数据产品存在系统性的偏差。
这在很大程度上重写了海洋变暖领域的教科书。通过成里京的扎实的数据工作,海洋变暖领域过去引起争议的假说,现在有的已经被推翻。这套来自中国的、足够权威的数据集,现在在国内外广泛应用,为气候与海洋领域的中国观点提供了基础。
1994年,钱学森曾在致国防科技委朱光亚主任的信件中写道:“我们不该总跟着外国人跑。我们要分析他们的得与失。”
到今天,不再含蓄的科学新势力们,是不是在某种程度上达到了当年钱学森的期望呢?
鸟和青蛙
著名物理学家弗里曼•戴森曾经发表过一篇非常著名的讲演稿,里面说:有些数学家是鸟,有些是青蛙。鸟翱翔在高高的天空,俯瞰延伸至遥远地平线的广袤的数学远景;青蛙生活在天空下的泥地里,乐于探索特定问题的细节。
不过,在年轻的时候,在尚未学会飞翔,无法俯瞰整个领域的时候,一个科学家必须既是鸟,又是青蛙。他们要靠直觉找到自己的方向,并解决泥地里那些错综复杂的问题的每一个细节。
坚持不设限的科学梦想之外,这些新生代的中国年轻科学家还必须脚踏实地。
北京大学先进集成光子芯片实验室研究员常林说:“半导体行业没有捷径”。
10年前,刚刚进加州大学圣芭芭拉分校攻读博士时,常林的导师,国际著名集成光学专家、美国工程院院士John Bowers教授递给常林一份规划书:“这是我们刚刚获批的一个项目,要在芯片上对光的频率实现10-15精度的频率控制,你如果能完成它,将解决集成光学里一个重大问题。”
后来常林才意识到,因为自己是当年的5个博士生中最后一个与导师约谈的,他的题目是最难的一个,那是他的领域中一个真正重要的难题,但其他学生却因为畏难而放弃了。
接下了这个项目,常林用了八年在这个项目上,这个课题贯穿了他整个博士和博士后生涯,通过这个课题,这个年轻人走通整个集成光学的流程,建立了对整个领域的一个“非常全面、非常大的认识”,为他后来实现了超低损耗氮化硅工艺的国产化和完全抗干扰的激光雷达新架构打下了最重要的基础。
面对这位中国学生的答卷,导师John Bowers说:“常林的优秀超越了国籍,具有出色的技术能力、合作精神和领导潜力,是该领域最杰出的年轻学者。”
对这一点,杨宗银同样深有感触。他印象很深刻的是,在剑桥时,他每天10点到11点做完实验后,骑车穿过剑桥市中心灯红酒绿时的落寞。
“大家都穿得很漂亮去酒吧,就我一个非常朴素的骑着车经过。当时我想我没有融入到当地生活,但一想到一些梦想。比如有可能把这个工作做出来,开拓一个新的领域,就很兴奋地骑车回家,然后第二天又信心满满的去实验室。”
帮助杨宗银抵制诱惑的,一头是他一早立下的科研志向:”你做的研究,要么上货架,要么进教科书”;另一头,则来自他目睹过的糖尿病人的需求。
杨宗银的亲友中有糖尿病患者,他目睹了亲人每天都要扎手指测血糖,“真的很难受”,他希望自己开发的那种可以很方便地内嵌到手机、无人机和可穿戴设备中的微型光谱仪,真正地可以帮助到身边的亲友。
配备了新型光谱仪的小型血糖仪,如果能够帮助到这些糖尿病人,“我觉得人生价值就实现很大一部分了。”
身边人的需求,同样是支撑苏俊的研究动力。获得青橙奖时,苏俊曾对来访者提到,他对女性生殖的关注源于他的母亲与两位女性导师——母亲是个高龄产妇,母亲的经历让他了解了女性生殖相关的风险,而两位女性导师令苏俊理解了女性的力量和脆弱,进而希望能用所学帮助女性群体。
而完成丈量宇宙的梦想之外,陈孝钿还是青藏高原上的冷湖天文台的重要推动者。在该天文台建成之前,“三个世界级的天文台,都位于西半球”。
为了冷湖天文台的建设,陈孝钿常年在青藏高原的无人区里进行观测、调试,进行相关的数据分析和科学研究,累计时长超过400天。
出世入世,既有学术上的追求,也有对社会痛点的深切关注正是这批科学新势力的重要特质。
除了苏俊、杨宗银,坚持要在世界气象学界发出中国声音的成里京;深知“半导体行业么有捷径”,却仍在坚持耕耘的常林;甚至正在投入青藏高原冷湖天文台建设的陈孝钿……这些新一代的年轻科学家身上,无不透露着一种对社会的责任感,他们的研究,源于好奇心,源于对相关研究领域的深入思索,而最终,这些研究的终点则是利他,为科学界带来了什么?为普通人带来了什么?为社会带来了什么?
这群科研“新青年”身上所散发的时代气息,与青橙奖的缘起乃至达摩院设立的初衷不谋而合。
“达摩院必须要解决社会问题,才能活得长。”正如马云在达摩院创立之初所期许的,达摩院要成为一家面向未来、以科技解决重大社会问题的企业研究机构。为了支持中国基础科研,尤其是还处于职业早期、亟需支持的优秀青年科学家,达摩院在第二年就设立了“青橙奖”,6年来已支持了韦东奕在内的60多位青橙学者,包括每人100万元自由支配的现金 ,鼓励他们十年磨一剑、勇攀科学高峰。
35岁,于一名科学家而言,尚属起步的少年时期,然而,乳虎啸谷,百兽震惶;鹰隼试翼,风尘翕张。今天的科学新势力,成长在全球化最好的年头,带着他们与上一代不同的张扬,带着他们不设限的科学人生,可以想见,这群人所带来的,也将是一个不设限的中国科学的未来。
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