每人拿到百萬大獎,這羣平均年齡33歲的科研新勢力有什麼不一樣?

知識分子

The Intellectual

圖源:微博@阿里達摩院掃地僧

35歲對科學家意味着什麼?

意味着創造力的巔峰——一項研究發現,學術界各個領域科學家的平均創造力峰值出現在 30 歲到 40 歲之間。

也意味着一生中最艱難的一段路——楊振寧先生說,科研工作者有兩個最困難的時期,一個是研究生時期,另一個就是取得博士學位後的五到十年。

由阿里巴巴公益、達摩院聯合發起的青橙獎,致力於發掘和支持一羣35歲以下創造力處於巔峰的年輕科學家,幫助他們走好科研生涯的關鍵一步。有別於一般的科學獎項評選,達摩院青橙獎選拔摒棄傳統的論文和資歷評審標準,重視技術創新、應用落地與實際影響力。部分獲獎得主甚至純自薦申報,沒準備一份推薦信。

今年是它的第六年,一批新的“青橙學者”剛剛出爐,常林、馮毅、成裡京、蘇俊等15位當選,每人將獲得可自由支配的百萬元獎金。本次的獲獎學者平均年齡僅有33歲,這羣代表中國科研新勢力的“新青年”,帶着初生牛犢的銳氣,有人要做“世界最小光譜儀”,有人想要丈量整個宇宙;還有人想要顛覆傳統芯片……

青橙獎“最具潛力獎”30人名單也同期出爐,每人將收到10萬元獎勵。

從宇宙深處的快速射電暴到海洋變暖,從胚胎髮育到細胞重編程,從納米電子器件到半導體,這些年輕的學術新勢力幾乎一致地選擇了本領域最具原創性,也最有顛覆性的科學難題。

這羣科研“新勢力”,幾乎不受任何框架的束縛,大膽融合交叉學科創新,藉助數據科學甚至AI的力量進行變革。科學和技術,研究與應用的分界,在他們身上不再明顯。

從某種意義上來說,青橙獎陪伴並見證了這羣中國科研新勢力的崛起。

丈量整個宇宙,

那些不設限的科學夢想

對這一代的年輕科學家而言,一個殘酷的現實在於,科研富礦日漸稀少——傳統科研領域中,大部分低垂的果實已經幾乎被摘完了;而在新興科研領域中,果實尚未長出,還需要拓荒者去栽樹。

然而,現實並不能打倒這一代的中國年輕科學家們,這羣真的勇士學會了不給夢想設限,學會了堅定地去挑戰領域中最重要也最困難的問題,在這羣年輕人的詞典裡,“不可能”被換成了:爲什麼不試試?

這羣青橙獎獲得者,幾乎每個人都曾在年輕時有過一個大膽的科學夢想,而時至今日,這些夢想或已經實現,或已經部分實現了——

楊宗銀,曾經的夢想是做出世界上最小的光譜儀;

常林,想讓性能更好的光子芯片取代傳統硅基芯片;

陳孝鈿,畫一幅銀河系的三維地圖;

馮毅,破解宇宙深處快速射電暴的秘密……

爲了自己的世界上最小光譜儀之夢,楊宗銀失敗過150次。

浙江大學信息與電子工程學院研究員楊宗銀曾求學於劍橋,那是牛頓曾迸發靈感的地方,是牛頓發現太陽光通過棱鏡的折射後可觀察到更多光譜色的地方,在那裡,他有了這個夢想,併爲此奮鬥了8年。

那些年,在劍橋大學工程系,這個正在讀博的中國人總是最晚走的那個人。然而,筆記寫了三大本,卻仍沒有可以發表文章的結果。

到了博士生三年級,導師都開始替他發愁,楊宗銀卻並沒有氣餒,他繼續堅持着自己既定的研究方向——那是個有意義的課題,爲什麼不再試試。

最終,在臨近畢業的最後三個月,一個週六的晚上,關鍵的結果出現了,夢想中那個比頭髮絲直徑還小得多的器件變成了現實。

對於那個結果,劍橋大學新聞稿用的標題就是“超越牛頓光學實驗的極限”。

“我是個很軸的人。很多研究,有可能做100次就成功了,一般人可能50次失敗就受不了了,我做了150次,還沒有放棄……”楊宗銀這樣告訴來訪者。

爲銀河系畫一幅三維地圖的想法產生時,中國科學院國家天文臺副研究員陳孝鈿還在讀博士生。

在銀河系中,有一種亮度隨時間週期變化的恆星,又叫造父變星。“如果把恆星想象成蠟燭,知道他們的功率/亮度,又知道他們越遠就越暗”,就可以通過亮度測量他們的距離了。而對於造父變星,如同一種“標準燭光”,從地球上測量它們的亮度,便很容易得到他們的距離了,從這個意義上,這種星又被稱爲“量天尺”。

從2014年開始,當時還是博士生的陳孝鈿開始致力於收集造父變星的數據,以完成他的銀河系地圖。

然而,儘管西方天文學界關注造父變星已有200多年,但要找到這些“量天尺”並非易事。最開始,陳孝鈿發現,已知的造父變星大多分佈在太陽系附近,那些分佈在更遙遠的銀河深處的造父變星,還需要他自己去探索。爲了找到足夠的造父變星,這個年輕人曾把與這種恆星可能有關的近百萬張星空圖片都看了整整兩遍。一間小黑屋,一塊屏幕,每天看兩三萬張星空圖,持續看兩三個月……

2018年,陳孝鈿等人發佈了第一個紅外全天變星星表,表中包含了1339顆造父變星。基於這個星表,陳孝鈿和合作者們次年在國際頂級學術期刊《自然—天文》(Nature Astronomy)發文,發佈首張銀河系恆星盤三維全貌圖,揭開銀河系形狀之謎——“銀河並不是像圓盤一樣平,而是向上和向下形成一個S形的翹曲形狀,而我們的太陽系,並不是在翹曲的尾巴上,而是在盤面上……”

而今,陳孝鈿的下一個目標是:“丈量整個宇宙”。

學會了“吵架”的中國學者

如果人類向AI提問,科學家應該是什麼樣子,它會給出及其相似的回答,“白大褂、眼鏡、性格古怪、頭髮有些蓬亂”。

但如果AI親眼見過今年的青橙獎得主、北京生命科學研究所最年輕的研究員、29歲的蘇俊,一定會大吃一驚。這個土生土長的香港人,每過一段時間就會換一個髮色,乍一看是潮男,但其實是名學霸,本科就讀於香港中文大學,在德國哥廷根大學拿到博士學位,博後則在馬普所完成。

畢業後,他再次站上人生的交叉路口,是回香港高校尋找教職,還是留在德國馬普所當獨立研究員?他最終選擇了北京生命科學研究所。

蘇俊的軌跡,也是這一代年輕學者成長軌跡的映射。他們生於上世紀80年代末90年代初,這正是全球化最鼎盛、也是科學界合作井噴的年代。

如果說過去是開眼看世界的時代,中國學者對國際科學界更多是抱着追趕學習的態度。那這代學者就不僅是看,而是從求學階段開始作爲平等的交流、合作者,深度參與全球科學共同體的建設,成爲共同體的一員。可以說,他們是全球科學共同體的第一代中國原住民。

陳孝鈿2011年進入北大讀博後不久,就收到了一封外國的郵件,寄件者是2011 年諾獎得主、天體物理學家、天文學界的權威亞當·里斯(Adam Riess),請教陳孝鈿幾個恆星數據的相關問題。

對於一個博士生來說,本領域權威、諾獎得主主動上門來請教,毫無疑問是一件值得炫耀的事。

但陳孝鈿的態度淡定得讓人驚訝,對他來說,這不過就是一次再普通不過的、同行之間的交流而已。“當時我覺得比較平常,因爲天文界大家都是交流很多的,也是比較平等的,並不是說諾獎得主和我們就有天差地別。”陳孝鈿說。

和信奉權威相比,陳孝鈿更相信自己的研究道路,一個宏大而浪漫的設想:恆星數據可以作爲工具,去丈量更廣闊的宇宙。這打開了他的探索欲,在探索中獲得了源源不斷的成就感。

被問及和亞當·里斯現在的聯繫時,陳孝鈿甚至表示,他和這位諾獎得主的交流並不太多,因爲他們現在的競爭“還很激烈”。

和謙和內斂的前一代中國學者不一樣的是,這一代的中國學者對國際學術界的規則和玩法更爲遊刃有餘,甚至會主動去改變規則。

中國科學院大氣物理研究所研究員成裡京也經常說的一句話是,“中國學者應該學會吵架”。

成裡京的研究方向是海洋變暖,這是全球變暖的重要研究方向之一,離不開全球學者的通力合作。但大規模的國際合作,也離不開競爭、討論、爭論。但面對學術爭論成裡京不想退讓,他覺得該爭的時候就要爭取。

“過去我們國家很多人受限於英語水平並不是很好,就不願意和別人去去討論,去較這個真兒,去吵架。但是這樣不行。”成裡京說。“如果你閉口不言,任憑別人去發表別的觀點的話,那我們中國的觀點在哪?中國的數據在哪?中國科學的研究基礎在哪?”

吵架的底氣,當然需要的是有分量的科學發現。“只有自己做的最好,才能把自己的科研成果放出去。不然怎麼通過同行的檢驗,通過國際的檢驗?”成裡京說。

過去中國並沒有自己的海洋數據集,大部分數據都來自國外。2017年後,藉助自主開發新的鹽度格點數據(IAP-Salinity),成裡京重構過去60年海洋鹽度年代際和長期變化,指出國際上現有的大量數據產品存在系統性的偏差。

這在很大程度上重寫了海洋變暖領域的教科書。通過成裡京的紮實的數據工作,海洋變暖領域過去引起爭議的假說,現在有的已經被推翻。這套來自中國的、足夠權威的數據集,現在在國內外廣泛應用,爲氣候與海洋領域的中國觀點提供了基礎。

1994年,錢學森曾在致國防科技委朱光亞主任的信件中寫道:“我們不該總跟着外國人跑。我們要分析他們的得與失。”

到今天,不再含蓄的科學新勢力們,是不是在某種程度上達到了當年錢學森的期望呢?

鳥和青蛙

著名物理學家弗里曼•戴森曾經發表過一篇非常著名的講演稿,裡面說:有些數學家是鳥,有些是青蛙。鳥翱翔在高高的天空,俯瞰延伸至遙遠地平線的廣袤的數學遠景;青蛙生活在天空下的泥地裡,樂於探索特定問題的細節。

不過,在年輕的時候,在尚未學會飛翔,無法俯瞰整個領域的時候,一個科學家必須既是鳥,又是青蛙。他們要靠直覺找到自己的方向,並解決泥地裡那些錯綜複雜的問題的每一個細節。

堅持不設限的科學夢想之外,這些新生代的中國年輕科學家還必須腳踏實地。

北京大學先進集成光子芯片實驗室研究員常林說:“半導體行業沒有捷徑”。

10年前,剛剛進加州大學聖芭芭拉分校攻讀博士時,常林的導師,國際著名集成光學專家、美國工程院院士John Bowers教授遞給常林一份規劃書:“這是我們剛剛獲批的一個項目,要在芯片上對光的頻率實現10-15精度的頻率控制,你如果能完成它,將解決集成光學裡一個重大問題。”

後來常林才意識到,因爲自己是當年的5個博士生中最後一個與導師約談的,他的題目是最難的一個,那是他的領域中一個真正重要的難題,但其他學生卻因爲畏難而放棄了。

接下了這個項目,常林用了八年在這個項目上,這個課題貫穿了他整個博士和博士後生涯,通過這個課題,這個年輕人走通整個集成光學的流程,建立了對整個領域的一個“非常全面、非常大的認識”,爲他後來實現了超低損耗氮化硅工藝的國產化和完全抗干擾的激光雷達新架構打下了最重要的基礎。

面對這位中國學生的答卷,導師John Bowers說:“常林的優秀超越了國籍,具有出色的技術能力、合作精神和領導潛力,是該領域最傑出的年輕學者。”

對這一點,楊宗銀同樣深有感觸。他印象很深刻的是,在劍橋時,他每天10點到11點做完實驗後,騎車穿過劍橋市中心燈紅酒綠時的落寞。

“大家都穿得很漂亮去酒吧,就我一個非常樸素的騎着車經過。當時我想我沒有融入到當地生活,但一想到一些夢想。比如有可能把這個工作做出來,開拓一個新的領域,就很興奮地騎車回家,然後第二天又信心滿滿的去實驗室。”

幫助楊宗銀抵制誘惑的,一頭是他一早立下的科研志向:”你做的研究,要麼上貨架,要麼進教科書”;另一頭,則來自他目睹過的糖尿病人的需求。

楊宗銀的親友中有糖尿病患者,他目睹了親人每天都要扎手指測血糖,“真的很難受”,他希望自己開發的那種可以很方便地內嵌到手機、無人機和可穿戴設備中的微型光譜儀,真正地可以幫助到身邊的親友。

配備了新型光譜儀的小型血糖儀,如果能夠幫助到這些糖尿病人,“我覺得人生價值就實現很大一部分了。”

身邊人的需求,同樣是支撐蘇俊的研究動力。獲得青橙獎時,蘇俊曾對來訪者提到,他對女性生殖的關注源於他的母親與兩位女性導師——母親是個高齡產婦,母親的經歷讓他了解了女性生殖相關的風險,而兩位女性導師令蘇俊理解了女性的力量和脆弱,進而希望能用所學幫助女性羣體。

而完成丈量宇宙的夢想之外,陳孝鈿還是青藏高原上的冷湖天文臺的重要推動者。在該天文臺建成之前,“三個世界級的天文臺,都位於西半球”。

爲了冷湖天文臺的建設,陳孝鈿常年在青藏高原的無人區裡進行觀測、調試,進行相關的數據分析和科學研究,累計時長超過400天。

出世入世,既有學術上的追求,也有對社會痛點的深切關注正是這批科學新勢力的重要特質。

除了蘇俊、楊宗銀,堅持要在世界氣象學界發出中國聲音的成裡京;深知“半導體行業麼有捷徑”,卻仍在堅持耕耘的常林;甚至正在投入青藏高原冷湖天文臺建設的陳孝鈿……這些新一代的年輕科學家身上,無不透露着一種對社會的責任感,他們的研究,源於好奇心,源於對相關研究領域的深入思索,而最終,這些研究的終點則是利他,爲科學界帶來了什麼?爲普通人帶來了什麼?爲社會帶來了什麼?

這羣科研“新青年”身上所散發的時代氣息,與青橙獎的緣起乃至達摩院設立的初衷不謀而合。

“達摩院必須要解決社會問題,才能活得長。”正如馬雲在達摩院創立之初所期許的,達摩院要成爲一家面向未來、以科技解決重大社會問題的企業研究機構。爲了支持中國基礎科研,尤其是還處於職業早期、亟需支持的優秀青年科學家,達摩院在第二年就設立了“青橙獎”,6年來已支持了韋東奕在內的60多位青橙學者,包括每人100萬元自由支配的現金 ,鼓勵他們十年磨一劍、勇攀科學高峰。

35歲,於一名科學家而言,尚屬起步的少年時期,然而,乳虎嘯谷,百獸震惶;鷹隼試翼,風塵翕張。今天的科學新勢力,成長在全球化最好的年頭,帶着他們與上一代不同的張揚,帶着他們不設限的科學人生,可以想見,這羣人所帶來的,也將是一個不設限的中國科學的未來。