华科的奇思妙想——来自华中科技大学学术前沿青年团队的调查报告

2020-09-23 22:45:01 作者: 华科的奇思妙

华中科技大学物理学院教授、博导吕京涛物理。记者胡冬冬 通讯员高翔 摄

“我们年龄相仿,志趣相投。”在“超快光学团队”隔壁办公室,从事分子电子学研究的吕京涛教授牵头组建了“单分子输运团队”,同样为第二批学术前沿青年团队之一,三位80后中吕京涛年龄稍长。他说,他和团队成员高锦华是一个办公室的伙伴,与吴梦昊的研究方向又很接近,组建团队顺理成章。但是三个人分工很明确:“吴梦昊擅长做计算,高锦华注重理论研究,我则两边都能兼顾下,自然就当了队长。”

吕京涛团队的研究方向为:纳米分子结构中的量子输运与统计。这一方向的最终目的是,用单个的分子构建电子元器件,提升器件的集成密度,为相关的实验工作提供基础理论的支持。团队与北京大学研究小组合作,在《科学》发表了在单分子尺度表征水与食盐间氢键相互作用强弱的研究,获得了学界的广泛关注。

“以分子为单位制备器件,很有难度,唯有不断尝试。”每逢周末开讨论会,吕京涛就给大家打气鼓劲。9月12日中午,三人又聚首在科技楼“奇思妙想”。他说,目前基于硅的光电子器件,如晶体芯片会越来越小,总有个极限,到了极限会怎么发展?用单个的分子来做器件,从最小结构出发来构建电子器件,是一种设想。

讨论中,高锦华提出用量子力学原理研究单分子的能量和电荷输运。“假若理论成立,前景很广阔,可以大大提高现在的集成电路,包括手机和电脑的运算速度。”

建模、计算、理论——方向确定后,吕京涛主抓建模,吴梦昊进行计算,高锦华则提供理论上的支撑。吕京涛说,学术前沿青年团队的宗旨是不计成败,紧盯科技前沿,这给了他们充裕的时间。

此刻,一江之隔的华中科技大学脑研究所也集聚了以朱铃强教授为首的三位年轻人,进行他们每周一次的学术讨论。

朱铃强(中)和他的“脑功能研究团队”每周要开一次学术讨论。记者杨佳峰 摄

2015年底,从耶鲁大学读完博士后的朱铃强教授组建了华科第一批学术前沿青年团队之一的“脑功能研究”三人团,重点关注神经退行性疾病,如阿尔兹海默症、帕金森病等。

朱铃强从事神经环路、功能调控等研究,相对宏观;团队成员张斌教授从事的是分子神经生物调控研究,另一名成员刘丹则专注于基因遗传与表观遗传的研究。

不同专业的学者组团能成事?朱铃强告诉记者,对于神经退行性疾病,只有不到10%属于遗传,90%以上属于散发,与生活习惯、生活方式和环境关系密切,刘丹恰恰擅长非遗传信息的改变——表观遗传的调控,而该病涉及的分子神经调控则是张斌教授的强项。

“不同专业更容易产生奇思妙想。”朱铃强团队每周的学术讨论也安排在周末,他透露,国外的科学家们一样也在奇思妙想。以诺贝尔奖获得者克雷格·C.梅洛(Craig C. Mello)为首的科学家正积极推进对各种疾病的核酸(RNA和DNA)疗法。

在国外同行的启发下,朱铃强团队的思路是,用基于病毒示踪的新技术,找出若干与阿尔兹海默症发病密切相关的新大脑神经环路,并深入研究各种非编码RNA在其中的核心作用。

朱铃强团队成立以来,在表观遗传的调整和神经环路调控两个科研方向上都取得不俗成绩,先后发表SCI论文22篇,还做出了一个名为“透脑多肽”的治疗阿尔兹海默症的发明专利,尤其是《小RNA124-介导阿尔兹海默症突触环路损伤》的论文,《生物精神病学杂志》在发表时作为当期亮点进行了推介。“这些成果有不少都是团队聊出来的,一个人很难完成,尤其是每周的思想碰撞,总会有不少奇思妙想。”

放开手脚避免繁文缛节

从《爱因斯坦传》《费曼传》《霍金传》再到《杨振宁传》,85岁的科普传记作家杨建邺教授写了30多本科学家传记,他看好“奇思妙想团队”。“没有好奇心就不能搞科研,科学的东西是以前没有过的、未知的、不被认同的。搞科学必须有强大的好奇心,敢于奇思妙想,并非轻松就能得到。”

“三个臭皮匠赛过诸葛亮,三个教授能碰出什么样的火花?”2015年12月,首批9支学术前沿青年团队在华科授牌成立时,校内不少教授很期待这种新模式带来的变化,但也担心压力太大反而效果不好。

2017年,校方出台新版学术前沿青年团队管理办法,其中明确规定:创造鼓励创新、尊重规律、宽容失败的学术环境,资助周期内不进行年度考核和中期检查,倡导以学术兴趣为动力,关注长远目标、瞄准学术前沿进行潜心研究。

在连日探访中,记者也感觉到了这些团队的压力。有团队负责人觉得还没有拿得出手的成果,不好意思接受采访。但大家都对这种潜心研究的学术环境倍感珍惜,认为这才是他们最大的“福利”。

华中科技大学物理学院教授、博导兰鹏飞。记者胡冬冬 通讯员高翔 摄

兰鹏飞不仅从自己团队吸收力量,还跳出小圈子将触角伸向更大的空间。兰鹏飞团队主动联手吕京涛团队,在校内举办了学术前沿青年团队前沿探索论坛,两个团队组织中国科学院、清华大学等科研院校30多位教授参加的光电子前沿探索论坛,吸引了数百名在校生参与。兰鹏飞回忆,当时他代表团队作了《激光测量分子的轨道与动力学》报告,不少人还提了建议,对科研的帮助很大。

截至今年7月1日,华中科技大学学术前沿青年团队前沿探索论坛已举办57期,全部由团队轮流坐庄举办,每期团队都能邀请到各自领域内的顶级学者参会,论坛已成为43支“奇思妙想团队”的磨刀石。

说是不计成败,但大家依然很努力。兰鹏飞介绍,在“超快光学团队”的引领下,超快实验室仅2017年便发表了39篇SCI论文,而且第一作者全部是学生。一批80后、90后快速成长,工作起来都很拼,不少人已经走在光学领域的国际前沿。