文汇报:锚定基础研究“核爆点”,聚焦“从0到10”全过程创新

专访中国科学院院士、复旦大学教授赵东元

作者:吴金娇摄影:张伊辰 视频: 来源:文汇报 2023年3月20日发布时间:2023-03-20

中科院院士、复旦大学教授赵东元。 本报记者 张伊辰摄

科技赋能发展,创新决胜未来。习近平总书记指出,在激烈的国际竞争中,我们要开辟发展新领域新赛道、塑造发展新动能新优势,从根本上说,还是要依靠科技创新。    

目前,上海正在加快推进科创中心建设,着眼“从0到1、从1到10”的创新全过程,为城市发展带来“核聚变”效应,全力服务国家加快实现高水平科技自立自强。    

“‘从0到10’的科创之路,从来不是一条坦途。培育‘核爆点’,在全过程创新中,每个环节缺一不可。”中国科学院院士、复旦大学教授赵东元对此深有体会。凭借“有序介孔高分子和碳材料的创制和应用”项目,捧回2020年度国家自然科学奖一等奖后,他率领团队勇闯“无人区”,投身科技成果转化。目前,该团队研发的新一代分子筛催化剂已投入应用,每年增产上百万吨优质油,创造了数亿元的利润。   

总结近几年的成果转化经验,赵东元直言:让科研创新成果转化落地,不仅需要“从0到1”的科研努力,也需系统化的组织。在他看来,科研“单打独斗”的时代已经过去,只有将政、产、学、研等要素集聚在一起、形成闭环,才能真正实现“从0到10”的创新。

赵东元同时提醒,培育更多创新种子、营造尊重创新的社会氛围十分重要。尤其要引导全社会正确认识科学家身份,在塑造更加宽松自由科研环境的过程中,不断激发青年人才的内生动力。

原始创新之难,在于如何提出新问题、好问题

文汇报:建设科技强国,参与国际竞争,基础研究是基石。我们在原始创新方面还有哪些薄弱环节?整体提升基础研究水平,需要哪些新的抓手?

赵东元:作为科学研究的一个方面,基础研究的魅力正在于可以做一些异想天开的事情——创新。

但要看到,创新有不同的等级之分。从提出全新的概念、全新的理念、发现全新的领域,到建立一个新的体系佐证发现,类似这样的“强创新”对科研人员来说是非常难的。比如,去年的诺贝尔化学奖颁给了点击化学。要知道,化学反应是非常古老的研究领域,但这三位诺奖得主却从中发现了全新研究领域,开启了化学的“实用主义”时代。

这个例子启示我们,对从事基础研究的人来说,要完成“从0到1”,就要能提出别人从未提出的问题。爱因斯坦也说过,提出问题比解决问题还重要。在我看来,目前我们国家之所以在原始创新方面还相对匮乏,或许与提问能力偏弱有关。只有学会从现实社会发展中的重大难题提炼问题,才能结合实际去解决问题。      

不过,“从0到1”并非一蹴而就。很多人认为,基础研究是一项长周期的工作,是一个长期积累的过程。更贴切地说,一个新理论的出现,其实是科学家站在前人的肩膀上加以总结而得出的结果。因此,科学要走到前沿,离不开一代代研究人员不断探索、不断完善知识体系,为这个体系不断添砖加瓦。

对于基础研究,我们要多一点耐心,不能操之过急。

从实验室到生产线,创新链上容不得任何“意外”

文汇报:在“从0到1”,再“从1到10”的过程中,你有哪些体会?有没有一些难关是特别难忘的?

赵东元:坦白来讲,对我来说,成果转化比做研究还要难。原因主要有以下几点:

首先,在成果转化过程中,我遇到了在实验室里前所未遇的问题。科学某种程度上是异想天开的幻想,是设想和论证。但技术要求把想法付诸实践,落在实地。在规模化的过程中,由于缺乏经验,我们走过不少弯路。

让我印象深刻的是,光为了解决介孔纳米小球的过滤技术这么一个“小问题”,我们团队就前后耗费了半年多的时间。再比如,从实验室中的小剂量实验,一路拓展到后面的投产、开始大批量生产后,我们遇到了很多新问题,诸如材料溶解不均、产品性能不稳定、生产过程中的温度控制等等,可以说,每个看似微小的变量都会对最终成品产生影响。

其次,试错带来了成本和效率压力。一项成果在落地成为产品之前,往往需要经过多轮实验、耗费大量时间。对于企业方和投资方而言,时间就是成本,资金链的压力可想而知。就以印刷电路板这个项目来说,从中试环节到投入企业实际生产,其间不断迭代,前后经历了近6年的优化。如果投资人等不及,中途就会放弃、撤资。一旦资金链断裂,成果转化的链条也将就此中断。

此外,产品生产过程中还会伴有副产物的成本——这些成本在最初很难被完全精准测算。成本的额外增加,也会给生产主体带来压力。这种种意外情况,对身在实验室的科研人员而言,很难周全考虑进去。

第三,不同专业的团队在一起合作,也会存在痛苦的摩擦、磨合过程。比如,不同学科之间开展合作,语言转化的过程就很复杂,必须要将自己的研究“翻译”成对方能听懂的语言才行。有时,为了推进项目中的一个具体环节,我需要说服整个创新链条上牵涉到的各方人员,包括投资人、工程师、生产企业等等。

在这根创新链条上,任何环节上的不通畅,都会直接导致转化失败。可以说,每个环节都很难。看似简单的一款产品背后,很可能汇聚着多个团队多年呕心沥血的原始创新。

不过,这段经历也是必由之路。如今,我们的成果转化已初有成果。由我们团队研发的新一代分子筛催化剂,实现了分级催化,提高了重(渣)油裂解的效率。目前,新一代分子筛催化剂已在齐鲁石化投入应用,每年可增产上百万吨优质油,创造了数亿元的利润。

文汇报:要推动更多实验室成果投入转化、走向市场,你有哪些建议?

赵东元:坦率说,我也明白,自己头顶着“院士”光环,已经受到了一些方面的优待,减去了很多琐碎的环节。对普通的科技人员来说,如果他们拥有好的技术,却缺乏好的平台、资源对接,这项好技术很可能就被埋没了,这是最令人感到痛惜的事情。

实际上,随着世界进入大科学时代,基础研究的交叉属性愈发明显。要想做好一个项目,离不开跨学科团队的不断沟通、磨合、反复实验。即便是顶尖人才,其研究也不可能只靠自己来完成,而是需要整支团队来支撑。

就拿我所做的介孔材料研究来说,在成果转化的过程中,需要和化工、机械领域的专家团队保持合作。即便我们有能力研发出新材料,但如果新材料后续无法实现优质的过滤和分离,不能控制好温度,那么它就很难变成产品落地。

因此,我的建议是,要围绕“从0到10”,完成科研组织形式的“进化”。比如,可以由政府牵头,将投资人、场地、实验室等各类要素汇聚起来。比如,可以通过强化国家实验室、重大科技基础设施等平台的集聚效应,为有志进行成果转化的科技工作者提供政策支持。

再如,从学校层面,也可以加大力度试点用知识产权作价投资、探路赋权改革。以我所在的复旦大学为例,为支持科研人员进行创新创业,学校已明确了多条途径。比如,学校制定了“赋予科技人员职务科技成果所有权或长期使用权试点实施方案”,由发明人团队申请专利技术的赋权,学校组织专家判断该专利技术是否为重大科技成果。若为重大科技成果,学校将科技成果的所有权进行赋权,发明人团队占所有权的70%,学校资产经营公司占所有权的30%,由二者共同将该技术发明进行作价投资,并按所占股权多少获得收益。

打造非功利科学环境,让科研人员自由生长

文汇报:加快上海科创中心建设,应当如何激励更多年轻人才安心挑大梁?

赵东元:改革开放至今,国家对基础研究的重视程度达到了前所未有的高度。可以说,基础研究迎来了春天。

作为一座具有世界影响力的社会主义现代化国际大都市,上海已汇集了大量人才资源。上海要加快建设具有全球影响力的科技创新中心,我认为,应当进一步完善从引才到育才的过程。一方面,基础研究需要有组织地进行,为科研人员提供各方面保障;另一方面,也需要为科研人员适度松绑,提供更加宽松的科研环境,让其自由探索。

要知道,有目标导向、有组织要求的科学研究,一般都是由现实需求驱动的,它所取得的成果能很快转化为现实生产力。但颠覆性的技术变革,往往有赖于真正的原始创新。这种创新可能经历多次失败,从现实角度来说,也并非所有的基础研究都能够最终落地为产品。

所以,有些创新的思想需要科学家在闲暇时间通过思维碰撞产生,这样的自由探索同样很重要。在我的实验室里,我很少给予成员专利、论文等方面的压力。他们有想法,随时可以找我交谈。原始创新有时候正是迸发于不断的讨论之中,灵光乍现。这种闲暇的交谈对研究者来说很重要。 

此外,除了制度上的倾斜、财政等方面支持,我也建议,政府层面能围绕青年科研人员在医疗、子女托育等方面的诉求,解决好人才的后顾之忧,让他们心无旁骛地做研究

文汇报:为了培育更多科技创新人才,我们还可以在哪些方面做加法?

赵东元:要培育有利于创新的社会氛围,尤其是要在全社会对科学、对科学家形成正确的认识,这一点很重要。    

我曾在中小学和大学做过一项调查:小学阶段,几乎每个学生都希望将来成为一名科学家;而到了大学阶段,100名学生之中仅仅5人愿意从事基础研究。照理说,大学生是距离科学家最接近的一批人,为什么他们却主动放弃了这关键一步?原因何在?    

或许,过度的应试教育抹杀了一部分学生的创新思维,磨灭了他们对科学世界的探究兴趣;此外,在一些不正确的舆论影响下,科学家被贴上了“天才”“清贫”“怪人”等不同类型的标签,对科学家的认识有失偏颇。      

就从我个人成长经历来看,我最多是一个聪明的人,但绝对和天才沾不上边。从事化学研究也完全是出于热爱。上世纪90年代,我从美国回到国内时,一个月才拿一千块工资。但正因为热爱,我并不觉得日子清苦。迄今为止,放眼国内外,从事基础研究的科研人员中也很少有人是所谓的富翁。回头来看,我之所以能够在研究中取得一些成绩,与热爱和坚持密不可分。      

因此,我建议,不妨在基础教育阶段、在培养学生自由探索的精神和独立思考能力方面做加法,对科学教育做加法。同时,社会在宣传科学家时,也不必过于英雄化,要展示出更加真实、有血有肉的科学家形象,方能激励更多青少年拔尖人才投入其中。

制图:实习编辑:严静雯责任编辑:李斯嘉

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