金秋時節,我們走進中國科學院,走近奮斗在創新前沿的一線科技工作者,聽他們講述知識創新的故事和體會。
作為國家最高科研機構, 中國科學院在國家創新體系中承擔著骨干和引領作用。1998年,黨中央國務院批準中國科學院實施知識創新工程,作為建設國家創新體系的試點。近十年來,中國科學院進行了建院以來涉及面最廣、意義最為深遠的科技布局調整,較大幅度凝聚與提升了科技創新目標,部署了一批新的科技生長點,大幅增強了自主創新和系統集成能力,整體科技布局更加適應我國經濟社會發展戰略需求和世界科技發展趨勢。與之相匹配,中科院積極推動人事制度改革、資源配置制度改革、評價體系與科技獎勵制度改革,一系列改革創新的大手筆,描繪出了一番新氣象。
在實施知識創新工程的過程中,中國科學院不斷深化對我國國情、經濟社會發展需求、科技創新規律以及建設國家創新體系的認識,著力提高自主創新能力,重大成果不斷涌現,優秀人才脫穎而出,科技產出數量和質量大幅提升,促進高技術產業發展成效顯著……
中國科學院知識創新工程的啟動和順利實施,在國內外產生了重大影響。它激活了廣大科技人員自主創新的熱情,增強了我國科技界創新的自信心,促進了全社會創新意識的提升,擴大了在國際科學界的影響,并對其他科研機構和大學的改革起了一定的示范作用。
美國科學院院長、英國皇家學會會長、德國馬普學會主席和法國國家科研中心主任等都對知識創新工程給予高度評價。國際科學院委員會認為:中國科學院知識創新工程試點是“一項雄心勃勃的為期12年的計劃,旨在改革和激活中國的科技基礎設施。該工程的領導者通過大量在關鍵領域的基礎研究和戰略高技術研究,來實現科技創新。”
——編者
據統計,2005年,中國在國際各領域居前20位學術刊物上發表的高質量論文,中國科學院研究機構論文數量占全國同期總量的一半以上,在《自然》和《科學》雜志上發表論文45篇,占全國的71%(圖為在《自然》和《科學》雜志上發表的論文數量)。
合縱連橫顯優勢
陳凱先
中科院瞄準“基因組時代”國際生物醫藥科技發展前沿,把防治重要疾病的藥物創新研究作為人口與健康領域的戰略突破口,以上海生命科學研究院藥物研究所為依托單位,組織院內10多個單位,于2002年啟動實施知識創新工程重大項目——“創新藥物的研究開發和藥物創新體系建設”。
新藥研發體現著生命科學和生物技術前沿的新成就和新突破,以及多學科交叉的創新和集成。參加本項目的單位共有10多個,除了生物類的研究所外,還有資環類的南海海洋所、高技術類的上海有機所、大連化物所、理化技術所等。這種整合,集中了全院的優勢力量,跨越了地域和學科的局限,實現了技術優勢和地域資源優勢的集成,實現了東西部聯動。
在項目實施過程中,各單位建立的技術平臺之間的銜接與聯系被加強,克服了某些局部、某些方面存在的分散多頭、自成一體的情況,充分實現資源與信息共享,形成了較為完整高效的創新技術鏈和價值鏈,充分發揮了平臺體系的功能,更好地體現中國科學院在藥物創新領域的整體實力。
通過與企業合作,項目取得了一批可喜的成果和重要進展。作為我國重要的藥物研究機構,上海藥物所研發的治療心血管新藥丹參多酚酸鹽粉針劑、抗感染一類新藥鹽酸安妥沙星完成了臨床研究,獲得(或即將獲得)新藥證書,其中丹參多酚酸鹽粉針劑實現了產業化。此外,抗早老性癡呆新藥希普林等6個新藥正在進行臨床研究;免疫抑制作用新藥LLDT—8等6個新藥正在進行臨床前研究,其中部分新藥還通過國際合作在發達國家開展臨床研究和產業開發,如抗早老性癡呆新藥希普林將有可能成為我國自主研發、在國際主流醫藥市場有較大影響的第一個新藥。
點評:這一項目下設的6個課題形成一個有機整體,既實現了技術優勢和地域資源優勢的集成,也體現了源頭創新和集成創新的結合、基礎研究和應用開發研究的結合、技術平臺體系建設和創新藥物研發的結合。這個案例的成功之處不僅體現在獲得新藥證書等物質層面,而且體現在如何發揮中國科學院綜合優勢上進行了體制、機制創新。
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團隊協作出將才
楊曉光 房勇 丁曉蕾
李仲飛博士剛一畢業,就被全國重點大學中山大學“拉去”當了特聘教授,他手里高含金量的“全國優秀博士論文”分量十足。
如果把李仲飛所在的中科院管理、決策與信息系統重點實驗室比作一個果園的話,這里似乎總能結出個大味甜的果子來:高自友獲得博士學位后到北京交通大學后,很快成為973項目的首席科學家;博士畢業的徐寅峰現在是西安交通大學教授、國家教育部長江學者特聘教授和國家杰出青年基金獲得者……
這個果園有一批技藝精良的“園丁”。實驗室主任汪壽陽曾在國家自然科學基金委員會擔任管理學部常務副主任,也擔任過日本Tsukuba大學的教授。實驗室副主任張漢勤也曾在美國Texas大學擔任副教授。一批高水平的學術帶頭人,加上一批優秀的研究生,正好印證了“實驗室要發展,人才是關鍵”的說法。
這個重點實驗室以自然科學、管理科學、政策科學等交叉學科研究為主,具有突出的交叉學科特征,不同背景、不同特長的成員通力合作就顯得特別重要。因此,建立之初,創始人許國志院士就提出建設實驗室學術環境的四項原則:互補原則、易位原則、三多原則、一盤棋原則。
實際上,學科交叉融合是這個實驗室的最大特色。將不同學科背景、不同業務專長的研究人員通過組織項目整合在一起,開展原創性成果的研究。“實驗室這些年來所取得的重大研究成果,都與這種項目整合方式密切相關”。
每個項目都定期舉行一周一次或者兩周一次的學術討論班,項目組成員充分交流、討論、交換和共享心得。實驗室最成功的經驗就是通過項目帶動學科發展,整合研究資源。可以說,如果沒有實驗室這樣一個研究實體作為平臺,沒有實驗室的項目整合,單靠個別研究人員的單兵作戰,是很難取得重大成就的。
點評:這是一個活力四射的創新團隊。他們提出四項創新宗旨和建立學術環境的四項原則,使其自身受益匪淺。建立18年,形成了獨具特色的創新文化。團隊以知名學者為核心,凝聚了20多名青年學者,追求新視角、新思路,鼓勵提出新理論、新方法,持續提高學術研究的深度和廣度,獲得了一批重大研究成果及多項國際、國內獎項。
生物防護培新綠
胡文康
新疆生態與地理所沙漠公路科技團隊,從1987年開始塔克拉瑪干沙漠科學考察,到承擔和完成522公里塔里木沙漠公路、436公里沙漠公路生態防護林工程建設兩大攻關課題,前赴后繼,以青春的拼搏換來了生命的輝煌,兩個項目分別于1995、2006年入選中國十大科技進展。他們在沙漠化防治方面的工作居于國際領先地位。
傳統治沙,包含工程治理和生物治理兩大部分。工程治理是運用工程措施減小風害,控制沙害,包含固、阻、輸、導等多種手段,成本高、時效短,雖然是一種治標措施,但在無法進行生物治理的地區,仍是一種不得已而為之的措施。生物治理被認為是一種治本措施,但前提是需要有維持生物生命的水。
塔克拉瑪干沙漠科學考察期間,探明在沙漠腹地22.5萬平方公里地下,有8萬億立方米地下水,相當于8條長江一年的流量。但是,這種水屬于靜態水,且在穿過鹽質沙層沉留后變成了咸水,即高礦化水,礦化度多在3—10克/升,特別是沙漠公路沿線,多數地段礦化度在4.5克/升以上,高者近30克/升,而一般對植物生長的抗鹽界限為3克/升。可以說,盡管地下有豐足的水,但都屬于不可利用的水。看來,在塔克拉瑪干沙漠這個基本無降水的地方,生物治理基本是不可行的。
眼看著公路防沙設施被大量毀壞,科技人員決心突破高礦化水不能用于治沙的固有思路,開始了新的嘗試。他們挑選了過去多年選擇出的優良固沙植物,先是一片,后是一帶,從種2公里逐步擴展到31公里,探尋著各類植物在鹽化的沙漠中生存、繁衍、存在的相應機理。
從1994年開始至本世紀初,漫長的試驗終于獲得了很好的結果。植物生長對礦化度的適應,從3克/升到28克/升,并在不同植物對象上分別獲得了成功,最后,建成了長436公里、面積3128公頃、植樹近2000萬株的世界第一條在沙漠腹地的生態防護林。沙質土壤的高滲透性,以及沙粒對鹽分的吸附能力,使灌溉的鹽水中的鹽分不斷下移,植物獲得了相對淡化的水。至今10余年過去了,試驗林始終保持著一片蒼翠。
點評:突破傳統思維,不斷進行新的探索,充分利用沙漠地區豐富的高礦化地下水資源,解決在沙漠地區進行植物固沙的關鍵問題,這一成果意義遠遠超過了這一條林帶本身,治沙開始了從難到易的根本性轉變。
院地合作克難關
劉正昆 陳萍
計算機直接制版印刷技術(CTP)被世界印刷界稱之為“第三次印刷技術革命”。它將數字頁面以激光掃描直接輸出到印版上,從制版到印刷僅需2分鐘,比激光照排制版快25倍。還具有印刷質量高、成本低、減少污染等優點。
10年前,中國引進了第一臺CTP設備,所需版材和套藥全部依賴進口,價格昂貴,還不能連續供應,“掐”住了該項高新技術普及的脖子。正是陳萍研究員領導的中科院理化技術研究所CTP材料課題組迅速領命,與汕頭經濟特區報社合作建成我國第一條硬版基涂布鹵化銀的計算機直接制版材料生產線,解決國家的燃眉之急。
機會偏愛有準備的人。早在20世紀90年代,課題組就進行了探索性研究,積累了深厚的研究基礎,解決了多項關鍵技術問題,完成了向產業化的過渡。
1995年,當計算機直接制版印刷技術在德國德魯巴國際紙張和印刷展覽會上由美國公司剛一推出,立刻引起世界印刷界的震動。課題組眼前一亮,敏銳地意識到這一高新技術的核心是利用銀鹽擴散轉移的原理,而這正結合了自己的專業特點,正好作為自己的科研目標。
課題組對主要代表產品進行了全面的調研和剖析,查閱了幾乎所有的相關資料,了解到國外最早最成熟的銀鹽版材有五層結構。課題組沒有照抄五層方案,而是立足趕超,將銀鹽版材技術方案確定為三層。
1999年,課題組用手工方法在暗室里制出了用于報社的第一塊CTP版材,在中國標準出版社和北京日報社試印刷。2002年,與汕頭市經濟特區報社合作成立的中科銀實業有限公司建起我國第一條銀鹽CTP生產線。2005年10月正式生產以來,陸續提供給時效性很強的14家報社使用,填補了國內市場的空白。
點評:CTP銀鹽版材與套藥的國產化,之所以能用比較少的錢和比較短的時間完成,主要有四個原因:一是及時捕捉住信息并跟蹤;二是在分析國外產品結構的基礎上,立足趕超,確定自己的技術方案;三是解決了新材料、新工藝方面的五個關鍵問題,并都有自己的知識產權;四是不包打天下。
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前瞻布局謀跨越
周萍 張帆
今年剛剛41歲的王曦研究員是中科院上海微系統與信息技術研究所的副所長。當微系統所打算要孵化一個叫做上海新傲科技有限公司的“蛋”時,他點了6個年輕博士,加上自己,組成了一個創業團隊。
背靠微系統所這棵“大樹”,這個年輕團隊異常“生猛”:從無到有建成具備國際先進水平的我國唯一的絕緣體上硅(SOI)生產線,填補了我國SOI晶圓片材料的空白,滿足了國家的戰略需求。并且把東西賣到了發達國家,在我國微電子技術整體落后的情況下,半導體材料領域卻實現了跨越式發展。
SOI技術是國際公認的“21世紀的硅集成電路技術”,在低壓、低功耗電路、耐高溫電路等方面具有重要應用,是微電子和光電子領域發展的前沿。
實際上,為了打破國外對SOI技術的封鎖和禁運,填補國內在SOI材料領域的空白,上海微系統所在多年從事半導體離子注入研究的基礎上,早在上世紀80年代初就在國內率先開展了SOI技術的研究,1985年開始申請SOI發明ZL。1998年,重點突破了SOI材料工程化的一系列關鍵技術。
2001年,隨著集成電路材料市場對SOI需求不斷增大,以及SOI項目成果本身的產業化、市場化需求,上海微系統所整合了各類資源,就此孵化出了國內首家SOI材料生產公司——上海新傲科技有限公司。而這個產業化項目也獲得了2006年度國家科技進步一等獎。
目前,上海微系統所和新傲公司在SOI技術方面申請國家發明ZL32項(已授權16項),擁有SOI核心自主知識產權,形成了我國首部SOI技術企業標準。
點評:上海微系統所花了20余年,最終擁有了SOI技術核心自主知識產權。這個案例的啟示有三個:作為科技國家隊,以國家需求為導向,是可以大有作為的;塌下心來,潛心研究,方能不斷創新;發揮所企結合之優勢,不僅可以滿足國家需求,也使企業受益。
中科院科技創新活動案例
聯合作戰,海相油氣勘探局面一新
從2002年開始實施,推進了對海相油氣區的區域構造背景認識,推進了海相殘留盆地油氣資源探查技術的創新,推進了我國海相油氣典型區的解剖,在中國東部的油氣勘探中起到了引領作用。在中國科學院油氣團隊的帶動下,海相殘留盆地的研究逐漸打開局面。前新生代油氣研究已列入我國油氣勘探四大戰略領域。
研究團隊的核心主要由研究綜合地球物理、油儲地球物理、油氣地球化學等科技人員組成,本來各自都有很強的創新能力,但由于缺乏相互之間配合的經歷,難以形成合力。項目首席科學家和項目主管提出了“區域控制局部,深層約束淺層”的研究指導思想,凝煉科學目標;加強與大型國有企業、國內重點大學、企業的合作,重視學術交流和培訓以及跨學科合作,實行大兵團、多兵種的聯合作戰;在加強管理、強調協調的同時十分重視不同學科、不同部門工作性質和目標任務的差異,在創新文化建設中不搞一把尺子,鼓勵不同理念的交融,有效地保證了科學目標的實現。
打破壟斷,煤炭聯產實現零的突破
中國科學院工程熱物理研究所黃偉光、肖云漢研究員帶領的整體煤氣化聯產循環/聯產研發團隊2002年得到了中國科學院知識創新重大項目“煤炭聯產系統中動力生產核心技術研發”的支持,通過自主研發關鍵技術,打破了國外廠家在煤氣化聯產發電系統核心技術上的壟斷,走完了迄今國內整體煤氣化聯產循環和聯產從基礎研究、技術研發到試驗、示范的唯一一個回合,實現了我國煤氣化聯產發電系統零的突破。
煤炭聯產發電系統彌補了潔凈煤發電和轉化利用單項技術難以同時滿足效率、成本和環境等多方面要求的不足,可實現經濟、環境和社會等綜合效益的最大化,并與氫能利用、削減二氧化碳排放的長遠可持續發展目標兼容。這一技術的發展將有力支撐我國可持續煤電和清潔燃料的重大需要,是應對我國能源發展中全局問題的一個有效解決方案。
院企聯手,破解鉻渣污染環保難題
鉻渣污染是迄今未能解決的國際環保難題。張懿院士領導的科研團隊建立了鉻化工清潔生產集成技術,于2002年7月在河南義馬建成1萬噸/年示范工程并取得試車運行成功。然而當時示范工程依托企業技術力量薄弱,攻關能力差,無法完成示范工程達產達標的工程技術創新,新技術很有可能夭折在產業化示范階段。
在這種嚴峻情況下,中國科學院將“萬噸級鉻鹽清潔生產技術優化集成與標志性工程建設”列為院知識創新工程重大項目。重大項目自2003年啟動后,科研團隊積極協調國內大型企業、組織研發力量、整合技術資源,取得實質性重大進展,2006年底技術改造工作基本結束。萬噸級鉻鹽清潔生產新工藝與集成技術的產業化示范的實踐表明,與大型企業合作可以大大加速新技術產業化的進程。大型企業為項目建設提供較充足的資金、管理方法、工程實施隊伍等,這正是研究機構所需要的。
集成創新,為區域可持續發展奠基
中國科學院廣州地球化學研究所以孫大中院士為先導的研究團隊,率先提出在廣東省開展區域可持續發展研究,開拓和推動我國改革開放前沿區域的可持續發展研究和戰略實施。
從上世紀90年代中期開始,他們運用多種技術對廣東省水、土地、紅土等資源質量和資源承載力進行了監測、研究和評價,對全省及各地市資源環境效應和環境容量、自然—經濟—社會資源承載力、可持續發展水平和能力、綠色GDP、現代化水平、農業可持續發展、城鎮化進程與環境影響等進行了動態研究和評價。他們發揮地學自身優勢,將自然科學與社會科學相結合,以領先性、持續性、集成性、原創性的工作特點,開拓和推動了一門新交叉學科的建立,使國家重大發展戰略在廣東得以實施。他們的研究成果豐富了我國可持續發展科學理論,得到國家和地方的采納應用。廣東省受益,其他省域、區域也能從中得到啟示。
挑戰權威,古生物人才群異軍突起
“熱河生物群研究”課題組隸屬中國科學院古脊椎動物與古人類研究所,是一個以三四十歲的年輕學者為主體的科研創新團隊。在 “領頭雁”周忠和的帶領下,他們長年堅持野外工作,勤奮科研,嚴謹治學;既敢于挑戰傳統理論,又能自覺抵制炒作和浮躁等不良學術行為。近年來在鳥類的起源、飛行的起源、早期哺乳類、恐龍、鳥類、翼龍、兩棲類和魚類的系統發育、演化輻射以及熱河生物群的演化、地質時代和環境背景等方面取得了一系列重大的原創性成果,僅在《科學》和《自然》雜志上就已發表論文30余篇,在國內外古生物學界聞名遐邇。
科學研究的精髓在于創新,而創新就意味著敢于向傳統理論挑戰。2000年以來,徐星、周忠和等人相繼提出鳥類飛行的樹棲起源說,提出不同的羽毛起源的模式,對傳統的羽毛的飛行起源假說提出了挑戰,并否決了國外學者關于“熱河生物群是孑遺生物的避難所”的論斷。他們以實踐揭示了一個真理:只要言之有理,“人微”未必言輕;只要踏實工作,“位卑” 也能報國。
數字中的知識創新工程成果
47歲。2006年創新崗位聘任人員45歲以下的占78.7%,所級領導干部平均年齡47歲。
340人。在全院研究系統內工作的兩院院士共有340人。通過人才引進計劃累計支持優秀青年尖子人才1300多人。
27.4%。全院職工人數從1998年的6.5萬人逐年減少到2006年的4.7萬人,降幅為27.4%。
4萬。在學研究生從1998年的1.1萬人發展到2006年底的逾4萬人。
11952篇。2005年全院共發表SCI論文11952篇(論文第一作者),較1998年增長250%以上。發明ZL申請與授權量分別為3960項和1959項,較1998年分別增長4.71倍和24.78倍。
512億元。2006年,全院通過技術轉移轉化為地方新增銷售收入512億元,利稅約75億元。院所投資企業營業收入1571億元,利潤總額19.5億元,為社會提供就業崗位8萬余個。
91家。原有121個研究院所整合和新增后共為91個研究院所。數學與系統科學研究院、光電研究院、上海生命科學研究院等具有多學科綜合優勢并能有效系統集成的大型研究機構,建設了若干多所聯合的綜合性科技創新基地。
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