走進清華大學成像與智能技術實驗室——“一些人繞過問題，我想去解決問題”（欣欣向榮的中國）
來源：人民日報海外版 發(fā)布時間：2022-02-17 17:28 瀏覽：6209次
重大原始創(chuàng)新成果往往萌發(fā)于深厚的基礎研究，產(chǎn)生于學科交叉領域，大學在這兩方面具有天然優(yōu)勢。要保持對基礎研究的持續(xù)投入，鼓勵自由探索，敢于質(zhì)疑現(xiàn)有理論，勇于開拓新的方向。
——習近平
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戴瓊海院士近來瘦了不少。
記者在清華大學成像與智能技術實驗室見到他時，是早上9點多，他已經(jīng)在實驗室工作了兩個多小時。
博士生們不知道這位中國工程院院士、清華大學信息科學技術學院院長每天幾點睡覺?！巴砩?0點、12點，凌晨2點、4點都收到過戴老師的微信，有了奇思妙想馬上問我們：‘有空嗎？’”
實驗室里的年輕人也都很拼，“每周工作80個小時”“春節(jié)不回家”“不舍得放假”的比比皆是。
2021年4月19日，習近平總書記考察清華大學時，曾來到這里。“要保持對基礎研究的持續(xù)投入，鼓勵自由探索，敢于質(zhì)疑現(xiàn)有理論，勇于開拓新的方向。”總書記的囑托，是實驗室全體科研人員最大的奮進動力。
“我是自愿加班的”
寒假期間，位于清華大學主樓的成像與智能技術實驗室走廊里，不時飄散著咖啡香。
咖啡室里貼了三張字條，兩張貼在冰箱上，寫著“零食有，無寒假”“寒假來了嗎？CNS永不眠”。這個“CNS”，指的是世界著名科學雜志《細胞》《自然》和《科學》。
另一張字條貼在幾十條經(jīng)典的物理公式底下，上寫四字：“歡迎指正”。
墻上貼的并非玩笑話。戴瓊海告訴記者，“歡迎指正”這個字條是他專門讓人貼上去的，提醒實驗室所有人，要有顛覆經(jīng)典物理公式的心理準備。
基礎研究和原始創(chuàng)新，始終是這個團隊前行的基石。
戴瓊海想得很清楚，過去100余年，有20多項獲諾貝爾獎的研究與腦科學有關，而在醫(yī)學影像界，光核磁共振技術就催生了多位諾貝爾獎得主。在這些領域，有太多“顛覆性研究”值得投入。
“所謂‘顛覆性研究’有三個標準：是否改變了科學研究的路徑，是否改變了產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向，是否可以寫進教科書?！贝鳝偤ｊ割^說。他要求實驗室的青年教師和學生們，必須去想“圖諾問題”——圖靈獎和諾貝爾獎級別的問題。
博士生李欣陽直言，這些問題是全世界科研人員共同面臨的挑戰(zhàn)，“一些人繞過問題，我想去解決問題?！?/p>
清華大學主樓的724、725房間是實驗室“根據(jù)地”。兩個房間號衍生出兩個勵志的解讀：“724”，就是抓緊每周7天、每天24小時連軸轉(zhuǎn)；“725”則要在此基礎上，把24小時當成25小時來過。
“我是自愿加班的?！背錾?994年的博士生喬暢神色平和。在實驗室，喬暢已經(jīng)待了六七年。這里從無強制性時間規(guī)定，但這些年來，喬暢平均每周待在實驗室超過80小時——早上9點到、晚上10點半左右走，幾乎雷打不動。
會議室墻上，掛著習近平總書記說過的一句話：“新時代屬于每一個人，每一個人都是新時代的見證者、開創(chuàng)者、建設者。”
“致廣大而盡精微”
穿過風淋室吹掉灰塵，才能進入一間潔凈的實驗室。里面擺放著大大小小的黑色儀器，有的一人多高，滿是鏡頭和密密麻麻的線路、降溫散熱的管線；有的只有半米高，鏡片折射出彩色的光芒。一間玻璃房與實驗室相連，計算機計算存儲設備集群嗡嗡輕響……
不經(jīng)人指點，記者很難想到，眼前這臺其貌不揚的設備居然是實驗室自主研制、世界領先的顯微儀器“RUSH”——高分辨光場智能成像顯微儀器。
“致廣大而盡精微”，戴瓊海覺得，習近平總書記在二○二二年新年賀詞中引用的這句古語，也可以用來形容實驗室的研究。
拿“RUSH”來說，其他國家研制的儀器每秒拍到千萬像素，“RUSH”可達百億像素，是國際上首個能實現(xiàn)小鼠全腦皮層范圍神經(jīng)活動高分辨率成像的儀器。
年輕的副研究員范靜濤介紹，通過“RUSH”，研究者可以在1平方厘米的范圍內(nèi)觀察活體小鼠的大腦，研究大腦功能信號和腦血管舒張是否存在關系；可以觀察小鼠腦部免疫細胞遷移過程，幫助醫(yī)生研究人體的免疫病理反應；可以分析癲癇病人病變區(qū)域產(chǎn)生的癲癇波，揭示病理發(fā)生機制。
“掌握了工具就等于掌握了武器，工具的突破可能帶來一系列連鎖反應?！贝鳝偤Ｕf。目前，在“RUSH”助力下，生命科學領域的探索者正陸續(xù)取得諸多重要科研成果。
2021年5月25日，在習近平總書記考察清華大學一個多月后，《細胞》雜志發(fā)表了清華大學成像與智能技術實驗室的最新研究成果，介紹了另一款自主研制的新儀器“DAOSLIMIT”——掃描光場顯微鏡。
這套超級顯微鏡實現(xiàn)了活體三維、長時間、高分辨率的顯微觀測，為未來更多生物的發(fā)現(xiàn)提供了可能。腫瘤細胞的轉(zhuǎn)移過程，也在鏡頭下無處可藏，這為腫瘤早期診斷和治療開辟了新路徑，更為揭示神經(jīng)、腫瘤、免疫新現(xiàn)象和新機理等生命科學重大問題突破提供了變革性工具。
《自然·方法》雜志這樣評價“DAOSLIMIT”：“打破了活體成像的一系列壁壘?！?/p>
“先做‘青蛙’，再做‘飛鳥’”
在這個以研發(fā)儀器為主業(yè)的實驗室，研究者大都持有生物實驗資格證，為小鼠動手術是大伙的“基本功”，還有人用魚缸認真培養(yǎng)水母。
在實驗室考察時，習近平總書記強調(diào)，重大原始創(chuàng)新成果往往萌發(fā)于深厚的基礎研究，產(chǎn)生于學科交叉領域，大學在這兩方面具有天然優(yōu)勢。
實驗室的科研人員越來越體會到交叉學科的優(yōu)勢。
此前，“RUSH”研發(fā)出來后，斯坦福大學的研究者4次登門討論合作事宜，讓他們驚訝的是，這個項目在清華竟然調(diào)動了自動化系、電子工程系、精密儀器系、醫(yī)學院、藥學院、生命科學學院的力量共同參與。實驗室的合作范圍遠不止清華校內(nèi)，喬暢說，自己做過的多項研究，都是與中國科學院、浙江大學等不同高校和機構的研究者攜手完成的。
學科交叉并不是讓科研人員成為“萬金油”。戴瓊海喜歡用數(shù)學家弗里曼·戴森的“飛鳥與青蛙”的比喻教導博士生，“先做‘青蛙’，再做‘飛鳥’”——在前三年安心扎透一個問題，像青蛙一樣專注；后幾年專心培養(yǎng)找到前沿問題的能力，像飛鳥一樣視野開闊。戴瓊海希望，這樣培養(yǎng)出來的科研人員“胸懷寬、境界高、眼光遠”“以國際前沿和國家重大需求為重”。
在這個實驗室里，科研人員不僅在為中國科技創(chuàng)新而拼搏，也在為全人類科學事業(yè)探路。很多年輕一代的成果，獲得了國際學術界的關注和肯定。
2021年8月，以李欣陽為第一作者的論文，在國際上首次提出成功實現(xiàn)鈣成像去噪的方法，歐洲分子生物學實驗室顯微技術專家阿爾瓦羅·克雷文納評價其“有望改變游戲規(guī)則”。
同樣是2021年，博士四年級的周天貺作為第一作者的論文，提出并構建了光電智能衍射計算處理器，這一成果得到瑞士洛桑聯(lián)邦理工工學院院長德米特里·賽提斯教授充分肯定，認為“證明了光子神經(jīng)網(wǎng)絡能夠和類似電子神經(jīng)網(wǎng)絡競爭”。
兩篇論文均發(fā)表在《自然》雜志的子刊上，兩位第一作者都只有二十六七歲。
“我們有一大批頂尖科學家在頂尖刊物上連續(xù)發(fā)表研究成果，整個科學家群體都在快速沖刺?！贝鳝偤Ｕf，“我們培養(yǎng)的這批‘90后’、‘00后’，一定會扛起歷史重任?！?/p>
每次在顯微鏡頭前操作，吳嘉敏都有新奇感：“我看到的現(xiàn)象，是整個人類社會第一次看到，再累也覺得很愉悅。”這位“90后”教師去年剛?cè)肼毲迦A，他看到的，是腫瘤轉(zhuǎn)移的過程，是淋巴細胞發(fā)揮作用的過程，是大腦神經(jīng)元運動的過程……
“我們正在打開一扇門，迫不及待想進去看看?！闭f這話時，吳嘉敏的雙眸閃著光。
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