李政道研究所:聚全球顶尖科学精英,做“引领性”基础研究 | 上海科创新地标⑤

文汇网

11.jpg

编者按

“十四五”开局之年,上海科创中心建设从“搭框架”向“强功能”迈进。大力发展投资主体多元化、管理制度现代化、运行机制市场化的新型研发机构是其中一个重要抓手。

放眼黄浦江畔,李政道研究所、量子科学中心、上海人工智能实验室、树图区块链研究院、朱光亚战略研究院等数十家代表世界科技前沿发展方向的新型研发机构已启动建设并加快发展。“十四五”时期,这些研发机构“新物种”将进一步释放体制机制优势,激发科学家创新活力,成为强化上海科技创新策源功能、高端产业引领功能的“科创新地标”。

在市科委支持下,本报近期推出“探访上海科创新地标”系列报道,带领读者走进这些与众不同的研究机构,捕捉创新前沿脉搏,聆听它们在上海拔节生长的声音。

在20世纪,世界上有两大举世瞩目的科学研究中心,吸引了全球最杰出的科学家在一起探索自然界的奥秘:一个是成立于上世纪20年代的丹麦玻尔研究所,另一个是成立于上世纪30年代的美国普林斯顿高等研究院。

进入21世纪,能否有一家研究机构再现这样的学术“盛景”?在这里,全球顶尖科学精英纷至沓来,青年科学家来此历练,并产出世界知名的重大原始创新成果。

这正是李政道研究所的“雄心”所在。作为上海科创中心建设重点任务和张江综合性国家科学中心的重要组成部分,李政道研究所自2016年底成立至今,已汇集了来自六大洲、16个国家的近百名科研人员,近两年每年吸引长短期访问学者近200人,一个全球科学家“近悦远来”的国际知名学术交流平台已初现雏形。

“随着今年位于张江的李政道研究所实验新楼投入使用,这里将吸引更多科学精英汇聚上海,引领相关领域的国际前沿研究,致力于形成基础科学的‘上海学派’,打造前沿基础研究的国家战略科技力量。”李政道研究所直属党支部书记赵昕说。

从物理界“乌云”中寻求颠覆性突破

不久前,美国费米国家实验室公布了缪子反常磁矩实验首个结果,基本粒子缪子的行为与标准物理模型理论预言并不相符,这成为堪称完美的理论模型上的“一道口子”。李政道研究所副教授许金祥参与了这一里程碑式成果的研究,他说,此次实验不完美的结果却让物理学家们兴奋起来。爱因斯坦追求的“大统一理论”真的存在吗?宇宙是如何起源和演化的?时空和基本物理规律是怎么来的?……这些困扰人类几十年乃至上百年的问题,李政道研究所的科学家们正在用全新视角寻找答案。

22.jpg

李政道研究所目前锁定了三大研究方向:粒子与核物理、天文与天体物理、量子基础科学。其中,前两个研究方向的核心就是研究暗物质与暗能量。李政道研究所副所长叶庆好说,暗物质与暗能量是本世纪物理学界的“两朵乌云”,正如上世纪物理学界的“两朵乌云”发展出了对当今社会影响深远的狭义相对论和量子力学一样,探索当今物理学界的“两朵乌云”有望产生颠覆性突破。

同时,李政道研究所还在推动衍生物理的发展,这是一场真正的“范式变革”,将改写人类认知世界的观念。简单来说,衍生物理并不认为物质无限细分仍能保持物质的特性,半导体之所以能导电、陶瓷之所以阻燃都是粒子在某一系统中涌现出来的能力。衍生物理就是用一整套系统化的数学物理框架来解释各个粒子的行为,甚至生物、化学都是物理衍生的结果。

33.jpg

深空、深海、深地……凡是人类还未探索过的领域,李政道研究所都对它怀有百分百的好奇。据悉,李政道研究所正在筹划一个关于中微子望远镜的项目,该望远镜不但能观测宇宙,还能看清地球内部,这是人类比太空还了解得更少的区域。一旦成功,这将是少数由中国在基础科学领域发起的国际大科学项目之一。

形成顶尖科学精英的“虹吸流”

在赵昕看来,世界级顶尖研究机构最重要的是人才。近年来,李政道研究所正以超乎想象的速度对全球科学家形成“虹吸”效应。

一开始,科学“大咖”大多来自李政道研究所所长、2004年诺贝尔物理学奖得主弗朗克·维尔切克的“朋友圈”。英国皇家科学院院士、英国伦敦国王学院教授约翰·埃利斯,欧洲核子研究中心前所长、意大利罗马大学教授卢西亚诺·马亚尼,瑞典皇家科学院院士、斯德哥尔摩大学教授托尔斯·汉斯·汉森等都是应维尔切克之邀,来李政道研究所进行长期访问的。

44.jpg

一家研究机构想要对顶尖人才形成持续的吸引力,放手让他们探索自己认为重要且感兴趣的问题至关重要。李政道研究所副所长顾威曾在美国布鲁克海文国家实验室、石溪大学从事教学与科研20年。对他而言,做研究并不只是发论文,而应专注于原创性的科学问题,并取得有望改写教科书的研究成果。他说,在李所,工作到半夜是常事,并不是因为有考核指标的驱动,纯粹是因为“在这里做科研太有意思了”。

来自日本的Tsutomu Yanagida(柳田勉)教授是世界著名的粒子物理学家,曾开创中微子跷跷板理论,以解释其质量来源。他非常平易近人,乐于交流。在李政道研究所,诸多科研人员经常聚集于他的办公室,看他在白板上写下密密麻麻的演算推导公式,听他分享近期的研究成果和未来的工作设想。

66.jpg

作为一所对标玻尔研究所和普林斯顿高等研究院的国际化研究所,近年来李政道研究所还吸引了来自24个国家和地区、超过180个科研机构的访问学者约500人次,来自11个国家的高级访问学者25人次,每年到所访问1-6个月。未来十年,这里将汇聚起近千人的研究规模。

打造青年科学家“理想的放飞地”

“构筑科技强国需要一流人才,我很希望能在上海交大建立一个国际化的科学研究所……”七年前,诺贝尔物理学奖得主李政道先生建言。在国家部委、上海市、上海交大等各方的共同支持下,一个对标玻尔研究所和普林斯顿高等研究院的科研机构落户上海,拔节生长。

所有来过李政道研究所的人,都会对这里浓郁的学术讨论氛围印象深刻。在会议室、办公室甚至走廊里,时常会遇上这样一幕:讲席教授、青年学者、博士后与演讲者热烈交流乃至争论,但彼此都乐在其中。2019年的一次学术研讨会结束后,一位外单位的学者特地向所有与会者发送了一封热情洋溢的电子邮件,称他“享受与各位在如此温馨的环境中畅谈物理。”

55.jpg

青年科学家是李政道研究所的中坚力量。赵昕说:“我们希望李所的科研人员流动起来,李所可以是他们科研生涯的第N站,也希望这里成为他们理想的放飞地。”李政道研究所已有博士后前往加拿大理论天体物理研究所、厦门大学等国内外知名高校与科研机构继续科研事业。相信再经过若干时间的历练,会有更多青年人通过李政道研究所的平台逐渐在学术界崭露头角。

李政道研究所致力于创造一流的研究环境和氛围,并在全球科学家心中打响知名度。一个世界知名的重大原始创新策源地、全球向往的顶尖科学精英集聚地、面向未来的中国青年才俊历练地已初具规模。

记者手记:“李所”的全球吸引力从何而来?

在物理与天文学科的三大方向开展前沿基础研究、每年举办国际学术会议三十余场、接待长短期访问学者约500人……五年来,李政道研究所初步摸索出一套“坚持科学为本、借鉴国际惯例、体现中国特色”的运行机制,并由此迅速崛起,成为全球顶尖科学家眼中极具魅力的科研机构。

李政道研究所于2016年底在沪成立,2017年聘请2004年诺贝尔物理学奖得主弗朗克·维尔切克担任所长,2018年聘请李政道先生担任名誉所长。今年,位于张江的56000平方米的李政道研究所实验楼即将竣工,这对从事基础研究的科学家来说,吸引力无与伦比。

李政道研究所初期将重点建设三大实验平台。其中,暗物质与中微子实验平台将建设世界领先的液氙粒子探测基础设施,实现对暗物质和中微子研究世界最灵敏的探测;实验室天体物理实验平台将利用高能量密度激光,在实验室再现和研究特定情况下天体的物理变化过程,并研究轴子的产生;拓扑超导量子计算实验平台将研究拓扑超导材料、研制拓扑超导量子计算器件,为拓扑量子比特计算的科学问题进行基础性、前瞻性探索研究。

“没有任务,只有机会;没有指标,但有责任”,这是李政道研究所逐渐形成的院所文化。坚持科学为本,李政道研究成立了国际学术咨询委员会与科学事务委员会,把科学的事物交给科学家来决定。李所正在最大程度地汇聚各方资源与支持,营造更加宽松的学术环境。

静水流深处,有科学家汹涌的思想。李所的科研人员争分夺秒地攻关基础研究难题,其内在驱动力源于自己想要探索世界、改变世界的好奇心。从某种程度意义上说,这里回归到了科学本来的样子,这种氛围也吸引了大批真正想在科学上留下点什么的人。

作者:沈湫莎

图片:李政道研究所提供

责任编辑:任荃

*文汇独家稿件,转载请注明出处。