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【大调研 我们在行动】中国科大的“创新辩证法”

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  【大调研 我们在行动】4 R. I& L+ a$ S' c" ]; w
  光明日报调研组
) w. r! `6 F2 h# F& U$ l/ h9 y* l& V) l  自然指数研究领导者年度排名,是一份衡量全球顶尖科研产出的权威榜单。你知道2025年中国哪所大学排名最高吗?, A/ \$ ?( K9 j# @% E1 v# ?" C
  答案,是中国科学技术大学——它在榜单中位列中国高校第一、全球高校第二。7 D( Z5 w0 V7 m  x* t
  这所大学强悍的创新能力从哪里来?
) P9 E: {9 K# ^& ]0 A; c& P  记者日前在该校精准智能化学全国重点实验室调研时,实验室副主任江俊教授讲了三个创新故事,从中,我们或许可以窥得一二。  j  {1 K: o' K
  故事一
. t. f/ B+ O7 K: g: S* q3 |) b  重构范式,以新逻辑代替旧思维0 m$ C- x8 Z$ i6 t
  2020年夏天,正在中国科学技术大学读博的叶盛,被一道难题给绊住了。
& u4 _* A9 u! x/ [  此前,他用生物分子结构预测人工智能模型做出了一个抗菌多肽蛋白,被安徽一家生物制药企业相中。这本是好事,但企业提了一个要求:“这个蛋白耐药性很好,能不能把其他性能也提上来?”$ Q! V6 v% w' h/ O4 C8 v7 M7 \
  让蛋白具有多重功能,一直是业界的难题,几乎没有人解决得好。叶盛苦苦思索,没有找到合适方法,一时陷入了困境。
; I# O' E/ D1 E5 V3 A$ M9 C  “别在一条路上死磕。正好有个研学夏令营,你去帮帮忙,换换脑子。”江俊看出了学生的困惑。
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中国科学技术大学校园风景。 新华社记者 张端摄
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  夏令营里,叶盛教中学生玩扩散生成算法:一张建筑图和一幅画作,大模型将各自特征提取出来后进行扩散,让建筑染上画作的色彩,呈现炫酷的艺术效果。
4 {- |5 o8 E- V8 g6 y& D8 a7 I  江俊为人幽默,平素和学生相处融洽。有学生拍下江俊的照片,和老师开了个玩笑——将江俊的照片与一张美女图片融合在一起,生成的新图让江俊“拥有了女神的美”,逗得全场哄堂大笑。/ U' \& f% Q! D+ g9 R+ _: ?
  一道灵光倏地闪过叶盛的脑海:“图像能融合,蛋白质的结构信息为什么不能?”
" O& a% a% j7 m5 C2 j  传统生物学研究者根本就不会生出这样的念头。为什么?因为工作量太大。没有精准智能化学实验室前,一个学生一天也就能完成一个样品。但现在不一样了,学生回去睡觉之前把任务一设定,第二天早上起来,200多个样品就完成了!
0 q. @2 ^, i$ ^, t9 E( N! i  平台的赋能,让叶盛的想象力尽情释放。他找来抗菌很好的蛋白100个、抗炎很好的蛋白100个、高温下能稳定的蛋白100个……一轮轮扩散,最终,得到了一个兼具抗炎抗菌高温稳定性能的多肽蛋白!- I) R: Y) l7 L
  这个蛋白,达到了那家生物制药企业的要求,也让叶盛拿到了来自科大硅谷“基金丛林”的5000万元融资。: ^* c0 P9 J( [4 i2 ?# R3 }1 j
  按:叶盛“脑洞大开”基于两方面的原因:一个原因是创新思维,受照片合成启发,从而产生了蛋白合成的思路;另一个原因,生物分子结构预测人工智能模型的出现,让蛋白合成有了可能。
! u8 ?; D* M9 Y  随着智能时代的到来,科研的工具和范式正在发生巨变。从叶盛的经历可以看出,搞科研绝不能墨守成规,只有打破传统,才有创新,也才能发展科学。此外,作为科研人员必须积极进取、大胆尝试。叶盛成功了,与他用机器人和大模型替代手工试错很有关系。没有这种大胆尝试,哪怕有再先进的设备,能有多重功能的蛋白新产品出现吗?不会有。% B; \9 J7 h8 S3 {
  故事二/ ]: U& l& P' U% z# R# J0 H
  敢于质疑,以新视野挣脱旧束缚8 \6 d% M! z, R' \
  没想到,困扰院士的防火阻燃难题,竟被一个刚入学的博士给解决了!# j8 o  i3 t# m* C1 I2 i
  事情的来龙去脉是这样的——4 E2 n6 k) |7 `  s! x7 }) G4 B
  “老师,我想做新的防火阻燃材料。”2023年秋的一天,博士一年级学生方天成找到江俊。方天成看到新闻里电动车电池起火,30秒就把车上的人吞噬的情景,感觉很痛心。( i+ k# i7 A. X! e, n' f7 ?
  江俊告诉方天成,这个方向有院士带着重点实验室在做,多少年过去了,都没有成功。“就你目前的条件,可能性恐怕不大。”
* H" @! Y) P5 k7 P6 a' U/ H  “我用大模型做了海量文献挖掘,发现传统路径就是把火围起来,烧不穿材料,但问题是能量还在,尤其是电池能量这么高,爆发性更大。”方天成早有准备,他掏出平板向江俊解释,“所以,我们应该换个思路——把热给消耗掉。”
" _" }, b" n- Y8 ]  把热消耗掉,就得用到相变。最简单的相变,是水从液相变成气相,这个过程会把能量带走。
. q  d4 X/ g7 ?  “目前能够超过水的相变材料还没找到。莫非你有其他路径?”江俊认真追问。
. i. _0 A( H2 Q" w+ ^( w7 {1 i  “我在矿业冶金领域找到了三条相变路径,都很成熟。”小伙子点开平板上准备好的资料说,“很多人做科研有路径依赖,总是跟着老路子走,有时候思路一换天地宽。”+ Y  J4 x# m- y" [+ B- q, l
  江俊震惊了。他意识到:这路可行!4 k7 B3 u) I: [5 T+ T4 e. A
  江俊给方天成申请了一间20平方米的独立实验室。在学校的全力支持下,方天成利用大模型,获得成功。4 C: f2 \  I' n/ v) u3 f9 \$ @
  他做出的材料有多牛?传统的防火阻燃材料在1400℃高温下,3毫米厚的材料只能坚持约30秒,他们研发的材料可以坚持几十分钟。( u5 r1 q) l* w5 r9 H7 ^
  一次,安徽省省长王清宪到实验室考察,方天成将阻燃材料放在省长的手上,再在上面放一块铁,火焰喷枪烧融了铁,但手没事!( Q0 t: M) z* e2 ?7 G
  有了这层保护,遇到电动车电池起火,车上的人起码有10分钟逃生时间。
$ }1 |( D& Z% U. J& s8 u  材料很快应用在了安徽消防总队的消防服、奇瑞汽车的防火脚垫上。
" l  I  q, T, w8 R' g3 Y$ z& w  最近,江俊接到中国科学院领导来电:“这个学生不要写博士论文了,马上毕业,我们还有新的任务给他。这样的人才,就要超常规使用!”
# D" P7 G* V! S& t" G! A  按:方天成能成功,与中国科大给他提供的环境有关。试想:方天成提出“用相变原理去消耗热”,如果导师一句话就给否了,还能有现在的结果吗?肯定没有。
1 V' g2 i* W' B4 K  g  俗话说得好:“好苗要好土,好树要好根。”导师江俊的眼光,学校政策的支持,中国科学院的“超常规使用”,是方天成成长的“好土”“好根”。正是这种“不拘一格降人才”的包容、这种“敢给年轻人机会”的魄力,让方天成的才华得以充分施展。5 d! C. W" L. ]  J  t7 D
  确实,科技创新,从来没有“资历”的门槛,只有“能力”的比拼。为有才华、有闯劲的青年科研人员提供舞台,中国科大的这个“赞”,我们必须点。
  Z# N6 v  u* W  故事三$ A) {& q7 \7 h; j! p
  跨界融合,在无用中看见有用
" r6 Z6 O7 r, n" @; R  “实验淘汰的样品怎么办?”这个问题,曾经深深困扰陈控。
1 Y" v8 ~" b5 Z* K  X( l5 y4 |  陈控是中国科大化学与材料科学学院的副研究员,他在学校的机器化学家平台做催化剂,实验过程会产生大量淘汰样品。& x/ h! a  r  m/ F1 e8 J) [9 n* c
  搞化学的都知道,万里挑一是实验常态。那些被淘汰的只能扔掉吗?这可都是花钱做出来的。
" x" ^9 d3 p+ z% ^8 L* R/ y/ W  2024年,听说江俊团队有一个能跨领域思考的机器化学大模型,陈控决定找它给出出主意。  Q7 a! u+ R5 f& Z9 c
  “这个材料可以干啥?”陈控把淘汰材料的基本特征输入大模型,这样问道。
+ V5 i# r2 ^4 d+ t- v  “大模型的建议很多。比如,推荐做电解液,我们试了,不行;推荐做光刻胶,我们试了,也不行。”陈控笑着说。
2 n( W6 U; h% o  直到有一次,它蹦出一个意外的建议:“试试杀虫剂。”3 Z5 c5 k7 `% P. v
  陈控怔住了——瞄准催化剂创制的他,从来没想到跟农学扯上关系。但他没有急着否定,而是顺着这条线索追了下去。9 i( J* t( W6 ~( V1 m6 O
  很快,他发现了门道:废弃催化剂上的金属离子,和传统农药波尔多液的核心成分很像。波尔多液已经用了100多年,管用,但其中的铜离子会残留在土壤中,日积月累形成污染。
: T, f* R$ X9 ~$ H2 ?  团队进一步攻关,使杀菌效果不变,用铜量却降到传统制剂的20%,土壤残留更是减少了90%以上。一款高效农药由此诞生!0 F" ^' C) T8 ~& @, J- H/ @
  如今,这种农药已在30个省份验证,推广面积超300万亩。0 D9 s) _: U, Y
  “化学物质都可以物尽其用。那些所谓的废弃物,不过是还没放到该去的地方。”江俊感慨。0 q7 B: [$ D8 K7 F
  按:搞科研很容易陷入这样一种状态,就是在自己的学科里做到极致,却对墙外的事情视而不见。陈控的经历恰恰说明:一“跨界”,一“链接”,创新就出现了。
; V8 L1 y7 v9 w' d# W# B  科技创新中,最可惜的浪费不是实验失败,而是把很多本该交集的知识,硬生生关进了各自的抽屉里,没有发挥出应有的作用。科技创新最可贵的,就是拆除学科壁垒的自觉,让跨界变成桥梁。
% `% o6 e* Q! a7 ~  让所有本该交集的知识,都有机会融合成改变世界的力量。这是陈控“跨界融合”给我们的启示。4 G  q1 @2 a  ~6 S: `; \
  创新没有灵丹妙药,但有规律可依。这几个创新故事,本质上是对阻碍创新的三道关卡的突破。: Y$ G! n0 {; q- Q/ `6 r1 `9 W
  能突破,背后的缘由值得我们深思细究。这些突破,对所有的院校和科研单位不也都有借鉴意义吗?
' H. W* K2 ]4 s9 F- h1 p  x. T$ L  (调研组成员:光明日报记者陈品高、谢文、常河、崔兴毅、丁一鸣)' z* G# `' c$ @, d# g! S. i
  《光明日报》(2026年05月12日 01版)
( H# d: P& P/ I6 M6 I. L" n                                                                                                                                [                             责编:丛芳瑶 ]
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