「我們團隊上下現在有這麼一股精氣神:這是我們整個科學生涯中至關重要的大事,一定要做好。」日前,在位於浙江大學的辦公室裡,巖土工程學家、中國科學院院士陳雲敏告訴記者。
這件大事,就是建設浙江省第一個國家重大科技基礎設施——超重力離心模擬與實驗裝置(CHIEF)。建成後,這一裝置能夠利用超重力的「時空壓縮」效應,模擬大自然在漫長時光中發生的巨變。
CHIEF項目由浙大牽頭,選址杭州未來科技城,陳雲敏任項目首席科學家。目前,項目已進入具體設計階段,各環節的合作夥伴都是相關領域的國際領軍者。陳雲敏說,CHIEF項目面向國際科技發展前沿,將為解決巖土工程防災減災、深海深地資源開發和新材料製備等我國經濟社會發展中的瓶頸性科技難題提供支撐。
自主研製大型科學裝備,支持基礎科學研究的突破,一直是這位巖土工程學家的追求。多年來,他帶領團隊陸續研製了基於ZJU-400超重力離心機的系列機載裝置、高速鐵路列車運行動力效應試驗系統等國內外領先的科學裝備,產出許多重要科研成果。
「自主研發的科學裝備是科學思想的結晶。我們了解一位科學家,不僅要聽他的講座,更要看他搭建的實驗室。」陳雲敏說,綜觀世界一流大學和科研機構的實驗室,關鍵性的科學裝備往往源於自主研發。
「我們當然也可以向外國購買先進設備,但一臺設備最早的使用者必定是它的發明人,引進設備其實已經慢了一著。」新時代呼喚前瞻性基礎研究和引領性原創成果的重大突破,陳雲敏認為,增強源頭創新需要加大創新投入、匯聚創新要素,而大型科學裝備正是一個重要載體,「國之重器」的分量亦在於此。
陳雲敏同時擔任浙大工學部主任。他說,對於工程學科而言,裝備還是連接「科學」與「技術」的橋梁,人們通過裝備看到應用科學原理解決技術問題的可能性,因此尤有其重要意義,「浙大工程學科的9個院系都非常強調自主研製裝備。誰的科研實力強,先比比實驗室裡自主研製的裝備。」
入選2017年度教育部「中國高等學校十大科技進展」的高速鐵路列車運行動力效應試驗系統就是這樣一個凝聚了科學家智慧的重要裝備,採用了極富創新性的「假車真路」設計,在實驗室裡就能模擬全國各地的高鐵運行。在浙大建工學院的實驗大廳,記者看到高達數米的路基,路基之上是軌枕、鐵軌,鐵軌之上,不是列車,而是8個動力激振器。陳雲敏說,這些激振器每秒最快能起降30次,像「彈鋼琴」一樣快速地此起彼伏,把車輪駛過鐵軌的連續過程模擬出來。由此,陳雲敏團隊細緻地刻畫出列車運行引發路基振動和累積沉降的種種複雜效應,並提出了控制和修復路基沉降的方法,讓中國高鐵的基礎更加穩固。
在潛心研製科學裝備的過程中,陳雲敏還培養了一批優秀的創新人才。周燕國在就讀博士期間就參與ZJU-400超重力離心機振動臺的研發,提出了模擬地震液化作用的模型,其對全球半世紀以來地震液化的模擬與美國國家地質調查局實地調查的結果最吻合,在國際上被稱為「周-陳模型」。
中國正在加快建設創新型國家,許多高校正向世界一流大學的目標邁進。陳雲敏認為,應該多花點時間去思考什麼是真正的一流。他說:「人類史上『一流的事』往往都具有這樣的共性:一是有非常強的社會需求;二是解決了重大的科學問題。我們應該始終圍繞『一流的事』形成自己的價值導向及學術品位。」