...見「微」知著 交叉引領——走進合肥微尺度物質科學國家研究中心

①實現單分子拉曼光譜成像

②中科院「率先行動」計劃第一階段「面向世界科技前沿」重大科技成果：多自由度和高維度量子隱形傳態示意

③首次在室溫大氣環境下探測到單個蛋白質分子磁共振譜

④「墨子號」量子衛星過境（拍攝於烏魯木齊南山地面站）

⑤在超冷原子光晶格中實現大規模高保真度量子糾纏對的同步製備

本報記者 陳歡歡

學科交叉被認為容易產生新的科學和重大突破。那麼，一家科研平臺同時集齊物理、化學、生物、材料、信息五大一級學科是一種怎樣的體驗？合肥微尺度物質科學國家研究中心（以下簡稱微尺度國家研究中心）主任羅毅可能最有體會。

羅毅喜歡在朋友圈分享微尺度國家研究中心的「喜報」：重量級進展、高水平文章、各種獎項。近兩年可謂捷報頻傳，幾乎每個月都有好消息。2019年更是標誌性的一年，微尺度國家研究中心共發表10篇《科學》《自然》《細胞》論文，且各領域都有好工作出現，呈全面爆發之勢。

在羅毅看來，文章數量本身並不重要，重要的是自信心的爆發，反映出微尺度國家研究中心多年來堅持學科交叉的厚積薄發。他們用行動證明，這條路走對了。

學術特區顯優勢

2項國家自然科學獎一等獎，11項國家自然科學獎二等獎和25項省部級科技獎特等獎、一等獎；16次入選兩院院士評選的「中國十大科技進展新聞」；在《科學》《自然》及其子刊上發表論文310篇；2019年度高被引科學家21人次；3項成果入選中科院「率先行動」計劃第一階段 「面向世界科技前沿」18項重大科技成果及標誌性進展……

這是自2003年以來微尺度國家研究中心交出的一份成績單。在羅毅看來，這體現了這支集團軍的競爭優勢。其間，微尺度國家研究中心承擔了57項國家重大科學研究計劃和重點研發計劃項目，以及中科院各類戰略性先導專項和多項基金委國家重大科研儀器研製項目，突破了一系列重要科學問題和關鍵核心技術，實現了從基礎研究、應用基礎研究到應用研究的全鏈條快速發展。

在基礎研究方面，微尺度國家研究中心獲得多個「世界首次」：在世界上發射首顆量子科學實驗衛星「墨子號」，在國家發改委的支持下建成千公裡級京滬量子保密通信幹線，並在此基礎上首次實現了洲際量子通信；在國際上首次實現亞納米分辨的單分子光學拉曼成像，在室溫大氣條件下獲得世界上首張單蛋白質分子的磁共振譜；在國際上首次發現了40K以上鐵基高溫超導體……

在應用基礎研究和應用研究方面，微尺度國家研究中心首次實現了人工珍珠層材料仿生宏量製備；結合視覺神經生物醫學與上轉換納米材料，實現動物裸眼紅外圖像視覺能力；技術轉化成立的科大國盾量子技術股份有限公司今年6月在科創板上市。

之所以有這樣的活力，得益於制度設計上的巧思。微尺度國家研究中心採取教授「雙聘」制，即在該中心和依託單位中國科學技術大學（以下簡稱中國科大）的各學院之間實行研究人員的「雙聘」，在考核和評價時雙方互認、成果共享。

此舉一舉解決了聘用、考核、研究生招生中的諸多癥結，將微尺度國家研究中心打造成為一個獨具優勢的學術特區，吸引更多優秀人才加入。

在充足的人力支持下，2017年從合肥微尺度物質科學國家實驗室（籌）更名時，微尺度國家研究中心研究部也從7個調整到11個，新增設的幾個研究部都是人才匯聚的方向。

據統計，中國科大80%以上的國家獎和年度十大進展均來源於微尺度國家研究中心。中國科大副校長羅喜勝強調，微尺度國家研究中心不僅僅是成果產出的一座高峰，也是培養交叉科學氛圍的「聖地」。

近年來，全國誕生了數個交叉科學實驗室、研究所，而「微尺度」僅此一家，以物質微觀結構上的共性為基點，不斷拓寬傳統物質學科邊界和前沿。

「定位越高、動力越大、走得越遠。」對於微尺度國家研究中心的未來，羅毅希望能產生代表人類最高智慧的原創性基礎研究成果。

前沿探索「佔山頭」

2011年初，通過英國劍橋大學博士論文答辯後，畢業證書還沒拿到，陸朝陽就興衝衝回到闊別3年的微尺度國家研究中心。2008年出國留學時，陸朝陽只申請了劍橋大學一所學校，為的就是去卡文迪許實驗室學習量子點技術。

量子指物質不可再分割的基本單元，例如光能量的最小單元就是光量子。量子科技具有革命性意義，是世界各國積極搶佔的高地，也是微尺度國家研究中心創立伊始就積極支持的重點方向。對於這名期待回歸的學子，微尺度國家研究中心貼心地提前啟動了儀器購置工作。

這使得陸朝陽能很快投入研究，2012年就製備出世界最佳品質的單光子源，幾年後又製備出兼具高效率和高品質的國際上綜合性能最優的單光子源，為微尺度國家研究中心的量子通信和光量子計算研究提供了理想的單光子源。

2015年，中科院院士潘建偉領銜的「多光子糾纏及幹涉度量」項目獲得國家自然科學獎一等獎。年僅45歲的潘建偉成為該獎項最年輕的第一完成人，完成人之一陸朝陽也才33歲。

國家獎的肯定，給這支年輕隊伍帶來的不是安逸，而是更強勁的動力。隨後幾年，他們屢獲「世界第一」，成為名副其實的引領者。

例如，微尺度國家研究中心多次刷新並保持光子糾纏的世界紀錄；研製出世界首臺針對特定問題的計算能力超越早期經典計算機的光量子計算原型機，四大關鍵指標均大幅刷新世界紀錄；在超導量子計算方向，率先實現12比特糾纏、20比特以上的高精度相干操控；超期服役的「墨子號」量子衛星在圓滿完成既定任務的基礎上，又在國際上首次實現了基於糾纏的無中繼千公裡級量子保密通信；8月，團隊在超冷原子光晶格中實現大規模高保真度量子糾纏對的同步製備……

這一系列操作，令美國馬裡蘭大學量子物理學家Christopher Monroe驚呼：「每一次我看到他們的研究進展時，都會感到震撼。」

量子科技涉及物理、信息、材料、工程技術等眾多領域，為了下好這盤棋，微尺度國家研究中心光與冷原子物理研究部主任潘建偉先後到奧地利、德國開展合作研究，又將學生有針對性地選送到國際各大知名量子實驗室學習。學成回國後，他們在微尺度國家研究中心這個多學科交叉的平臺上獲得了全力支持。

十年布局，終成顛覆性方向。2017年，潘建偉登上《自然》「十大年度人物」。《自然》評價稱，在量子通信領域，中國用不到十年的時間，由一個不起眼的國家發展成為現在的世界勁旅。

「前沿基礎科學是應用技術的源頭，必須得有人去『佔山頭』，這是微尺度國家研究中心的使命。」羅喜勝說。

交叉融合促創新

2013年，連續空缺3年的國家自然科學獎一等獎花落以中科院院士趙忠賢和陳仙輝為代表的北京凝聚態物理國家研究中心和微尺度國家研究中心研究團隊，表彰他們在40K以上鐵基高溫超導體研究中作出的貢獻。

能取得這一成果，陳仙輝認為，得益於國家研究中心從制度上促進交叉融合。他以自己所做的鐵基高溫超導體研究為例，在凝聚態物理中，材料是推動物理發現的基礎，而材料的合成、設計、製備都涉及化學，對學物理的人來說隔行如隔山。而在微尺度國家研究中心，物理系教授陳仙輝幾乎每年都招收一名材料或者化學背景的研究生。

「來了之後再學習物理，培養出來自然而然就是交叉型人才。」陳仙輝告訴《中國科學報》，這為培養複合型交叉人才作了很好的探索，也為國家研究中心的學科發展作出了很大貢獻。

由於在原始設計上橫跨物理、化學、生物、材料、信息5個一級學科，微尺度國家研究中心的研究生在專業選擇上的自由度大大提升，不同專業的學生和導師可以雙向選擇，跨學科的人才培養屢見不鮮。

同樣從研究生招生中受益的還有中科院院士、材料科學家俞書宏，他從國家研究中心招收了多名生物和醫學背景的研究生，從事仿生材料的研究，希望從基礎研究的角度降低生物質材料化學改性的成本，將其逐步推向應用。

俞書宏表示，微尺度國家研究中心通過設立研究部聚焦重要研究方向，把各個領域的優秀課題組匯集到一起，提供穩定經費支持，形成了堅實的合作基礎。

對於如何促進交叉，羅毅的回答出乎意料的簡單：自然形成。「交叉不是拉郎配。」他說。

在微尺度國家研究中心，歷任主任都善於營造有利於創新的學術氛圍，通過物理聚集產生化學反應。氛圍有了，合作自然就來了。

分子醫學研究部主任周榮斌是一位「80後」教授。他告訴《中國科學報》，自己從事免疫學研究，跟化學、材料等領域的科學家都有交叉合作，「回國以後幾乎每項研究成果都是合作產生的」。

例如，Ⅱ型糖尿病等代謝類疾病只能控制不能根治，但動物實驗發現，靶向免疫細胞的小分子藥物對糖尿病有很好的預防效果。周榮斌等人另闢蹊徑，跟化學家合作進行小分子藥物篩選，希望能找到治療Ⅱ型糖尿病的免疫治療方法和藥物。腫瘤治療的相關研究則需要納米技術的配合，對特定細胞、器官定向給藥。

在微尺度國家研究中心，每周都有各種學術報告和活動，不同研究組之間的「串門」是常態。每年的學術交流大會，更是一次學術盛宴。「能聊出很多火花。」周榮斌說。

以人為本效果佳

國家研究中心的金字招牌吸引來了優質的生源和人才，也促使微尺度國家研究中心形成一切政策傾向年輕人的文化。

在人才梯隊培養中，微尺度國家研究中心依託中國科大多學科的基礎教育優勢，鼓勵本科生開展「大學生研究計劃」，從本科階段就進入實驗室。

獲教育部批准成立「少年班—交叉學科人才培養模式創新試驗區」更是為微尺度國家研究中心交叉人才的培養提供了源頭活水。例如，出自少年班的中科院院士杜江峰的團隊中，有一半成員來自少年班。

為了激勵年輕學子，微尺度國家研究中心每年撥出1000萬元設立研究生特別獎學金。2018年起，又設立了博士後配套支持專項經費，旨在吸引全球範圍內的頂尖博士畢業生。「科研好、待遇佳」成為這裡的真實寫照。

羅毅告訴《中國科學報》，國家研究中心每年的運行經費中，一半分配到各研究部，為科研人員提供穩定支持；剩下一半則用來設立各種青年人才支持計劃，如創新團隊支持計劃、人才提升計劃、女科學家助推計劃等。

計劃雖多，針對的對象卻很精準。對於欠缺臨門一腳的年輕人有幫助他們成長的提升計劃；對於已經獲得「帽子」的優青、傑青，則鼓勵他們拓展新的方向。「拿到了傑青，總得把眼光放遠一點，做一些更大的事情。」羅毅說。

在他看來，微尺度國家研究中心這幾年成果頻出，已經證明「經費用在人身上效果最好」。

微尺度國家研究中心的考核方式也很著名——每3年進行一次信用考核，只需填張表列出自己的科研成果就可以了，文章、專利、「帽子」一概不問。

「微尺度國家研究中心滿足了我的很多科研幻想。」陸朝陽笑稱，這裡環境寬鬆、尊重學術，鼓勵大家做好的科研，卻不需要快速出成果，因此可以制定遠大的目標，踏實完成。

「優秀的人不需要考核，他們會自我鞭策、相互促進。」羅喜勝告訴《中國科學報》，微尺度國家研究中心已然形成了相互正向影響的學術氛圍。

目前，微尺度國家研究中心擁有10支國家基金委優秀研究創新群體、6支教育部創新團隊；15位院士、8位國家創新人才推進計劃A類入選者、60位國家傑出青年科學基金獲得者、47位優秀青年科學基金獲得者。其中，45歲及以下年輕人佔比達65%。

「支撐國家發展的根本動力還是科技，基礎研究和應用基礎研究需要長期積累，給優秀的團隊和人才持續穩定的支持，假以時日一定會有收穫。」陳仙輝說。

「羅老」的為與不為

因為總跟年輕人打成一片，合肥微尺度物質科學國家研究中心（以下簡稱微尺度國家研究中心）主任羅毅被親切地稱為「羅老」。在大家對自己的眾多評價中，羅毅認為最準確的是「無為而治」。

羅毅的「無為」體現在行政管理上。

微尺度國家研究中心有一支415人的固定研究隊伍，而行政管理只有13人。

13個人怎麼管400多人？

「管理文化最重要的一點，就是不能『管』，只能『服務』。」羅毅強調，之所以只有13個人是因為「沒啥事可管」。

在這樣的「無為」之下，從2003年成立至今，微尺度國家研究中心新增了9位院士。

「這個場合適合無為而治，越有為就越幹擾別人，這麼一幫優秀的人，我能管誰呢？」羅毅反問。

羅毅的「為」體現在他的「服務」水平上。

羅毅愛跟人交流，跟每個研究部關係都很好，經常串門聊天。在年輕人眼中，他是一位本土化很成功的海歸科學家，總是力所能及地為大家提供支持。

周榮斌教授回憶，自己剛回國時需要買一臺儀器，就打了一個100多字的簡單報告，沒想到微尺度國家研究中心的幾位領導經過討論，第二天就同意了。

這樣的「小事」在微尺度國家研究中心總能得到高效解決。在13人的行政團隊中，6位領導班子成員都是學術行政雙肩挑。行政上，他們分工明確，責任到位；學術上，主任和書記是一起發表論文的合作夥伴；生活中，又是理念一致的朋友。「我們私下裡經常溝通、討論工作，所以開會時效率很高，容易達成共識。」羅毅說。

不僅打報告很容易通過，羅毅有時候還主動送上門。一次學術報告後，羅毅找到剛從美國哈佛大學回國的袁軍華問他有什麼計劃。這一聊不要緊，知道對方需要購置儀器，微尺度國家研究中心領導班子馬上討論，決定給予他500萬元經費支持。

「來我辦公室聊天的年輕人很多，只要聊20分鐘，我就知道他的工作能幹成什麼樣，如果是很有前景的，我會主動幫助他。」羅毅說，多跟年輕人交流，是他當主任最好的經驗。（陳歡歡）

合肥微尺度物質科學國家研究中心簡介

合肥微尺度物質科學國家研究中心是科技部2017年11月批准組建的6個國家研究中心之一，依託於中國科學技術大學，是在合肥微尺度物質科學國家實驗室籌建十餘年的基礎上組建。該中心通過整合物理、化學、材料、生物和信息這5個一級學科的研究力量，在學科交叉與融合的基礎上，形成一個以多學科綜合為特點、以國家重大戰略需求和交叉前沿領域為導向的新型基礎科學研究中心，在光與冷原子物理、單分子物理與化學、低維物理與化學、納米材料與化學、納米催化與能量轉化、分子與細胞生物物理、神經環路與腦認知、分子醫學、Bio-X交叉科學、理論與計算科學、尖端測量儀器等重要研究領域開展基礎性研究。

該中心現有一支415人的固定研究隊伍，其中教授/研究員282人，聚焦未來信息、新能源和生命健康等重大創新領域，以納米科技、生物科技、信息科技和認知科學的多學科交叉創新為導向，開展微尺度物質體系的基礎研究和應用基礎研究。