□ 本報記者 蔡姝雯 王拓 楊頻萍 張宣
人類現在所取得的成就，時時處處彰顯著科學的力量、技術的力量、創新的力量。
在1月7日舉行的江蘇省科協第十次代表大會開幕式上，省委書記婁勤儉在講話中強調，基礎研究是科技創新的源頭，廣大科技工作者既要立足經濟社會發展的緊迫需要，還要從長遠需求出發，緊盯國家戰略科技力量布局，積極開展全局性、戰略性、前瞻性研究，推出更多「從0到1」的原創性成果，為構建現代產業體系提供源源不斷的驅動力。
科研工作是「從0到1」，再「從1到N」的持續接力過程。其中，「從0到1」的原始創新無疑是最重要、最基本的一環。「十四五」的新徵程已然開啟，在「十三五」科技成就的基礎上，全省科技工作者正奔向科技創新的「星辰大海」，堅定不移地向科學技術的廣度和深度進軍。
開展前瞻研究
一批重大原創研究取得新進展
我省科教資源豐富、創新基礎厚實。婁勤儉在講話中激勵廣大科技工作者，這些年我省強化基礎研究和原始創新，推動實現技術從全面跟跑到逐步並跑以及局部領跑的跨越，完全有條件抓住這關鍵的幾年，實現更多領域的並跑領跑，完全有能力為強化國家戰略科技力量、加快科技自立自強提供更強支撐。
投身基礎研究，發力原始創新，江蘇各高校科研院所從未懈怠。去年，南京大學祝世寧院士團隊在量子無人機、高維量子糾纏光源製備等領域接連取得了重大突破，在國際上首次實現基於無人機移動平臺的量子糾纏分發，填補了該領域的空白。目前團隊又有了新的進展，向著組建移動的量子網絡又邁出了關鍵一步。
不久前，總投資20多億元的國家超級計算崑山中心建設項目順利通過科技部組織的專家驗收，成為我省第二個、國家第八個超級計算中心。未來，崑山超算中心將承接長三角區域大科學裝置的先進計算及科學大數據處理業務，與蘇州深時數字地球研究中心、上海腦科學研究中心等開展戰略合作，重點圍繞人工智慧、生物醫藥、物理化學材料、大氣海洋環境等前沿科學領域開展研究。
南京大學科技處副處長姜田介紹，在地球科學領域，學校投入了近億元購置4臺國際最先進的大型同位素質譜，建立國際加速器質譜年代與環境實驗室；實施鋰礦科學深鑽工程「卓越研究計劃」，提高我國關鍵金屬資源儲備；在古大氣成分和濃度、深時數字地球、關鍵金屬等全新研究方向進行部署。沈樹忠院士團隊以全球地層古生物大數據為基礎，運用人工智慧、數學和超算等方法，將各種生物地層記錄與同位素絕對年齡、化學地層、天文旋迴地層、磁性地層等相結合，創建動態的全球通用高解析度地質時間軸，最新研究成果發表在《科學》上。
南京理工大學化工學院胡炳成教授團隊則成功合成了世界首個全氮陰離子鹽，攻克了這一困擾國際含能材料研究領域長達半個世紀的世界難題，佔領新一代超高能含能材料研究國際制高點。胡炳成介紹，由於製備全氮陰離子的前驅體芳基五唑穩定性較差，加上全氮陰離子自身不穩定，致使採用常規方法獲取全氮陰離子非常困難。自1956年芳基五唑被首次合成以來，製備穩定存在的全氮陰離子及其鹽的研究一直沒有取得實質性進展。「我們創造性採用間氯過氧苯甲酸和甘氨酸亞鐵分別作為切斷試劑和助劑，通過氧化斷裂的方式首次製備成功室溫下穩定全氮陰離子鹽。熱分析結果顯示這種鹽分解溫度高達116.8 ℃，具有非常好的熱穩定性。」
十年磨一劍。從2009年就開始研究細胞培養肉的南京農業大學周光宏教授，終於研製出中國第一塊細胞培養肉。團隊使用第六代的豬肌肉乾細胞培養20天，生產得到重達5克的培養肉，這是國內首例由動物幹細胞擴增培養而成的人造肉，也是該領域內一個裡程碑式的突破。「細胞培養肉作為一種未來食品生產技術，可以實現肉類蛋白的高效綠色生產，是當前世界各國技術攻堅的重要方向。」周光宏表示，未來將繼續沿著這個方向攻堅克難，使我國在細胞培養肉領域實現並跑甚至領跑，讓培養肉早日走上百姓餐桌，保障我國未來動物蛋白供應。
學科交叉融合
蘊含「從0到1」的巨大機遇
上世紀初建立的相對論、量子力學、DNA雙螺旋結構、資訊理論等四大基礎科學理論，支撐了世界經濟社會幾十年的發展。而從當今科學研究發展趨勢來看，不少專家認為，重要科學理論的突破、新的科學理論的產生，越來越離不開不同學科的交叉融合，如電子信息+、人工智慧+、網際網路+、醫學生命+等就蘊含了「從0到1」的巨大機遇，是未來科技的突破點和增長點。
「科技工作者首先要做原始性生產。以前我們總是跟跑，發展到現階段，一定要重視原始創新，做到人無我有；還要重視其他專業成果和學科的交叉融合，形成合力，集成攻關。」談及婁書記報告中提到的推動「從0到1」的原始創新，中國科學院院士、江蘇省科協副主席繆昌文說，近年來，團隊注重原創研究和學科交叉融合，在材料領域的研究成果已獲得6個國家科學進步二等獎和2個國家發明二等獎，取得了560多項國家發明專利，成果主要支撐了我國港珠澳大橋、川藏鐵路等基礎和重大工程建設，未來還將加強自主創新和學科交叉融合，通過延長建築核心材料的使用壽命，營造綠色低碳的環境。
水遇上石墨烯等功能材料「結晶」為電，水體中儲存的巨大能量將造福人類。近年來，南京航空航天大學郭萬林院士團隊對石墨烯等二維覆層體系的流-固-電耦合開展了系統的研究，發現當水在低維材料的表界面上運動或蒸發時，可產生一系列的生電現象，如波動生電、液滴運動生電、自然水蒸發生電等。
類比於光伏、壓電等能量轉換效應，團隊將這類通過材料與水作用直接轉化水能為電能的系列現象稱為「水伏效應」（Hydrovoltaic effect）。水伏效應為從自然水循環過程中捕獲電能提供了新的技術途徑，提升了水能利用的上限，是交叉學科原始創新成果，迅速受到國際學術界的廣泛關注並掀起了研究熱潮。最近，南航團隊更是給出動態方程並理論預測理想情況下瞬態電壓可以趨於無窮大。諸如此類的跟進研究成果正在持續湧現，水伏能源技術已經在路上。
「我們的工作就是在100微米至100納米量級的世界裡，與光、電打交道，通過在材料表面生成不同的微納結構，達到傳統方式不能獲得的優異功能。」蘇州大學光電科學與工程學院研究員、蘇州蘇大維格科技集團股份有限公司創始人陳林森說，在「從0到1」的創新路上，蘇大光學工程學科一直在「奔跑」。
我國微納製造技術起步較晚，關鍵技術和主要設備均依賴進口。如今，這一局面正在改變。多年來蘇州大學光電科學與工程學院堅持基礎研究和應用研究並舉，堅持原始創新，實現了多項關鍵技術突破，填補了微納製造領域的多項空白，主要核心技術在我國重大工程中不可或缺，成為國內微納製造領域當之無愧的排頭兵。蘇大維格自主研發成功我國首個微納柔性製造工藝平臺，為新型光電功能產品創新提供了關鍵手段，這也是目前我國可以和發達國家技術布局與基礎同步的專業技術平臺，使我國成為世界上少數幾個具備米級幅面微納模具製備能力的國家之一。
積極布局投入
為「自主可控」提供源頭支撐
「從0到1」的真正的原始創新非常不易，還有漫長的路要走。
2020年3月初，科技部等五部門聯合印發的《加強「從0到1」基礎研究工作方案》指出，「從0到1」原創性突破，既需要長期厚重的知識積累與沉澱，也需要科學家瞬間的靈感爆發；既需要對基礎研究進行長期穩定的支持，也需要聚焦具有比較優勢的領域，進一步突出重點。《方案》還要求，優化基礎研究投入結構，依託國家重點實驗室和國家科技計劃等，對關係長遠發展的基礎前沿領域加大穩定支持力度。
「十三五」期間，面向科技前沿和重大創新需求，我省啟動實施前沿引領技術基礎研究專項，部署了一批重大基礎研究項目，支持領銜科學家開展長周期、高風險的原創性研究，努力實現「從0到1」的重大原創突破，為建設自主可控、安全高效的現代產業體系提供技術儲備和源頭支撐。
對標國家實驗室，我省已啟動建設網絡通信與安全紫金山實驗室、材料科學姑蘇實驗室、深海技術科學太湖實驗室。2020年，紫金山實驗室連續發布重大突破性成果：內生安全雲平臺「蓮花哪吒」、全球首個確定性廣域網創新試驗、長三角工業網際網路高質量外網、B5G網絡智能開放平臺……引發國際國內高度關注。「我們以解決網絡通信與安全領域國家重大戰略需求、行業重大科技問題、產業重大瓶頸問題為使命，建設世界一流水平的國家戰略性科技創新基地，為建設世界科技強國提供強大戰略支撐。」紫金山實驗室主任、中國工程院院士劉韻潔說。
南京大學則重點通過實施「卓越研究計劃」，以及在關鍵領域重點投入，加強基礎研究部署，促進純基礎研究和應用基礎研究的同步發展。南京大學科技處副處長姜田介紹，該計劃目前已凝練了「拓撲量子態和量子計算」「集成光子晶片與信息系統」「電磁波極限感知與工程應用」「面向未來健康水質的水清潔技術研究」「面向開放動態環境的機器學習理論和方法」等9個具有引領性的重大科學問題和創造技術選題，並給予重點關注和支持。通過一批關鍵科學問題的解決，取得全球首次實現基於晶片化移動平臺的全天候量子密鑰分發實驗、發明微界面強化反應技術等一系列高峰成果，顯著提升了原始創新能力。
「天文學科目前是世界科技前沿也是熱點，最近4年，諾貝爾物理學獎三次授予天文領域。我國天文發展最近也屬於最好時期，『郭守敬望遠鏡』『天眼』『悟空』等大大提高了我國天文科學研究在國際上的地位。」中國科學院院士、江蘇省科協副主席常進說。
不久前，「悟空」號度過了它五周歲的生日，並再次延期「服役」1年。暗物質衛星項目組成員、中科院紫金山天文臺研究員袁強告訴記者，目前「悟空」號團隊正在進行下一代衛星項目「甚大面積伽馬射線空間望遠鏡（VLAST）」的關鍵技術研發。VLAST將側重對伽馬射線進行高靈敏度觀測，其綜合性能比目前在軌運行的美國費米衛星提升約10倍，伽馬射線探測能力比「悟空」號提升近50倍，有望在暗物質粒子探測和伽馬射線時域天文研究方面起到國際引領的作用。
常進表示，江蘇的天文學科居於國內前列，如何做出大成果，在世界前沿方面取得突破是今後的工作重點，他相信未來幾年，我國「從0到1」的原創成果將會成批湧現。