科技新观察丨“从0到1”的远征—— 基础研究重大成果观察之三

2026-04-29 07:43:43 来源: 科技日报 点击数:

科技日报记者 付毅飞

中国科学院院士薛其坤的手机里,至今保存着一条十多年前深夜收到的短信。团队成员常翠祖写道:“看到了量子反常霍尔效应初步迹象。”这是继发现反常霍尔效应133年后,首次实现其量子化观察。回想攻关之初,薛其坤坦言:“我们有思想准备,也许努力之后发现量子反常霍尔效应并不存在。”

基础研究是科技创新的源头活水。“从0到1”的突破,从来不是靠灵光一现,而是建立在长期、枯燥的实验和试错之上,背后是科研人员潜心坚守与鏖战攻坚。

习近平总书记深切勉励,“要矢志不移自主创新,坚定创新信心”“瞄准世界科技前沿,在加强基础研究、提高原始创新能力上持续用力”。党的十八大以来,广大科技工作者牢记嘱托,勇闯“无人区”、甘坐“冷板凳”,攻坚克难、久久为功,在基础研究领域攻克多项世界难题。

曾经,量子反常霍尔效应如同传说中的“魔咒”,在真实材料中发现它,一直是凝聚态物理学的重大科学目标。但要实现反常霍尔效应的量子化,对材料性质有多项极为苛刻的要求,任何一项在实验中都很难满足。巨大的不确定性,让这项研究被形容为“没有赛道的竞技场”。

薛其坤带领团队向“魔咒”发起挑战。基于对拓扑绝缘体的研究,他们共制备了上千个样品,所需条件似乎完备,离最终成功却总是很远。一次次失败,一次次重来。他们对样品中可能存在的问题逐一进行排除,终获成功,被称为“凝聚态物理界一项里程碑式的工作”。

全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)的攻关之路,同样艰辛。主持EAST设计的中国科学院合肥物质科学研究院副院长宋云涛这样形容:“挫折是科研道路上最常遇见的伙伴,但每一次失败,都是向成功迈进的一步,因为这使我们的认知得以深化。”

2025年1月20日,新的世界纪录诞生——EAST成功实现上亿摄氏度1066秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行。这项凝结了几代科学家40多年努力的纪录,意味着人类首次在实验装置上模拟出未来聚变堆运行所需的条件。

在地球上复现太阳内部的核聚变反应,被公认为是解决人类未来能源问题的终极方案。“亿度千秒”,是核聚变发电的门槛。但要“驯服”一团温度数倍于太阳核心的等离子体,让它稳定运行,难度不言而喻。

EAST由20多个系统、上百万个零件组成,每次实验,需要数百位不同专业的科研人员像精密仪器般协同工作。数年间,科研团队“点火”上万次,在不断失败受挫中总结改进,从千万摄氏度到上亿摄氏度,从几秒到上千秒,一步步带来“人造太阳”的光芒。国际热核聚变实验堆计划组织总干事彼得罗·巴拉巴斯基评价:“中国在‘人造太阳’计划中发挥了至关重要的作用。”

在“地球第四极”马里亚纳海沟,“奋斗者”号总设计师叶聪,带领团队历时十余年攻坚,书写中国载人深潜事业从跟跑到领跑的传奇;在贵州群山之中,世界最大单口径射电望远镜“中国天眼”(FAST)静静凝望星空,它的诞生离不开“天眼之父”南仁东24年的执着奔走与设计攻关;在广阔田野,中国科学院院士、水稻种质资源专家钱前数十年如一日,带领团队扎根田间与实验室,从数千份野生稻和栽培稻中挖掘关键基因,破解水稻高产、优质、抗逆的遗传密码。

“板凳甘坐十年冷”!中国科技工作者以执着科研的耐力、百折不回的毅力、科学报国的定力,在基础研究的“无人区”默默拓荒。他们的奋斗轨迹,始终与国家战略同频共振。

党的十八大以来,国家把基础研究摆在创新驱动发展的核心位置,先后出台《国家创新驱动发展战略纲要》《国务院关于全面加强基础科学研究的若干意见》《加强“从0到1”基础研究工作方案》等一系列政策文件。“十四五”期间,我国基础研究经费持续增加,2024年达2497亿元,较2020年增长超70%。

正是国家提供的广阔舞台、长期稳定的支持保障以及对科学家精神的弘扬,让“从0到1”的远征有了最坚实的依靠。

“在中华民族伟大复兴的征程上,一代又一代科学家心系祖国和人民,不畏艰难,无私奉献,为科学技术进步、人民生活改善、中华民族发展作出了重大贡献。新时代更需要继承发扬以国家民族命运为己任的爱国主义精神,更需要继续发扬以爱国主义为底色的科学家精神。”习近平总书记语重心长,既是对科学家精神历史价值的肯定,也是对新时代科技工作者的殷殷嘱托。

作为2023年度国家最高科学技术奖获得者,薛其坤说:“国家的强大,对一个科学家的事业来讲非常重要。党和国家给我们创造了这么好的环境,让我感觉当中国科学家是最幸福的。成果的产生,应该是对国家、人民长期强力支持我们的回报。”这段话,也是我国科学家共同的心声。

与祖国发展同向同行、与人民幸福同频共振,正是奏响在广大科研工作者心中的号角,激励他们奋斗不息。

责任编辑:王倩

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