《科技创新与品牌》杂志社2024年度院士风采

2024 年AC度 院AC士风采

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在科学星辰的浩瀚长河中,有这样一群领航者——两院的院士们,他们以智慧为笔,以汗水为墨,在2024年的时间画卷上,勾勒出一幅幅为祖国奉献的壮丽图景。

这一年,国家科技盛典璀璨启幕,院士们的名字与一项项里程碑式的科研成果交相辉映。从基础理论的深度挖掘到应用技术的飞跃突破,每一枚奖章背后,都是对国家科技进步的深情告白。

院士们不仅是科研领域的灯塔,更是精神世界的丰碑。他们的每一分付出,都是对“科学无国界,科学家有祖国”这一信念的生动诠释。他们不仅是科学的探索者,更是国家的守护者,以卓越成就和无私奉献,铸就了新时代科技工作者的光辉形象。

展望前路,院士们的精神光芒将继续照亮科技创新的征途,这束科技之光将引领更多青年才俊,携手并进,共同书写中华民族伟大复兴的科技新篇章。



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巨星飞向苍穹

2024年8月17日晚,中国科学院资深院士、“两弹一星功勋奖章”获得者周光召与世长辞,享年95岁。作为著名粒子物理学家、世界公认的赝矢量流部分守恒定理奠基人之一,他把一生都献给科学研究事业,伴随着中国由战乱动荡走向科技强国,他的名字在这一历程中散发出耀眼的光辉。

1957年,周光召被国家选派到苏联杜布纳联合原子核研究所从事基本粒子物理研究。在此期间,他提出的弱相互作用中的部分赝矢量流守恒律,直接促进了流代数理论的建立,是对弱相互作用理论的一次重要推进,引起了国际物理学界的普遍重视。国外报道称:“周光召的成果震动了杜布纳。”

就在周光召在科研领域崭露头角之际,中苏两国关系却变得日益紧张。苏联单方面宣布撤走所有在华专家,使中国已经开始的原子弹事业陷入困境。这种背景下,周光召踏上归国的旅程,与邓稼先等人一道加入中国原子弹研究核心团队,从此开始了10余年隐姓埋名的生活,默默为国防科技贡献力量。

“两弹”成功爆炸后,周光召重返物理学界,先是受邀到美国弗吉尼亚大学和加利福尼亚大学担任客座教授,期间和美国物理学会达成协议,促成中国科学工作者赴美留学,并帮助中国物理学会恢复在国际组织中的席位;而后转赴欧洲核子研究中心(CERN)担任研究员。

1982年,周光召被电召回国,被中国科学院推选为党的十二大代表,同年被任命为中国科学院理论物理研究所所长,后又相继担任中国科学院副院长、院长。作为当家人,周光召带领中国科学院进行了科技体制改革。

他根据国家发展整体战略和科技投入的实际状况,制订了“把全院的主要力量动员和组织到为国民经济服务的主战场,同时保持一支精干队伍从事基础研究和高技术创新”的办院方针。中华人民共和国成立50周年庆典前夕,周光召作为对“两弹一星”研制作出杰出贡献的23位科技专家之一,被党中央、国务院、中央军委授予崇高荣誉。在掌声和鲜花中,他保持了谦逊的态度:“我是个很普通的人。如果把制造原子弹比作撰写一篇惊心动魄的文章,这文章是工人、解放军战士、工程和科学技术人员不下10万人谱写出来的,我只不过是十万分之一。”

1996年,为表彰他的科研成就,国际小行星命名委员会审议通过,将中国科学院紫金山天文台观测发现的3462号小行星命名为“周光召星”。斯人已逝,但他的事迹和名字犹如闪亮的星辰,永远在人们心中熠熠生辉。



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在太空点亮中国“慧眼”

2024年2月3日,“东方慧眼高分01星”通过捷龙三号遥三运载火箭在广东阳江海域成功发射。这是“东方慧眼”智能遥感星座的业务首发星,也是通信、导航、遥感一体化智能遥感卫星系统的一次重要实践。担任这颗卫星首席科学家的李德仁是中国高精度高分辨率对地观测体系的开创者之一,也是中国科学院院士、中国工程院院士、教育部地球空间信息技术协同创新中心主任。在几十年的科研时光里,他致力于提升遥感对地观测水平,倡导、推动和建立了我国高精度高分辨率对地观测体系,为我国从测绘遥感大国到测绘遥感强国的转变作出杰出贡献。

1963年李德仁毕业于武汉测绘学院,作为人类认知地球和环境的重要技术手段,测绘遥感为诸多行业的发展提供基础性、先导性的支撑,但是彼时我国卫星遥感技术还是一片未被开垦的“荒原”。留学德国期间,李德仁已经在国际测绘学界有所成就:他在1982年提出的处理系统误差的方法,被学界称为“李德仁方法”;1985年,他在自己的博士论文中解决了误差可区分性这一测量学领域的难题。拒绝海外高校“橄榄枝”的李德仁致力于推动祖国测绘遥感技术的发展,他的科技报国之路由此开始。

“经天纬地,开路先锋”,是测绘遥感事业生动而精准的写照。由于卫星系统的高精度位置姿态测量核心器件被禁运,很长一段时期,国产遥感卫星应用范围受到严重制约。为扭转这一局面,20世纪90年代以来,李德仁提出地球空间信息科学的概念和理论体系,推进遥感、卫星导航定位系统和地理信息系统(3S)的集成与应用。进入21世纪,李德仁主持设计论证了我国第一颗民用测绘卫星“资源三号”的系统参数,大幅提高了卫星遥感影像的自主定位精度,推动中国国产卫星高精度测图从国内走向全球。

近年来,李德仁带领团队积极开展通信、导航、遥感一体化天基信息实时服务系统关键技术攻关,并同步启动了珞珈系列科学试验卫星工程,目前已经研制发射了4颗珞珈系列卫星。从卫星数据85%依赖国外进口,到实现85%的自给率,再到向其他国家出口,我国测绘遥感技术从落后走到了世界前列,李德仁带领团队持续开展基础理论和重大技术自主创新建立起真正的“中国人自己的全球观测系统”。

从毅然归国到开拓创新,从扎根科研一线到助推中国测绘学科发展逆势而上,李德仁坚定不移地践行着自己的人生追求——一辈子为国家服务。



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超导领域的领航者

2024年9月,在庄严肃穆的人民大会堂内,当国家最高荣誉——“人民科学家”称号的绶带轻轻落在赵忠贤院士的肩头,那一刻,不仅是对他个人科研生涯的至高赞誉,更是对他长期以来在超导领域默默耕耘、无私奉献精神的深刻肯定。

赵忠贤,这位出生于1941年辽宁新民的科学家,自小便与科学结下了不解之缘。1959年,他凭借优异的成绩考入中国科学技术大学,专攻低温物理,从此踏上了科学探索的征途。

超导,是个充满挑战与发现的领域。赵忠贤深知,一旦找到在常温下工作的超导材料,将产生不可估量的技术革新效应。1964年,赵忠贤被分配到中国科学院物理研究所,开启了长达50多年的高温超导探索。他带领团队锐意进取、攻坚克难,取得了一系列世界级研究成果,使我国高温超导研究跻身国际前列。

1986年,瑞士科学家发现了钡-镧-铜-氧系列材料在35K(-238.15摄氏度)时开始出现超导现象,这一发现如同一枚石子投入平静的湖面,激起了赵忠贤团队科研热情的千层浪花,他们着手铜氧化物超导体的研究工作。

1986年底到1988年,赵忠贤团队夜以继日地奋战在实验室里,辛勤的工作与执着的探索最终换来了令人期待的成果。他们先是发现钡-镧-铜-氧系列材料中有70K的超导迹象。紧接着,1987年初,他们获得了起始转变温度在100K以上的超导体。1988年春,他们又率先获得转变温度在120K的铋系和铊系氧化物超导体。就此,以赵忠贤为代表的中国科学家跻身于世界超导研究的先进行列,为我国高温超导研究奠定了坚实的基础。

然而,赵忠贤的科研之路并未就此止步。2008年,日本科学家发现了在镧-氧-铁-砷体系中存在26K的超导现象,赵忠贤敏锐地意识到这一类铁砷化合物很可能是新的高温超导体。他带领团队迅速行动起来,制备了50K以上的系列铁基超导体,成功创造了55K的铁基超导体转变温度的世界纪录,并保持至今。这一成果再次使我国高温超导研究站在了世界最前沿。

赵忠贤的贡献不仅体现在科研成果上,他还积极推动高温超导技术的应用与发展。他的努力使得高温超导技术在电力传输、磁共振成像等领域得到了广泛应用,为人们的生活带来了实实在在的便利。

如今,年逾八旬的赵忠贤依然没有停下脚步。他经常去实验室了解最新研究进展,给予指导和建议。他说:“虽然超导研究的两次热潮我都赶上了,而且也都做出了成绩,但仔细分析我也错过了好多机会。我希望将自己的这些经验教训分享给年轻科研工作者,让他们能少走些弯路,取得更大的成绩。”



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择一事  终一生

一心专注科学,毕生埋头石油事业。以国之需求立为少年壮志,将国之使命肩为毕生担当,他将石油定择为自己一生的“事业命题”,并在该领域中创造出卓越贡献。他,就是我国石油开采专业的首位工程院院士、中国油田分层开采和化学驱油技术奠基人王德民。

王德民1937年出生于河北唐山,自幼成绩优异。高二那年,学校组建了以新中国兵器工业开拓者吴运铎命名的“吴运铎班”,品学兼优的他成为其中一员。第一次听吴运铎来校作报告,题目是《把一切献给党》,讲了7小时,王德民深受震撼。当时王德民心中只有一个信念:“到最艰苦的地方去,为祖国献出一切!”风雨不改凌云志,振衣濯足展襟怀。这份信念在他高考后被北京石油学院录取时得到了进一步的坚定,从此,他踏上了与石油相伴的征途。

1960年,王德民从北京石油学院毕业,去到了大庆油田。王德民在大庆油田开发初期独立推导出了中国第一套、世界第三套不稳定试井测压公式——“松辽法”,取代“赫诺法”的地层测压计算公式,并在全油田应用,精度比“赫诺法”提高两倍。

20世纪70年代,王德民发明了一整套偏心配产配注工艺,使具有中国特色的“六分四清”分层注采技术居于世界领先水平。

1979年至1985年,他提出并组织了以转变采油方式为核心的“大庆油田高含水期采油系统工程”以及“5000万吨10年稳产工艺规划”,针对难于开发的表外储层等薄差油层,发明了限流法压裂改造油层工艺技术,使大庆油田增加可采储量6亿吨,为持续高产稳产做出杰出贡献。

1986年至2000年,针对特高含水期油田面临的问题,提前开展提高采收率的室内和现场试验,首次提出粘弹性可以提高采收率的驱油机理,大幅度提高聚合物驱的采收率,并从理论与实践上解决了注聚合物后出现的地面流程不适应和井下管柱严重偏磨的若干难题,建成了世界上应用聚合物驱油规模最大、效益最好、工艺最先进的三次采油生产基地,中国至此也成为首个实现化学驱三次采油大规模应用的国家。大庆油田5000万吨年产量连续稳产了27年,创出了世界同类型油田长期高产稳产的奇迹。

如今,已经入耄耋之年的王德民依旧奔赴在科研一线,研发的井下油水分离注采开发技术正在现场开展工业性扩大试验,实现超极限含水油藏的四次采油,引发一场“全国老油田复采的大变革”。王德民认为,大庆油田还需要他,老油田再现青春的愿望,他想亲眼见证实现。他说:“看准了国家的需要,你就干一辈子,中间有多少困难,有多少问题,你都要干下去。”


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冰川科考 巅峰使命

青藏高原,这片被誉为“世界屋脊”“亚洲水塔”“地球第三极”“气候变化驱动器”的广袤地域,不仅在地理上占据举足轻重的地位,更在科学研究和生态保护领域具有重要价值。中国科学院院士、中国科学院青藏高原研究所名誉所长姚檀栋将他的科研生涯与青藏高原紧密地联系在一起,尤其在冰川与环境变化研究领域取得了显著成就,并开拓和发展了中国的冰芯研究。他始终坚信:“青藏科考是篇‘大文章’。揭示未知之谜,科学家永不止步”。

姚檀栋与冰川结缘在1975年。大学的第一堂课上,“中国现代冰川之父”施雅风先生讲述巴托拉冰川考察的经历启发了姚檀栋的人生志向。1990年,姚檀栋在结束了在法国、美国为期两年的博士后深造后,毅然决定返回祖国,入职中国科学院兰州冰川冻土研究所。在此期间,美国专家汤姆森提出高薪挽留,但在姚檀栋的游说下,汤姆森成为他的合作伙伴,一同来到中国进行青藏高原冰芯研究。1992年,姚檀栋和汤普森等中美科学家登上西昆仑山古里雅冰帽,钻取了目前中低纬度地区长度最长和记录时间最长的冰芯——长308.6米、年代跨距超过70万年。通过研究此冰芯,已详细恢复自末次间冰期以来各种时间尺度上的气候环境变化记录。

冰川是研究地球气候变化的密码,而冰芯蕴藏着核心证据。海拔越高或者越古老的冰川,冰芯科学价值就越大,但也最难采集。经过多年努力,姚檀栋和科研团队在冰芯与全球变化、冰川变化与寒区环境的研究方面取得了具有国际水平的成果。姚檀栋通过对整个高亚洲地区降水中稳定氧同位素比率和降水时气温关系的研究,建立了两者之间关系的定量模型,纠正了西方学者的理论模型推测,姚檀栋在“第三极”研究领域的成就赢得国际学界的高度认可。2017年他获得瑞典人类学和地理学会颁发的维加奖,是首位获奖的中国科学家和亚洲科学家;去年4月,姚檀栋获颁冰川学界最高荣誉——塞里格曼冰晶奖章。

如何利用高新技术带动整个地球系统科学研究新突破,是姚檀栋不断思索的问题。2017年,姚檀栋担任队长的第二次青藏高原综合科学考察研究在拉萨启动,科考瞄准国际前沿和国家战略,拓展科学研究和野外考察的广度和深度,填补了重要区域战略空白。

茫茫冰雪掩盖了巨大的冰裂隙,险象环生的自然环境足以吞噬掉科考队员的生命。以姚檀栋为代表的青藏科考人,战高寒、斗风雪,将知识与信仰、理论与实践完美结合,留下对科学高峰的攀登步履与对生命极限的挑战身影。



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“原子上帝”载誉归来

2024年10月,第十六届量子通信、测量与计算(QCMC)国际大会上,中国科学院院士、清华大学交叉信息研究院教授段路明被授予2024年度国际量子奖,以表彰其在量子通信和量子计算领域的卓越贡献,特别是其提出的用于长距离量子通信的DLCZ量子中继方案、用于可扩展量子计算的Duan-Kimble方案和近期实现的包括300个离子量子比特的最大规模的离子量子模拟计算机。由此,段路明成为第二位获此殊荣的中国物理学家。

段路明出生于安徽桐城一个普通家庭,于中国科技大学获得学士和博士学位。为了在量子研究领域愈走愈远,段路明决定赴美深造。

在美国期间,段路明成为第一个获得斯隆研究奖的中国学者;时隔一年后,又获得海外华人物理学会杰出研究奖,被欧洲媒体赞誉为“原子上帝”。为了留住他,美国密歇根大学在2012年授予其终身教授资格。然而,即便这么多荣誉加身、美国国籍向他招手,段路明仍然选择了报效祖国。

2018年,段路明辞去美国密歇根大学费米讲席教授职位,全职回到清华大学,扎进量子力学的研究中。他完成了量子信息领域系列开创性工作,提出DLCZ量子中继方案和网络量子计算方案,为实现长距离量子通信和可扩展量子计算奠定了基础;提出通过量子网络互联进行规模化量子计算的方案,为近期离子量子计算的规模化发展奠定了基础;其提出的量子纠缠判据在量子信息领域大量应用。

2024年5月,段路明带领研究组首次实现基于数百离子量子比特的量子模拟计算,将原来的离子量子比特数国际记录(61离子)往前推进了一大步。该成果研究论文在国际权威学术期刊《自然》官网在线发表,被审稿人称为量子模拟领域的“巨大进步”“值得关注的里程碑”。

离子阱系统被认为是最有希望实现大规模量子模拟和量子计算的物理系统之一。多个实验验证了离子量子比特的高精密相干操控,该系统的规模化被认为是主要挑战。段路明带领研究组利用低温一体化离子阱技术和二维离子阵列方案,大规模扩展离子量子比特数并提高粒子阵列稳定性,首次实现512离子的稳定囚禁和边带冷却,并首次对300离子实现可单比特分辨的量子态测量。进而利用300个离子量子比特实现可调耦合的长程横场伊辛模型的量子模拟计算。该实验系统为进一步研究多体非平衡态量子动力学提供了强大的工具。



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“火山爷爷”点燃科普之火

刘嘉麒是我国著名的火山地质与第四纪地质学家,中国科学院院士,在火山学、第四纪地质环境学和玄武岩纤维材料等方面做了大量系统性创新工作。

在很多网友眼里,刘嘉麒会用生动形象的语言和恰到好处的比喻,与网友们从火山喷发的奥秘聊到远古生物的灭绝,从世界奇迹探讨到浩瀚的宇宙太空,让地质知识变得生动有趣。此外,他还会通过自身的求学经历帮助青年们缓解焦虑。

刘嘉麒从事地质科考研究60余年,多次深入长白山、兴安岭和青藏高原,远赴南北两极,考察50多个国家和地区,足迹遍布七大洲五大洋。他率先查明了我国火山的时空分布和岩石地球化学特性,为火山地质和第四纪地质研究贡献了大量系统性和原创性的成果,使中国新生代火山研究达到了国际先进水平。

耄耋之年,刘嘉麒仍坚持在科研和科普的道路上,被尊称为大家心目中的“80后火山院士”。为了让更多孩子认识地质学的“真面目”,唤起他们对未知领域的探究兴趣,他依然在科普一线坚持工作数十年。

这位83岁的资深科学家带着创新探索的精神,转战新媒体平台,致力于地质学的科普工作。他愿意接受新事物,因此,2021年便开始在年轻人聚集的哔哩哔哩平台,制作并发布相关的科普视频。迄今为止,已发布120余条科普视频,拥有38.6万粉丝,收获了超过100万的点赞。2023年,刘嘉麒入驻抖音平台,开始在抖音上普及地质学术知识,成为网友口中的“火山爷爷”。目前,他在抖音上拥有192万粉丝,视频点赞量突破百万。

刘嘉麒认为,科研的本质是创新,科学普及是把科研成果讲给公众,提升公众科学素养。任何一门科学技术,掌握的人越多、越深入,才越能够发挥作用。科研和科普相辅相成。同时,科学普及对净化社会也有非常重要的作用。“如果放弃了科学普及的空间,伪科学就会快速占领大众的空间。”在他看来,科学传播也是科学家的天职,科学家有义务肩负起这份社会责任和历史责任,在科学传播和科学普及中做出贡献。



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“全球高被引科学家”的农业情怀

2024年11月,全球知名数据分析服务机构科睿唯安(Clarivate Analytics)发布了2024年度“全球高被引科学家”名单,来自全球 59 个国家和地区 1200 多家机构的 6636 名科学家入选2024年度名单。中国工程院院士、江南大学教授金征宇位列其中。在此之前,金征宇已经连续10年入选另一家全球性的出版机构爱思唯尔(Elsevier)评出的“中国高被引学者”名单。

据了解,科睿唯安每年都会分析科学家们所著论文的引用次数,并公布全球高被引科学家名单。高被引论文是指在近10年内发表且被引次数排在相应学科领域全球前1%以内的论文。

入选此名单的金征宇,深耕粮食深加工领域多年,在推动农业科技创新、促进农产品深加工和农民增收方面做出了积极贡献,在农业科技领域备受人们推崇。2024年6月,金征宇更是因为其任职的江南大学与农业产业化龙头企业——南方黑芝麻集团达成战略合作,金出任集团首席科学家,而收获“黑芝麻院士”的美名。此事件也充分展现了金征宇与农业的不解之缘和对农业发展的深厚情怀。

和许多二十世纪60年代出生的同龄人一样,金征宇在高中毕业后便进入了工厂工作。1978年,他考入无锡轻工业学院(现江南大学)粮油系,学术生涯就这样同农业紧紧联系在了一起。毕业后他在郑州粮食学院(现河南工业大学)当了三年教师。郑州粮食学院是我国建立的第一所粮食本科院校,在此任职期间,金逐渐感受和理解了“民以食为天”这句话所蕴含的深奥道理。金征宇带着这些感想,展开了他后续数十年如一日的科研深耕,通过理论创新、技术研发和装备升级,推动了主食工业化、方便化、营养化和组分高值化发展。他的科研成果不仅提高了农产品的附加值,更推动了农业产业链的延伸和升级。在淀粉深加工领域,金征宇带领团队围绕“淀粉结晶功能化”主题所取得的成果,在国际上处于领先地位,为中国淀粉深加工行业的发展注入了强心剂。

金征宇先后主持和承担包括国家自然科学基金重点项目、国家863计划、国家科技支撑计划等在内的国家级项目20余项;获国家科技进步二等奖3项(2项排名第一,1项排名第二),国家技术发明二等奖1项(排名第一),何梁何利基金科学与技术创新奖。

作为一名科技工作者,金征宇对农业发展的深厚情怀,不单单体现在他多次在国内外获得学术成就,还体现在他对农民增收的持续关注上。他一直在推动农业产业的发展,促进乡村振兴,助益农民收入提高。