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“大儀器聯合實驗室”是培養交叉人才的重要平臺

當今科學高速發展，學科之間互相融合、共同進步，交叉學科成為了現下的學術熱潮。

程和平院士的背景就很“交叉”：他是北大的第一個雙學士，證書編號是001。“我可以說是當年北大的實驗品”，程和平院士說，他當時在力學系(現工學院)和生物系(現生命科學學院)都讀過書, 后來又在無線電系, 也就是現在的信科院做過兩年助教。

青年時的博學，使他在數學、物理、生命科學、實驗技能多方面打下了堅實的功底，為他以后發現鈣火花、超氧炫、研發微型化雙光子顯微鏡、建立成像大設施平臺奠定了堅實的基礎。

2017年，程和平院士領銜的跨學科團隊實現了雙光子顯微鏡核心部件的微型化，將原本幾百公斤的儀器縮減為幾十公斤的組合體，核心部件縮減至2.2克， 成為可被自由活動的小鼠戴在頭上的觀測利器。這一成果是生物醫學成像技術的重大突破， 也是我國科學家在自主研發大型儀器方面取得的重大進展。

而他的研發團隊也很“交叉”：有來自北大生命科學學院、工學院、信科院的人才，也有來自中科院自動化所、計算所、北航、華中科大等單位的人才，最終組建成了一個非常牛的跨學科人才隊伍。

談及交叉學科人才的培養，程和平院士認為有三種方式或途徑。

第一，需要有“童子功”，即從大學高年級開始交叉融合，不鼓勵太早開始，要有一兩門專業精通之后再去深入地交叉融合。

第二種方式，則是在研究生階段，通過課題合作，不同領域的導師之間去交叉融合，這既是學生的交叉融合也是導師水平的交叉融合。

第三，通過問題導向、項目導向的方式來培養學生。讓學生在一個屋檐底下，把項目攻下來。“就如微型化高分辨率雙光子顯微鏡的跨學科研發團隊一樣，團隊里有做激光器的、做微馬達的、做射頻電路的、做圖像處理的、做大數據分析的、做生物的等等”，程和平院士說，不同專業背景的人，在同一個實驗室里共同學習、共同工作，為了一個目標而共同努力，一個項目磨合下來學生自有提升，他稱之為“大儀器聯合實驗室”，這也是培養交叉人才的一個重要平臺。

科技創新呼喚從0到1的原創，而不是“修橋補路”

程和平院士是努力的、優秀的，也是幸運的，他在讀博期間克服重重困難，于1993年在馬里蘭大學 Jon Lederer 實驗室發現細胞內鈣釋放的最小單位，并命名為“鈣火花”，使他一舉成名，相關論文多次發表在《科學》等頂級期刊上。

人都會喜歡做自己會做的事情，特別是在有了一定成就之后。但是程和平院士在通過鈣火花的研究成名之后，決心從零開始，要去做神經中的信號傳導。

“我們的民族占據著世界五分之一的人口，是不是應該貢獻世界五分之一甚至更多人類歷史上的大智慧，大成果？而且更多的是從 0 到 1 的原創，而不是修橋補路。”程和平院士說。

如今，從基礎研究到核心技術研發、科技成果轉化，“原創”“關鍵”“引領”等詞語越來越多出現在中國科技的詞典里。中國現在科技論文的發表數量已位居世界第二，但我們真正做到世界頂尖的領域依舊極少。大多數情況下，我們都是在其他人開辟的田地里耕種，極少能開辟自己的領域。

程和平院士表示，要做出原創性的工作，首先要有人力、物力和財力的投入，足夠的投入才能提供足夠的容錯空間，給原創性工作提供土壤。其次需要的就是時間，任何成果的產生都需要時間。創新環境和文化的培養需要時間，只看文章而不要求扎實工作的評價風氣也需要時間來逐漸糾正。

同時他也表示，目前國家對科研的投入越來越高，支持原始創新，許多杰出學者陸續回國，令人欣喜。“現在國家的引導方向是正確的，只要能有足夠的耐心并且堅持下去，情況一定會越來越好。”

對青年學子抱有殷殷期望，希望他們不負這個時代

科研工作在外人看來，也許極其枯燥，但是程和平院士從來不這樣認為：“我就做我喜歡的事情，雖然挺忙，但是也挺有意義的。”

對于年輕的科研工作者，他提出了自己的期望。第一，格局要高。從學術的角度說，除了認真做好手上工作，要多思考課題的意義，特別是如何能夠應用到臨床中去造福更多人。從個人發展角度說，現在科研工作者趕上了一個非常好的時代，有更大的舞臺，同時也需要有擔當有作為，去響應國家號召、社會需求，實現自己的價值。第二，增加交流。我們應該珍惜現在交流更便利這個優勢，去和更多人去討論、合作，取長補短、共同進步。

“歷史還會前進，希望他們不辜負這個時代。我們這一代人做了我們這一代的事，他們這一代人做這個時代的事，始終要想著我們中國應該貢獻人類五分之一的文明，這個是最大的要求，也是終極要求。”程和平院士激動地說。

高校實驗室助力高等教育現代化發展

今年2月，中共中央、國務院印發了《中國教育現代化2035》，在十大戰略任務中，在提升一流人才培養與創新能力方面都提出了目標和要求。毋庸置疑，在我國高等教育現代化進程中，高校實驗室發揮了不可替代的作用和地位。

談及實驗室如何更好地推進我國高等教育現代化，程和平院士表示，首先，很多技術是實踐和理論結合的，對于人才培養來說，必須要讓青年一代早進實驗室。

第二，實驗室特別是一些中心實驗室應該與時俱進，在硬件建設上，在體系化建設上，在學生的培養上，應該給與學生更多的自由空間，讓他們去“玩”，讓更多的學生體會實驗和發明創造的樂趣，這既是技能的培養，也是文化的培養。

第三，工程師技師隊伍的建設，尤其軟件方面，高級工程師，高級技師或者各級技師在一個創新體系當中是必不可少的。“目前看我國的工程師隊伍和技術員隊伍建設是有滑坡的，現在需要一個更綜合的，更交叉的平臺來培養下一代人，讓他們能在一個高起點，大平臺上去學習去創造。換句話說，光有理論家是不行的，未來實驗室在工程師技師人才隊伍的建設上應該更加強調。” 

實驗室是科研重地，也是事故頻發的“危地”，近期高校實驗室安全事故頻發，威脅著在校師生的生命財產安全。今年3月，教育部辦公廳印發《關于做好2019年度高等學校科研實驗室安全工作的通知》，再次強調和重申高校實驗室安全的重要性。

程和平院士認為，安全問題實際上跟科研文化是有一定的關聯的，“我們是北大最早開設實驗室安全課的，就是要告訴學生什么都不重要，人身安全第一重要，你必須站著進來站著出去”，第一是不能浮躁，第二還是要規范，“不能老是抄近路，湊合，該規規矩矩的地方，就得規規矩矩，花笨工夫停下來檢查，停下來整理都是很有必要的。

程和平院士強調，安全問題其實主要還是人的問題。把安全工作做好了，對科研整體而言會更好，所謂“磨刀不誤砍柴工”，這是科研素質的一部分，再怎么強調也不為過，同時也需提高科研組織的管理水平。

大科學工程建設正在引領我國科學研究事業發展

程和平院士曾說：“如今大科學工程建設正在引領我國科學基礎研究事業的發展”，目前，由他主持的多模態跨尺度生物醫學成像基礎設施籌建工作在懷柔科學城在進行中，屬于國家“十三五”基礎科學大設施布局的10項優先啟動的建設項目之一。

對于如何讓大科學裝置更好地服務國家戰略需求，在科學研究中去發揮最大限度作用，程和平院士表示，有四個命題需要大家一起來探索答案：

第一，科學家隊伍能不能提出好的科學問題？在一個團隊里，醫學家能提出什么樣的醫學問題？生命科學家能提出什么樣的問題？基于大科學工程的研究是一個新生事物，還沒有經驗可借鑒，但也是一個機會。

第二，管理水平，剛剛說到的安全問題實際也是科學管理水平的問題，如何科學地去組織管理，讓大家都愿意來用，讓平臺提供最好的服務？這也是一個非常重要的問題，要做到可持續發展。

第三，怎么用大科學平臺來培養一代新人？大科學平臺基本都是涉及各種交叉學科，要利用好這個平臺去培養更多新型人才，既包括學生量級的，也包括年輕PI（獨立研究者）量級的。

第四，如何以這個平臺來帶動國際的影響力和資源？利用大科學平臺形成大型國際合作項目，成為和國際的科學聯盟，國際科研人員的交往窗口，可以有效帶動國際影響力和各種資源。話語權，影響力，都要利用這個平臺來實現。

“科學技術已經發展到這一步，有些科學問題必須要國家級平臺才能解決，甚至是世界級聯合的、國際的大科學平臺。這不是高校實驗室的下一個升級版，而是我們面臨的一個新的趨勢和命題。” 程和平院士最后說。

大國創新，當有重器。以國家實驗室建設為抓手，以重大科技任務攻關和國家大型科技基礎設施為主線，圍繞國家目標和緊迫戰略需求，依托最有優勢的創新單元，建設突破型、引領型、平臺型一體的國家實驗室。讓國家實驗室同其他各類科研機構、大學、企業研發機構形成功能互補、良性互動的協同創新新格局，才能打造搶占國際科技制高點的重要戰略創新力量。

參考資料

【1】微信公眾號“中國教育在線EOL”（ID：eoleoleol），北京大學程和平院士：大國創新 當有重器