“大仪器联合实验室”是培养交叉人才的重要平台

当今科学高速发展，学科之间互相融合、共同进步，交叉学科成为了现下的学术热潮。

程和平院士的背景就很“交叉”：他是北大的第一个双学士，证书编号是001。“我可以说是当年北大的实验品”，程和平院士说，他当时在力学系(现工学院)和生物系(现生命科学学院)都读过书, 后来又在无线电系, 也就是现在的信科院做过两年助教。

青年时的博学，使他在数学、物理、生命科学、实验技能多方面打下了坚实的功底，为他以后发现钙火花、超氧炫、研发微型化双光子显微镜、建立成像大设施平台奠定了坚实的基础。

2017年，程和平院士领衔的跨学科团队实现了双光子显微镜核心部件的微型化，将原本几百公斤的仪器缩减为几十公斤的组合体，核心部件缩减至2.2克， 成为可被自由活动的小鼠戴在头上的观测利器。这一成果是生物医学成像技术的重大突破， 也是我国科学家在自主研发大型仪器方面取得的重大进展。

而他的研发团队也很“交叉”：有来自北大生命科学学院、工学院、信科院的人才，也有来自中科院自动化所、计算所、北航、华中科大等单位的人才，最终组建成了一个非常牛的跨学科人才队伍。

谈及交叉学科人才的培养，程和平院士认为有三种方式或途径。

第一，需要有“童子功”，即从大学高年级开始交叉融合，不鼓励太早开始，要有一两门专业精通之后再去深入地交叉融合。

第二种方式，则是在研究生阶段，通过课题合作，不同领域的导师之间去交叉融合，这既是学生的交叉融合也是导师水平的交叉融合。

第三，通过问题导向、项目导向的方式来培养学生。让学生在一个屋檐底下，把项目攻下来。“就如微型化高分辨率双光子显微镜的跨学科研发团队一样，团队里有做激光器的、做微马达的、做射频电路的、做图像处理的、做大数据分析的、做生物的等等”，程和平院士说，不同专业背景的人，在同一个实验室里共同学习、共同工作，为了一个目标而共同努力，一个项目磨合下来学生自有提升，他称之为“大仪器联合实验室”，这也是培养交叉人才的一个重要平台。

科技创新呼唤从0到1的原创，而不是“修桥补路”

程和平院士是努力的、优秀的，也是幸运的，他在读博期间克服重重困难，于1993年在马里兰大学 Jon Lederer 实验室发现细胞内钙释放的最小单位，并命名为“钙火花”，使他一举成名，相关论文多次发表在《科学》等顶级期刊上。

人都会喜欢做自己会做的事情，特别是在有了一定成就之后。但是程和平院士在通过钙火花的研究成名之后，决心从零开始，要去做神经中的信号传导。

“我们的民族占据着世界五分之一的人口，是不是应该贡献世界五分之一甚至更多人类历史上的大智慧，大成果？而且更多的是从 0 到 1 的原创，而不是修桥补路。”程和平院士说。

如今，从基础研究到核心技术研发、科技成果转化，“原创”“关键”“引领”等词语越来越多出现在中国科技的词典里。中国现在科技论文的发表数量已位居世界第二，但我们真正做到世界顶尖的领域依旧极少。大多数情况下，我们都是在其他人开辟的田地里耕种，极少能开辟自己的领域。

程和平院士表示，要做出原创性的工作，首先要有人力、物力和财力的投入，足够的投入才能提供足够的容错空间，给原创性工作提供土壤。其次需要的就是时间，任何成果的产生都需要时间。创新环境和文化的培养需要时间，只看文章而不要求扎实工作的评价风气也需要时间来逐渐纠正。

同时他也表示，目前国家对科研的投入越来越高，支持原始创新，许多杰出学者陆续回国，令人欣喜。“现在国家的引导方向是正确的，只要能有足够的耐心并且坚持下去，情况一定会越来越好。”

对青年学子抱有殷殷期望，希望他们不负这个时代

科研工作在外人看来，也许极其枯燥，但是程和平院士从来不这样认为：“我就做我喜欢的事情，虽然挺忙，但是也挺有意义的。”

对于年轻的科研工作者，他提出了自己的期望。第一，格局要高。从学术的角度说，除了认真做好手上工作，要多思考课题的意义，特别是如何能够应用到临床中去造福更多人。从个人发展角度说，现在科研工作者赶上了一个非常好的时代，有更大的舞台，同时也需要有担当有作为，去响应国家号召、社会需求，实现自己的价值。第二，增加交流。我们应该珍惜现在交流更便利这个优势，去和更多人去讨论、合作，取长补短、共同进步。

“历史还会前进，希望他们不辜负这个时代。我们这一代人做了我们这一代的事，他们这一代人做这个时代的事，始终要想着我们中国应该贡献人类五分之一的文明，这个是最大的要求，也是终极要求。”程和平院士激动地说。

高校实验室助力高等教育现代化发展

今年2月，中共中央、国务院印发了《中国教育现代化2035》，在十大战略任务中，在提升一流人才培养与创新能力方面都提出了目标和要求。毋庸置疑，在我国高等教育现代化进程中，高校实验室发挥了不可替代的作用和地位。

谈及实验室如何更好地推进我国高等教育现代化，程和平院士表示，首先，很多技术是实践和理论结合的，对于人才培养来说，必须要让青年一代早进实验室。

第二，实验室特别是一些中心实验室应该与时俱进，在硬件建设上，在体系化建设上，在学生的培养上，应该给与学生更多的自由空间，让他们去“玩”，让更多的学生体会实验和发明创造的乐趣，这既是技能的培养，也是文化的培养。

第三，工程师技师队伍的建设，尤其软件方面，高级工程师，高级技师或者各级技师在一个创新体系当中是必不可少的。“目前看我国的工程师队伍和技术员队伍建设是有滑坡的，现在需要一个更综合的，更交叉的平台来培养下一代人，让他们能在一个高起点，大平台上去学习去创造。换句话说，光有理论家是不行的，未来实验室在工程师技师人才队伍的建设上应该更加强调。” 

实验室是科研重地，也是事故频发的“危地”，近期高校实验室安全事故频发，威胁着在校师生的生命财产安全。今年3月，教育部办公厅印发《关于做好2019年度高等学校科研实验室安全工作的通知》，再次强调和重申高校实验室安全的重要性。

程和平院士认为，安全问题实际上跟科研文化是有一定的关联的，“我们是北大最早开设实验室安全课的，就是要告诉学生什么都不重要，人身安全第一重要，你必须站着进来站着出去”，第一是不能浮躁，第二还是要规范，“不能老是抄近路，凑合，该规规矩矩的地方，就得规规矩矩，花笨工夫停下来检查，停下来整理都是很有必要的。

程和平院士强调，安全问题其实主要还是人的问题。把安全工作做好了，对科研整体而言会更好，所谓“磨刀不误砍柴工”，这是科研素质的一部分，再怎么强调也不为过，同时也需提高科研组织的管理水平。

大科学工程建设正在引领我国科学研究事业发展

程和平院士曾说：“如今大科学工程建设正在引领我国科学基础研究事业的发展”，目前，由他主持的多模态跨尺度生物医学成像基础设施筹建工作在怀柔科学城在进行中，属于国家“十三五”基础科学大设施布局的10项优先启动的建设项目之一。

对于如何让大科学装置更好地服务国家战略需求，在科学研究中去发挥最大限度作用，程和平院士表示，有四个命题需要大家一起来探索答案：

第一，科学家队伍能不能提出好的科学问题？在一个团队里，医学家能提出什么样的医学问题？生命科学家能提出什么样的问题？基于大科学工程的研究是一个新生事物，还没有经验可借鉴，但也是一个机会。

第二，管理水平，刚刚说到的安全问题实际也是科学管理水平的问题，如何科学地去组织管理，让大家都愿意来用，让平台提供最好的服务？这也是一个非常重要的问题，要做到可持续发展。

第三，怎么用大科学平台来培养一代新人？大科学平台基本都是涉及各种交叉学科，要利用好这个平台去培养更多新型人才，既包括学生量级的，也包括年轻PI（独立研究者）量级的。

第四，如何以这个平台来带动国际的影响力和资源？利用大科学平台形成大型国际合作项目，成为和国际的科学联盟，国际科研人员的交往窗口，可以有效带动国际影响力和各种资源。话语权，影响力，都要利用这个平台来实现。

“科学技术已经发展到这一步，有些科学问题必须要国家级平台才能解决，甚至是世界级联合的、国际的大科学平台。这不是高校实验室的下一个升级版，而是我们面临的一个新的趋势和命题。” 程和平院士最后说。

大国创新，当有重器。以国家实验室建设为抓手，以重大科技任务攻关和国家大型科技基础设施为主线，围绕国家目标和紧迫战略需求，依托最有优势的创新单元，建设突破型、引领型、平台型一体的国家实验室。让国家实验室同其他各类科研机构、大学、企业研发机构形成功能互补、良性互动的协同创新新格局，才能打造抢占国际科技制高点的重要战略创新力量。

参考资料

【1】微信公众号“中国教育在线EOL”（ID：eoleoleol），北京大学程和平院士：大国创新 当有重器