頂天、立地、樹人：清華科研為什麼牛

頂天立地是形容什麼的

“頂天”：立足科學前沿，破解影響世界和人類發展的科學尖端問題

“立地”：立足國情，面向經濟主戰場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，產出一流科研成果

“樹人”：將科研育人貫穿科研全程，在承擔和完成各項科研任務中凝練隊伍，培育人才

文 |《瞭望》新聞週刊記者 李斌 魏雨虹 魏夢佳 趙旭

非常之觀，常在於險遠。非有志者不能至也。

從60多年前服務於“兩彈一星”、研究核反應堆等國家重大需求，到當下關鍵核心技術攻關，從推動人類對世界認知發展的基礎研究探秘，到直接服務生產生活等的應用科研攻堅，清華大學師生始終秉持“頂天、立地、樹人”的科研宗旨，努力攀登科研的“非常之觀”，為祖國、為民族、為人民建立突出功績。

最新資料顯示，僅2014年至2019年，清華大學作為第一單位或第一完成人所在單位，就累計獲得國家科技獎61項，其中一等獎及以上獎勵7項，位居全國高校之首。

放眼全球，清華大學師生將未來科學大獎、戈登·貝爾獎等多個有國際影響力的科技獎項收入囊中，並在低維量子物理、結構生物學、密碼學、類腦計算晶片、量子計算、高效能計算、先進核能等領域，取得一系列全球引領性成果。

“科研創新是清華大學的硬實力。”清華大學校長邱勇告訴《瞭望》新聞週刊。

在邱勇看來，沒有一流的創新能力就沒有一流的大學，自強創新永遠是清華人矢志不渝的追求。當前，清華大學正著力創新科研組織模式，加快建設世界領先的大學創新體系。“清華有傳統、有能力，也有決心、有信心為國家科技自立自強作出更大貢獻。”邱勇說。

↑清華學生在清華大學微納實驗平臺工作中（2020年9月27日攝） 清華大學供圖

仰望科學星空 潛心基礎研究

薛其坤對一條簡訊記憶猶新。

那是2012年10月12日，週五。“晚上10點30分，我比往常早一點從實驗室回家，剛下車，就收到我的博士生常翠祖發來的簡訊。簡訊說：薛老師，量子反常霍爾效應出來了，等待詳細測量。”薛其坤回憶道。

曾任清華大學副校長的他，形容自己收到簡訊時的心情：“無比激動”。他解釋說，這意味著自1988年美國物理學家霍爾丹提出量子反常霍爾效應理論以來，他的團隊終於在實驗上發現了它。

量子反常霍爾效應的實驗突破，拓展了人類對世界的認知，或能加速推進資訊科技革命程序。著名物理學家楊振寧稱這一突破是諾貝爾獎級的發現。薛其坤團隊也因此摘得2018年度國家自然科學獎一等獎。

重大原始創新成果往往萌發於深厚的基礎研究，產生於學科交叉領域，大學在這兩方面具有天然優勢。在薛其坤看來，一所世界上一流的大學，需要探索前人未知的東西，而“基礎研究有時像是無目標的探索——這種目標是不是真的？我們不知道，只是有一個理論的猜想在那裡。但是這種探索的過程本身，是在推動人類的進步”。

基礎研究具有規律性與傳承性，需要經過幾代甚至很多代人努力，起步晚、基礎薄弱是目前中國基礎科學研究跟歐美髮達國家存在差距的重要原因。“高校應當給科學家創造寬容淡定的學術生態，讓科學家能有堅持很多年的準備，沉下心來，不跟風、不浮躁，潛心基礎科學重要基本問題的研究，爭當基礎科學研究的國際領跑者，做出高質量的科學探索和科技創新。”薛其坤說。

如何保障師生潛心開展基礎研究，鼓勵激發他們自由探索、質疑現有理論、開拓新的方向，是清華大學建設世界領先的大學創新體系的發力重點之一。

在邱勇看來，搞好基礎研究，需要涵養學術生態。邱勇說，學術生態是學術創新的土壤。大學要努力推進學術共同體建設，尊重學術共同體在學術事務中的作用，鼓勵平等、開放、坦誠的學術討論和學術批評，形成敢於質疑的學術氛圍，對學術不端行為“零容忍”。為更好激發創新動能，讓師生們能夠在大學裡靜下心做真正有價值的學術研究，清華大學近期釋出《關於完善和發展大學創新體系的若干意見》，並將“營造健康學術生態”放在大學創新體系之首。

搞好基礎研究，需要培養拔尖人才。薛其坤說，基礎研究的興起與高等教育的發展相輔相成。大學要腳踏中國實地，仰望科學星空，不遺餘力培養基礎研究人才。清華大學匯聚中國頂尖學生，這群天資與熱忱兼具的少年，是清華攀登科研之峰的人才基石和獨特優勢。清華大學科研院院長方紅衛介紹，自2009年開始，清華大學推出“清華學堂人才培養計劃”，設有數學班、物理班、化學班、生命科學班、計算機科學實驗班、錢學森力學班等，聘請姚期智、朱邦芬、丘成桐等著名學者擔任首席教授，以“領跑者”理念為指導，構築基礎學科人才培養特區。2020年，清華大學成立致理、日新、未央、探微、行健五個實體書院落實教育部“強基計劃”，突出基礎學科的支撐引領作用，聚焦關鍵領域培養拔尖創新人才。

搞好基礎研究，需要長期穩定支援。方紅衛說，清華大學基礎研究科研經費投入穩定增長，從2016年約20億元增加到2020年約29億元。另據瞭解，2015年至2019年，清華大學共建設5個校級科研條件平臺，支援平臺購置大型裝置55臺套，共計3。78億元，使校級平臺保持國內領先、國際一流的水平。目前，清華已建成了校系兩級的多個科研條件平臺，走出了一條集中力量建高水平科研條件平臺、開放共享提供高水平技術支撐服務的道路。

一流大學是基礎研究的主力軍和重大科技突破的策源地。為破解世界科學難題，清華大學持續努力。

↑清華大學交叉資訊研究院段路明教授在實驗室指導學生 清華大學供圖

瞄準需求靶心 奮力應用科研

2018年1月，戴瓊海團隊吸引了國際醫學家、腦科學家們的目光——其搭建完成的RUSH-II，至今仍然是國際上視場最大、資料通量最高的高分辨光場智慧成像顯微儀器，並已研製出系列儀器。

RUSH儀器的誕生，將極大促進腫瘤醫學發展，並有望透過推進腦科學研究，為人工智慧發展指路。國際著名高校如斯坦福等的研究者認為這是一個世界一流成果，紛紛上門尋求合作。“傳統的儀器要麼觀測系統，要麼觀測細節，我們把二者連線起來。”團隊成員、清華大學腦與認知科學研究院吳嘉敏博士告訴記者。

時間倒回至十年前。2008年夏，即將舉行奧運會的北京熱鬧非凡，戴瓊海卻帶著團隊“躲”往深圳。

閉關。

在一個多月時間裡，戴瓊海和十幾名年輕教師、博士生一起，埋頭看學術文章、思考、討論。“一切都是為了搞清楚：下一步，大家到底做什麼研究才會真的對人類有貢獻？最後我們決定方向之一是往生命科學走，因為這個世紀是生命科學的世紀。”中國工程院院士、清華大學資訊科學技術學院院長戴瓊海告訴《瞭望》新聞週刊。

經過4年學習、準備，2012年，戴瓊海團隊進一步明確，要為腦科學研究提供觀測工具RUSH。“掌握了工具就等於掌握了武器，工具的突破可能帶來一系列連鎖反應。”戴瓊海說。

不獨戴瓊海團隊。在清華大學，參與大國重器、“卡脖子”技術攻關的隊伍眾多：比如清華大學機械、製造與航空學科群持續支援IC裝備團隊，打破國外相關產品對我國出口限制，為我國自主研發的“光刻機雙工件臺系統”提供了關鍵支撐；比如腦神經調控工程技術團隊研製的腦起搏器、迷走神經刺激器以及骶神經刺激器均打破美國壟斷；比如儀器與光學學科群研製出世界首款多模態異構融合類腦晶片，使中國人工智慧晶片研究成果首次登上《自然》雜誌……

這些成果的取得，離不開清華實施國家科技計劃任務的前瞻佈局。2018年，清華大學成立航空發動機研究院，瞄準建設國際一流的航空發動機理論技術創新基地和高階行業人才培養基地；2019年，開設車輛與運載學院，主動服務國家戰略需求、應對行業和產業難題；2020年，設立清華萬科公共衛生與健康學院，聚焦流行病學、公共衛生管理等關係國計民生的重要研究方向，佈局世界一流公共健康學科。日前，清華宣佈成立積體電路學院，謀求突破晶片等“卡脖子”技術。

這些成果的取得，離不開對跨學科交叉聚合的平臺搭建。原創性應用成果攻關需要從不同學科汲取養分，然後在交叉融合過程中逼近、突破世界科技前沿邊界。近年，清華著力建設完善跨學科交叉研究體系，進一步疏通跨學科聚合路徑。據瞭解，清華大學建立跨學科交叉研究生培養制度、教師校內兼職制度，設立跨學科交叉研究專項基金，並圍繞人工智慧、大資料、未來交通、醫工交叉、腦科學等戰略性領域佈局10個交叉研究機構。

這些成果的取得，離不開對成果轉化的高度關切。近年，清華大學透過持續推動科技成果轉化體制機制改革，組建技術轉移機構，完善執行與決策機制，最佳化激勵政策，學校科技成果轉化成效顯著。2015年至2020年間，清華大學透過許可、轉讓、投資等方式轉化科技成果520餘項，合同額超過30億元，年平均增長率超過50%，2020年比2015年合同額增加了7。78倍。

這些成果的取得，離不開學術志趣與家國情懷的積澱。在年輕的吳嘉敏眼中，自己的工作很有價值，因為能夠和一群知己齊心開拓，組成志趣共同體。“這種志趣共同體的凝聚，一方面是因為都對手裡的研究興趣濃厚；另一方面，確是因為家國情懷。跟國外不太一樣，清華人會更加‘紅色’，不管是老師還是學生，大家做事，會把國家在這個環節是否有需求、有短板放在非常重要的位置考慮，都想要透過自己的努力掙得一份民族自豪感。”吳嘉敏說。

一流大學要在攻克關鍵核心技術上大顯身手。為產出一流科研成果，清華大學在衝鋒。

傳承精神座標 科教融合育人

張作義為這一天奮鬥了30多年。

4月13日，在清華大學110週年校慶“大學·創新”論壇上，核能與新能源技術研究院院長兼總工程師、高溫氣冷堆國家科技重大專項總設計師張作義宣佈，世界首臺工業規模的球床模組式高溫氣冷堆核電站示範工程已經完成全部工程建設，正在等待國家批准，即將加裝核燃料、啟動執行。

這標誌著中國在高溫氣冷堆核電站領域，已經處於世界領先地位。

“幸有歲月可回首”。在清華大學核研院師生共著的《虎峪清風》文集裡，記者翻閱到這樣一句話。

1960年3月，燕山腳下，北京昌平虎峪村，後常稱作“清華200號”的核研院悄然誕生。彼時正值新中國迫切需要建立發展自己的核工業，清華大學主動請纓成立工程物理系，並提出要自己設計建設核反應堆，建立一個教學、科研、實踐三結合的核能核科技高階專門人才培養基地。一群平均年齡只有23歲半的清華師生，就此將人生定格在虎峪，並將青春獻給了新中國的原子能事業。

要建堆報國。從1964年建成我國首座自行研究、設計、建造的核反應堆——遮蔽試驗反應堆，到1989年建成世界首座一體化全功率自然迴圈低溫核供熱堆——5MW低溫供熱堆；從2000年建成世界首座固有安全的第四代先進核能系統、“不會熔燬的反應堆”——10MW高溫氣冷實驗堆，再到如今完成世界首臺工業規模的模組式高溫氣冷堆核電站示範工程建設……一代代清華師生埋頭苦幹，終於讓中國在先進核能技術研發領域站到了國際前排。

也要建堆育人。近30年來，共有超過1500名清華研究生投入核研院核能技術研發，並在重大共性工程技術攻關中建功立業。“王大中、吳宗鑫等老一代科學家的言傳身教，使年輕一代迅速成長。一群三十幾歲的年輕人經受重大科研工程考驗，正成為核研院新一代學術帶頭人。”張作義說。

實踐樹人。

1989年，唐亞平從核研院碩士畢業並留院工作。現已是核研院黨委書記、核燃料元件團隊帶頭人的他告訴《瞭望》新聞週刊，在踐行科教融合育人方面，核研院有三大優勢與特色：

其一，核研院很多學生的研究選題直接來源於重大科技攻關專案，同學們好的研究成果，可以直接應用於先進反應堆工程技術創新，科研和教學的優勢彼此轉化、融合共贏；

其二，核研院注重學科大交叉、整合大專案、攻關大團隊，核物理、熱能、機械、材料、化工、環境等不同學科背景的師生匯聚於此，組成超大團隊共同攻關。在此過程中，同學們不僅能學到多學科的知識，還能因為學科交叉激發創新靈感、強化創新思維，並培養自己的團隊精神、科研協作能力；

其三，核研院的科技攻關經常是產學研用融合、協同創新，學生參與其中，不僅要進行理論創新，還要參與技術和裝備研發，參與工程化甚至產業化應用的過程。“我們是在真刀真槍的環境中培養工程科技人才、高水平復合型人才。”唐亞平說。

精神樹人。

善歌者，使人繼其聲；善教者，使人繼其志。唐亞平認為，一代代核研院人堅守服務國家戰略需求的初心使命，在遠郊基地艱苦奮鬥、不懈努力，鼓舞著核研院年輕一代，也保證了核研院的長期發展。“知難而進、眾志成城的‘清華200號’精神，本質上是愛國奉獻、追求卓越的清華精神的實踐和延伸。”

60多年創新創造的核研院，已成為踐行清華大學科研樹人的典範之一。

在邱勇看來，大學是立德樹人、培養人才的地方，教書育人是教師的第一學術責任，科教融合要把科研平臺變為人才培養的平臺，把科研活動變成培養獨創精神和批判性思維的載體。“清華大學提倡教師在指導研究生科研過程中言傳身教，努力成為所倡導價值的體現者、所培養能力的展示者、所傳授知識的擁有者。”

方紅衛說，強調科研和教學相融合是現代大學的本質特徵，大學的科研、教學都要服務於人才培養。目前，清華大學正進一步貫徹科教融合理念，明確科研實踐是教學的一部分，應發揮查閱科學文獻、確立科研選題、開展科學實驗、發表研究成果等多個科研環節的育人功能。2016～2020年，清華大學以實驗室科研探究課、大學生研究訓練計劃（SRT）和實驗室開放課為主要抓手，不斷豐富科研實驗教學手段，還透過開展課外因材施教專案，為學生科技創新搭建平臺。

時代向前，創新不輟。昔日豪言“用我們的雙手開創祖國原子能事業春天”的青年師生們漸至耄耋，但核研院60餘載積澱下來的科研實力、傳承至今的報國激情，正匯同“自強不息 厚德載物”的清華校訓，感染、激勵著新時代的清華人永續奮鬥、不斷超越。

“星火不絕。”唐亞平說。