▲清华大学“天格计划”科创团队 ▲厦门大学化学化工学院、物理科学与技术学院双聘教授侯旭 ▲之江实验室智能超算研究中心团队 ▲四川农业大学生命科学学院副院长刘江

    他们是心怀“国之大者”的青年科学家，他们是国际科研版图上的中国力量。他们用青春砥砺报国之志、勇攀科技高峰。在五四青年节到来之际，我们一起见证：

    他们“顶天”，上九天揽月，追光于浩瀚星河。

    他们“立地”，下五洋捉鳖，兴农以利万民。

    他们“拿得起”千斤重担，用最美好的青春承担起中华民族伟大复兴的历史使命。

    他们“放得下”富贵荣华，专心致志做国家最急需、对人民最有价值的工作。

    “桐花万里丹山路，雏凤清于老凤声。”他们奔跑在每一个“无人区”，奔赴每一场山海。

    追光：追逐宇宙中那束“看不见的光”

    “有时候一个梦想，就可以点亮整个天空。”2020年高考前，清华大学发布了招生宣传片《追光少年》。该宣传片以清华大学“天格计划”为原型创作。

    清华大学天格团队的骨干成员主要由本科生构成，却研究着最前沿的基础科学问题：自研卫星荷载，自主开展在轨观测，捕捉茫茫宇宙中的伽马射线暴。

    天格不是“命题作文”，而是源于一次师生间的闲聊。2016年，工程物理系本科生温家星正在准备自己的毕业设计。和温家星交流的，是工程物理系教师曾鸣和天文系教师冯骅。师生间的开放式讨论产生了一个设想：自主研制空间伽马射线探测的纳卫星科学载荷，探测中子星并合引发的伽马射线暴。同时，研制卫星载荷也涉及多方面的工程知识。因此，在他们看来，这正是一个理工结合、面向前沿的科学真问题。

    作为人类已知最剧烈的天体物理爆发现象，伽马射线暴自1973年被发现以来，便一直是天体物理学的前沿研究领域。以它为目标，温家星“招兵买马”，一个由30多名学生组成的伽马射线暴探测卫星研究兴趣团队正式成立。冯骅提出将项目命名为“天格”，寓意“天道酬勤、格物致知”。

    一开始，项目指导老师就一直在思索，如何让学生的学习科研对接国家的需要。眼下国家基础科学蓬勃发展，天眼、悟空、墨子、慧眼等大工程相继问世，为了驾驭这样的工程，需要新一代基础科学拔尖人才，他们既要通晓科学前沿，也要掌握工程思维，还要具有团队协作和项目管理能力。而要培养这样的能力，只能通过真刀真枪、科工融合的实践。因此，“天格计划”正适合充当新一代拔尖人才的“孵化器”。

    “发射卫星、探测宇宙是国家的事，你们本科生做得了吗？还是不要好高骛远了。”宣传片中还原了天格团队曾经遭到质疑的过程。

    一边是蠢蠢欲动的雄心壮志，一边是质疑和冷水，对大部分学生项目而言，这或许就意味着结束。但当一束光照向角落里的种子，种子就重新积聚起长成参天大树的力量。

    发射一颗卫星载荷，不算人员研发成本，仅发射、遥测与通讯、载荷的材料费用、束流标定实验至少需要150万元。这可不是小数目，钱从哪里来？学校和老师给了很大支持，协调实验室、邀请老师专家培训……有了支持，学生们就吃了“定心丸”。

    经过了重重挑战，学生们离成功看似只有一步之遥。然而在卫星发射前一个月，意外降临了，卫星组装过程中出现了接线错误。面对“电子学必须重测”等种种难题，学生们熬夜迎接挑战，“尘埃落定前，我们想用尽全力，拼这一次”。最终，学生们及时赶上了发射时间，目睹了那颗“属于我们的卫星”乘火箭进入太空。

    当学生们提着修复好的卫星载荷出发赶往飞机场时，时间已经是凌晨1点钟。

    《追光少年》中曾说，“天格计划”是在宇宙中追寻看不见的光。的确，在漫漫宇宙中，天格的探测卫星追踪着伽马射线暴这道“看不见的光”，正如在求知的道路上，天格团队成员追逐着弥高弥远的科研梦想。

    探微：在微观世界里建造“液体之门”

    侯旭的办公室里有一张小型棕色双人沙发。沙发上坐过化学化工领域的专家、研究材料科学的学者、生物医药专业的学生、人工智能工程师……作为在多学科交叉前沿开展研究的青年科学家，侯旭的朋友圈覆盖物理、化学、生物、医学、工程、信息等多个领域。

    在微观世界打造了一扇“液体之门”，实现物质的高效可控运输与分离——这是侯旭的研究。

    博士后研究期间，侯旭在一次分离实验中发现，通过简单的压力变化，就可以利用液体开启关闭气体与液体的运输。液体是否也可以成为“门”？

    在微观世界，大面积的固体膜材料表面具有难以避免的缺陷。固体膜无法完全阻隔微小物质的传输，也会造成途经物质的残留，时间一长，膜材料就会被污染甚至堵塞，这正是污水处理、空气净化、海水淡化等场景中的痛点。

    但液面没有这种缺陷。“液体的流动性能使材料表面达到分子级的平整。若将液体稳定在固体多孔膜中，让多孔膜作为‘门框’，液体作为‘门’，在压强作用下‘液门’关闭时，即使是气体分子也无法通过，而‘液门’打开时，就可以实现物质的快速运输与分离。”侯旭打了个比方，“就像给微观世界的‘水帘洞’安上智能开关。”

    从刹那的灵感出发，侯旭等人于2015年首次提出“液体门控机制”的概念，踏进未知的“无人区”。2016年，侯旭入职厦门大学，成为双聘教授，组建课题组团队、搭建实验室，潜心研究“液体门控”的新机制与技术应用。

    踏上一条“从0到1”的科研之路，没有前人研究可供参考，更缺乏“称手”的研究工具。

    研究初期，为连续观察和测量微观尺度的压强，侯旭购置了传感器、电源和显示器等配件，简单拼装了一个测压设备。“数据全靠手抄，一秒就要抄一个数据，抄完后再把数据录入电脑换算，并进行分析，一天只能做两三组实验。”侯旭说。

    为更高效地开展实验，侯旭团队自主开发了先进的测试仪器和装置系统。液门流体跨膜压强测试仪就是其中之一，这是一台平板电脑大小的银色方盒，可以实时监测流体跨膜过程中的压强变化并开展性能分析，同时实现触屏操作、远程监控、云端输出与分析等功能，能明显提高实验效率。

    几年过去，侯旭的团队发展到30多人，“液体门控”也逐渐成形，奇思妙想成为现实。

    目前，侯旭团队已发展了多种响应性液体门控系统，并推动液体门控技术中新概念膜材料在环境工程、化工多相分离、物质检测、智慧农业、生物医学工程等方面的应用。

    破壁：让智能超算实现“中国定义”

    53个量子比特的量子计算机花200秒完成的任务，传统超级计算机需要花10000年。人们认为，量子计算具备了传统计算机无法企及的优越性能。然而，装上“神威量子模拟器”的超算，以更高标准完成相关采样任务，只需要304秒。

    从10000年到304秒，这是中国在超算应用前沿领域登上的一座“高峰”，而这条路上有着一支年轻队伍奋斗的身影。2022年5月，之江实验室智能超算研究中心被授予第26届“中国青年五四奖章集体”称号。

    这个成立于2021年4月的年轻团队，35岁以下成员占比近九成。之江实验室总工程师赵志峰说：“中心成立以来，大家始终围绕超算领域具有前沿性和基础性的重大问题开展研究。我们的目标就是要打造国际一流的智能超算创新中心。”

    “超算就是超级计算机的简称，它有极高的计算性能和极大的数据存储容量。”之江实验室智能超算研究中心工程专家秦亦说，“我们就是在想尽办法更高效地发挥计算能力。”

    秉持科研报国的决心，这支年轻的队伍直面挑战，利用新一代神威超级计算机，有效模拟了一个深度为10×10×（1+40+1）的随机量子电路，并提供每秒4.4百亿亿次的持续计算性能，在304秒以内得到百万更高保真度的关联样本。这是超算领域全球目前已知的最高性能水平。

    举世瞩目的成果背后，是不断的试错优化和埋头苦干。团队负责人刘鑫回忆：“每天都是高密度的头脑风暴、技术研讨，曾经也争吵到谁也不想理谁，但这种较真儿是我们的日常，大家都想找到最优解。”

    2021年11月19日，“初出茅庐”的之江实验室智能超算研究中心第一次走到聚光灯下。由之江实验室智能超算研究中心、国家超算无锡中心等研究单位组成联合团队研发的神威量子模拟器获得了被誉为“超算领域诺贝尔奖”的“戈登·贝尔奖”。