夏 有 為

(《實驗室研究與探索》編輯部，上海 200030)

1 建技術高地 創(chuàng)世界一流

夏有為(簡稱夏)：今年上半年諾貝爾物理學獎獲得者、著名華裔科學家丁肇中教授受聘山東大學高等技術研究院名譽院長，蘆副校長能否給我們介紹一些情況。

蘆延華(簡稱蘆)：好的。據我所知，2018年9月28日，在儒商大會嘉賓懇談會上丁肇中教授建議山東省成立高等技術研究院，隨后開始籌備建設。丁肇中教授(圖1)從1994年首次來山東大學訪問，距今已25年有余，在四分之一個世紀的緣分中，丁肇中教授指導山東大學師生參與國際大科學計劃AMS(阿爾法磁譜儀)項目，與國際頂尖的科學家們攜手攻關，成果豐碩，為助推學校人才培養(yǎng)、學科建設和事業(yè)發(fā)展做出了杰出的貢獻。為了進一步加強學?；A研究，落實“珠峰計劃”，建設世界領先科研大平臺，根據丁肇中教授的提議，我們學校于2018年11月成立了高等技術研究院，研究院計劃以阿爾法磁譜儀研究為初始平臺，全面參與并部分主持阿爾法磁譜儀的科學實驗，成為國際暗物質研究的重要基地。以此為契機，研究院將匯集一批世界一流的科學家共同工作，發(fā)展新的大科學裝置，提升學校的科學水平和創(chuàng)新能力。前期，研究院在學科方向、教學科研空間、人才引進等方面已開展了一系列推進工作。今年6月28日丁肇中教授受聘高等技術研究院名譽院長(圖2)。我們將全力支持丁肇中教授在學校的科學研究和團隊建設，在山東省和社會各界支持下，力爭將研究院建設成為國際級的學術研究和交流平臺，在引領國際性科學研究方面，積極貢獻山大智慧和山大力量。

圖1 丁肇中教授

圖2 樊麗明校長向丁肇中名譽院長發(fā)聘任證書

夏：這所高等技術研究院的總體構想和理念是什么？

蘆：山東大學高等技術研究院的總體構想就是秉承交叉、創(chuàng)新、開放、共享的理念，以匯聚和培養(yǎng)一批國際公認的頂尖科學精英為核心，推進山東大學、山東成為全球知名科學領軍人物的聚集地；以主導國際大科學計劃和大科技工程為目標，推動其成為國際高端合作的新中心；注重產出一批原創(chuàng)、引領性重大科學發(fā)現或科技成果，引領山東大學、山東成為全球知名的重大原始創(chuàng)新策源地；把培養(yǎng)一批具備高水平科學素養(yǎng)、面向未來的科技人才作為重點，推動其成為全球著名的人才培養(yǎng)的搖籃，構建“以前沿科學為核心，以學科交叉為支撐，以追求卓越為目標”的跨學科新型科研組織體系，推動其成為新型科研管理體制機制改革的試驗田。

2 參加太空實驗 探索宇宙奧秘

夏：丁肇中教授已多次訪問你校(圖3)，你們參加了丁肇中主持的阿爾法磁譜儀(AMS)項目，做出了重要貢獻，請介紹一些你們合作的情況。

蘆：今年丁肇中教授已經是第11次訪問我們山東大學了。2004年至今，我們學校先后有近60人在歐洲核子中心、意大利航天局航天觀測中心、歐洲航天技術中心工作，為AMS探測器的建造、監(jiān)測和數據分析做出了積極貢獻，為AMS實驗的成功開展發(fā)揮了重要作用。同時，參與AMS項目對山東大學尤其是熱科學學科的發(fā)展起到了非常大的推動作用。下一步，山東大學將繼續(xù)積極參與、支持AMS項目研究，力爭發(fā)揮更大作用。我們也會與丁肇中教授共同努力，在學術合作、科研人員交流以及學生培養(yǎng)等多方面進行探討，推動開展更廣泛的實質合作。根據AMS項目需要，我們學校還計劃派出物理學科特別是粒子物理方向的學者、博士研究生赴歐洲核子研究中心參與項目組，從事暗物質的探測和尋找工作，發(fā)揮山東大學基礎研究優(yōu)勢，為共同探索宇宙奧秘積極貢獻山大力量。

圖3 2018年丁肇中第10次訪問山東大學

夏：在AMS項目中山東大學具體做哪方面的研究？

蘆：AMS項目是目前世界上最重要的科學計劃之一，也是國際空間站上唯一的永久性科學實驗裝置，其科學目標是探測宇宙中是否存在暗物質和反物質。到目前為止，從立項開始，AMS項目已經歷時16年，耗資21億美金，先后有來自16個國家和地區(qū)的600多位科學家參與研究。AMS至今一直穩(wěn)定工作，已經采集了超過1190億個宇宙線數據，遠遠超過了過去一百年人類采集的宇宙線數據總和。AMS將在太空運行超過20年，采集數千億宇宙線數據，從而以前所未有的超高精度，探索暗物質與反物質的存在。

山東大學于2004年3月參加AMS項目，由程林教授(圖4)任AMS熱系統(tǒng)總負責人，全面負責AMS熱系統(tǒng)的研究、設計、制造與實驗，歷時7年完成了在國際空間站上運行的粒子探測裝置AMS的熱系統(tǒng)，解決了太空粒子探測的關鍵工作條件保障問題。

圖4 程林教授

程林教授領導了來自麻省理工學院、瑞士蘇黎世高工、美國宇航局等不同單位的30多位科學家共同工作，創(chuàng)造性地提出了一種利用周期性大溫差變化和大熱容介質傳熱動態(tài)響應特征保持探測器溫度平衡的新方法，設計了一種既具有較強的傳熱能力、又具有較大蓄熱能力的特殊結構的散熱板，使AMS系統(tǒng)中的配電、電子及各探測器在運行過程中的熱量能夠實時散出；同時，空間站面向太陽時散熱板吸收熱量，提升了整體溫度，又使散熱板成為一個熱源，保證了系統(tǒng)的高效散熱以及溫度場的均勻性和穩(wěn)定性，解決了阿爾法磁譜儀在國際空間站環(huán)境下運行的關鍵問題。自AMS被安放在國際空間站以來，山東大學在程林教授帶領下，連續(xù)不斷地記錄和監(jiān)控AMS在國際空間站上的運行情況，承擔了熱控系統(tǒng)94%的運行控制任務，并將獲得的原始數據用于傳熱學和熱力學的研究。山東大學熱科學與工程研究中心根據太空運行的實際數據，修正和新建了熱控制模型，滿足了國際空間站以及AMS實驗各種嚴苛的需求。通過在國際空間站上的運行，AMS成功經歷了各種不同的極端條件的考驗，為大科學儀器空間運行的熱控制方法提供了寶貴的依據。我們學校熱科學團隊的工作得到了丁肇中教授的高度評價和充分肯定。

3 聚焦學科高峰 構建技術平臺

3.1 加強頂層設計 提高建設水平

夏：山大在阿爾法磁譜儀項目中做出了重要貢獻，你們在學科技術基地建設方面情況如何？有些什么考慮和舉措？

蘆：我校正在推動實現“由大到強”歷史性轉變，這是我校實現“雙一流”建設目標的必經之路，核心是要做強學科、做強學術、做強人才。高水平的實驗裝備是一流大學保持其學科領先地位的基礎和保障，某種意義上也代表其人才培養(yǎng)及學術科研的高度。要實現“由大到強”的歷史性轉變，必須有一流的實驗裝備進行支撐。

目前，很多高校在大型儀器設備使用過程中普遍存在重復建設、效益不高、資源浪費等現象。近年來，山東大學儀器設備總值和數量直線上升，但與建設世界一流大學的要求和學?？蒲邪l(fā)展及學者需求相比，仍然不平衡、不充分，突出表現在：設備配置存在低水平重復購置、功能配置單一等問題，許多科研人員需耗費大量精力尋找高端儀器測試資源；儀器設備操作人員不能很好地適應技術快速發(fā)展的形勢，使得儀器功能開發(fā)不足，最直觀的表現就是高端儀器發(fā)揮不出其應有的效力；大型設備作為基礎資源條件是吸引科研人才的重要因素，對青年教師尤為重要，大型儀器設備的缺失還間接影響人才隊伍建設，等等。這些問題嚴重制約了學者科研工作的開展和高水平成果的產出。

因此，在實際工作中，我們綜合考慮國家和學校發(fā)展的需要、學術工作的發(fā)展規(guī)律和階段特征，發(fā)揮制度優(yōu)勢，統(tǒng)籌規(guī)劃一校三地資源，建設具有規(guī)模效應的校、院、室三級大型設備平臺及國家重大科技基礎設施。

3.2 集中資源 構建高端設備群

夏：你們采取了什么具體措施？

蘆：主要是抓住大型設備公共技術平臺建設這個“牛鼻子”。我校公共技術平臺按照校級公共技術平臺“統(tǒng)管共享”、學科平臺“專管共享”、實驗室平臺“專管共用”的模式進行體系構建，遵循以下思路建設：

(1)統(tǒng)籌規(guī)劃，建設公共技術平臺。超前謀劃，統(tǒng)籌一校三地資源，圍繞五大學科群、A類潛力學科，面向交叉融合創(chuàng)新團隊，聚焦“基礎研究創(chuàng)新大平臺”、“集成攻關大平臺”、國家重點實驗室，前瞻布局高水平儀器平臺。

(2)學校主導，構建技術服務體系。由學校主導，堅持做大公共部分，建立以學術、學者為中心的創(chuàng)新資源精準投放機制，依托高端設備群構建高水平技術服務體系。

(3)優(yōu)化機制，規(guī)范管理服務體系。構建標準規(guī)范的管理服務體系，通過儀器網上公開預約模式提升儀器使用的便捷度和用戶滿意度，通過分類設崗優(yōu)化技術隊伍結構等。

(4)自主創(chuàng)新，提升設備研發(fā)能力。大力提升自制設備研發(fā)能力，引導并鼓勵科研人員瞄準國際前沿，把握國家重大急需，自行研發(fā)高端科研儀器設備，樹立山大自研設備品牌。

2016年，學校設立公共支撐條件建設項目，在廣泛深入調研的基礎上，決定集中資源辦大事，聚焦“學科高峰計劃”，集中資源建立開放共享的“大型設備公共技術平臺”，構建部分高端設備群，形成技術服務體系，支持重大項目研發(fā)，支撐一流學科發(fā)展?，F已建成結構成分與物性測量平臺(圖5)、先進材料測試與制造平臺(圖6)、轉化醫(yī)學共享平臺(圖7)、高性能計算云平臺(圖8)和生命環(huán)境共性研究平臺(青島校區(qū)，圖9)5個校級公共技術平臺。

圖5 結構成分與物性測量平臺

圖6 先進材料測試與制造

圖7 轉化醫(yī)學共享平臺

圖8 高性能計算云平臺

圖9 生命環(huán)境共性研究平臺

其中，結構成分與物性測量平臺、先進材料測試與制造平臺、轉化醫(yī)學共享平臺定位于跨學院、跨學科、支持面廣的公共大型、超大型設備裝備中心，分別支撐化學與物質科學、材料與加工制造、臨床醫(yī)學與重大疾病三大學科群的發(fā)展。生命環(huán)境共性研究平臺主要滿足青島校區(qū)生命、海洋、環(huán)境等學科發(fā)展需求，含顯微成像、物化分析、生物工程、蛋白質組學四個技術方向。高性能計算云平臺作為學校開放性公共基礎設施，配備高端設備，實現學科或實驗室分散購置無法達到的水平，促進學科交叉和協(xié)同創(chuàng)新。

經過3年(2016～2018)有序建設，累計投入建設資金2.6億元，平臺建設初具規(guī)模，極大地改善科研“硬”條件，重點支持學科急需、通用型、高端的大型和超大型儀器設備，形成高端設備、一流人才、一流成果互相促進、良性循環(huán)的局面。