從中國科學(xué)院1998年年初開始的知識創(chuàng)新工程試點,到正在實施的“創(chuàng)新2020”,《中國科學(xué)院錄事:鄭千里新聞通訊選(2010-2014)》作者鄭千里以其敏銳的觀察思考、準(zhǔn)確的理解把握、樸實無華的敘述和優(yōu)美流暢的筆鋒,不辭辛勞地采寫了大量新聞報道和通訊紀(jì)實,從高層思考,到從鮮活實例,多角度、大視野地反映了這場宏大變革的真實蹤跡。
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《中國科學(xué)院錄事:鄭千里新聞通訊選(2010-2014)》:
第一篇 章創(chuàng)新足跡
他們給大氣環(huán)境拍CT
——中國科學(xué)院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所在創(chuàng)新中穿云破霧
*本文發(fā)表于2010年11月25日《科學(xué)時報》A1版,作者鄭千里。
在中國科學(xué)院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所(簡稱中科院安徽光機(jī)所),無論早年曾任所長的胡歡陵、曾任黨委書記的許正榮和丁愛民,還是目前在任的所長劉文清、黨委書記饒瑞中及副所長張為俊、喬延利、劉建國,他們在“科學(xué)島”上接受采訪時無一例外,都對本報記者談到了14年前研究所進(jìn)行的一次“定位”;提及了1996年10月,時任中科院常務(wù)副院長的路甬祥對研究所的一次視察。
那是研究所一次歷史性的“定位”,對研究所也無異于做了一次診斷的CT。
透過14年間歷史厚重的煙云,我們可以清晰地看到:正是當(dāng)時準(zhǔn)確的“定位”,給中科院安徽光機(jī)所的今天帶來了蓬勃生機(jī)!皠(chuàng)新2020”,再過10年之后將會怎樣?我們該如何重新審視、重新評判同樣將成為歷史的今天呢?
劉文清所長提出的設(shè)問
自從有了人類至今,構(gòu)成地球大氣的主要成分沒有發(fā)生很大變化,而步入工業(yè)化社會以來,微量成分卻變化明顯,人類活動及自然過程對大氣成分的影響極大,有時危害甚至非常嚴(yán)重。理解成分的這些變化,減輕這些危害,需要完整的大氣成分監(jiān)測系統(tǒng),包括儀器設(shè)備、模型和相關(guān)研究。
“如何能更好地描述這些過程?能否有預(yù)測這些問題的能力?”在2010年的第二屆全國光學(xué)青年論壇上,中科院安徽光機(jī)所所長劉文清這樣對人們設(shè)問。
自從1895年倫琴發(fā)現(xiàn)X射線后,醫(yī)學(xué)上就開始用它探測人體疾病。CT優(yōu)于傳統(tǒng)X射線之處,就在于其分辨率高,還能做軸位成像,一些在X射線影像上分辨比較困難的關(guān)節(jié),都能在CT圖像上“原形畢露”。
劉文清早年在希臘克里特大學(xué)拿的是醫(yī)學(xué)博士學(xué)位,并非工學(xué)或理學(xué)博士學(xué)位。劉文清對本報記者說,他學(xué)的激光超短脈沖強(qiáng)散射介質(zhì)成像,是用光學(xué)的辦法對人類的腫瘤進(jìn)行診斷。無論探測云層中的飛機(jī)、海洋里的潛艇,還是探測大氣中的懸浮顆粒物,和探測人體組織的腫瘤在原理上沒有本質(zhì)的區(qū)別,只是模型和技術(shù)手段的差別。
劉文清常對研究生說:“就好比學(xué)英語,70%~80%是通用詞匯,只有很少的專業(yè)詞匯。做科研也一樣,大家應(yīng)該把基礎(chǔ)打好,才能舉一反三!
為何人生方向發(fā)生了轉(zhuǎn)折,沒有沿著人體醫(yī)學(xué)診斷的道路走下去?對此,劉文清并沒有覺得遺憾。因為能借助CT對人體進(jìn)行診斷的醫(yī)生很多,但因為地球的發(fā)燒,需要對大氣環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測乃至診斷,這樣的科學(xué)家和工程專家不是太多。
劉文清對記者說,我們現(xiàn)在發(fā)展環(huán)境光學(xué)技術(shù),能對大氣環(huán)境作出準(zhǔn)確、實時的空間在線監(jiān)測,如二氧化硫、二氧化氮、可吸入顆粒物等,用網(wǎng)格的光掃出不同層面氣體的分布,這和給人體做CT的基本道理一樣。
路甬祥院長感到的震撼
1996~1998年,中科院黨組順應(yīng)新時代變局,部署下屬各研究所根據(jù)學(xué)科發(fā)展和國家需求,重新整合資源,準(zhǔn)確定位。
1996年10月24日,時任中科院常務(wù)副院長的路甬祥一路風(fēng)塵,到中科院安徽光機(jī)所視察指導(dǎo),與當(dāng)時研究所的所長胡歡陵、黨委書記許正榮等談及未來發(fā)展的問題時,他認(rèn)為:發(fā)揮中科院安徽光機(jī)所已有大氣光學(xué)和激光的一些技術(shù)優(yōu)勢,與基礎(chǔ)研究交叉結(jié)合,發(fā)展環(huán)境光學(xué),將其應(yīng)用到環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域,開辟新的發(fā)展方向是個很好的設(shè)想。路甬祥回北京后,又打電話給胡歡陵所長,關(guān)心和支持中科院安徽光機(jī)所的學(xué)科調(diào)整工作。
中科院安徽光機(jī)所的領(lǐng)導(dǎo)審時度勢,在對國內(nèi)外進(jìn)行大量學(xué)術(shù)調(diào)研,在征求科研人員意見的基礎(chǔ)上,提出了研究所未來的明確定位:發(fā)展以激光大氣傳輸為重點的大氣光學(xué);以環(huán)境監(jiān)測技術(shù)為重點的環(huán)境光學(xué);以可調(diào)諧、全固化激光器(包括晶體)為重點的激光技術(shù)。
劉文清遠(yuǎn)在日本也受到了感應(yīng):他正在千葉大學(xué)環(huán)境衛(wèi)星遙感中心做博士后,胡歡陵與他通了很長時間的越洋電話,認(rèn)為中科院將進(jìn)入前所未有的發(fā)展新階段,由他回國領(lǐng)軍,將能很好地帶起環(huán)境光學(xué)這個新興學(xué)科。
1998年5月,區(qū)區(qū)20萬元作為科研啟動經(jīng)費(fèi),以劉文清為主任的環(huán)境光學(xué)監(jiān)測研究室成立,不但標(biāo)志著環(huán)境光學(xué)新的學(xué)科方向誕生,中科院安徽光機(jī)所從此也進(jìn)入了新的發(fā)展階段。2000年換屆后,時任中科院安徽光機(jī)所所長王英儉、副所長劉文清等班子成員,抓住進(jìn)入知識創(chuàng)新工程的機(jī)遇,堅定進(jìn)行大氣環(huán)境光學(xué)創(chuàng)新,新的格局有效地展開。
2003年5月27日,路甬祥院長到中科院安徽光機(jī)所視察,看到環(huán)境光學(xué)明顯的發(fā)展態(tài)勢,以戰(zhàn)略科學(xué)家的敏銳眼光給予了充分肯定。路甬祥說:“現(xiàn)在看來,中科院安徽光機(jī)所是一個非常有特色的所,比如,把激光、光譜及大氣技術(shù)基礎(chǔ)相結(jié)合,開拓環(huán)境光學(xué)與技術(shù)新領(lǐng)域,已成為國內(nèi)這方面走在前頭的研究所。這樣的方向和定位,完全符合面向國家戰(zhàn)略需求、面向世界科學(xué)前沿的要求!薄爸锌圃喊不展鈾C(jī)所找到了非常豐富的應(yīng)用發(fā)展方向,結(jié)合原有學(xué)科基礎(chǔ),在中科院知識創(chuàng)新體系、國家創(chuàng)新體系中的地位都得到了基本確認(rèn)!
2007年2月5日,路甬祥院長再次來到中科院安徽光機(jī)所,這時中科院環(huán)境光學(xué)與技術(shù)重點實驗室已于2005年成立,環(huán)境光學(xué)與技術(shù)研究實驗系統(tǒng)也已建立,一個充滿朝氣的研發(fā)團(tuán)隊已初步形成,環(huán)境光學(xué)監(jiān)測技術(shù)還被納入了中華人民共和國科學(xué)技術(shù)部(以下簡稱科技部)“十一五”資源環(huán)境科技規(guī)劃。
路甬祥聽取劉文清所長的匯報后,不由地心生感慨:“3年多前我來到中科院安徽光機(jī)所,許多在當(dāng)時還是設(shè)想的東西,現(xiàn)在已變成了實實在在的成果,并且不少已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化了,環(huán)境監(jiān)測對象也由點到面,由大氣向水體、土壤延伸,監(jiān)測手段由實時定點到移動車載、機(jī)載,發(fā)展之快令人贊嘆!甭佛閯忧榈卣f:“對你們?nèi)〉玫倪@些了不起的成就,我不僅感到振奮,而且感到震撼!”
大氣光學(xué)的一脈相承
2010年11月10日,中科院安徽光機(jī)所研制的“AML3大氣環(huán)境激光雷達(dá)監(jiān)測系統(tǒng)”在北京順利通過驗收,并交付中國環(huán)境科學(xué)研究院使用。
“AML3大氣環(huán)境激光雷達(dá)監(jiān)測系統(tǒng)”是一種可移動大氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng),能夠監(jiān)測大氣邊界層氣溶膠、二氧化硫等的時空變化。驗收專家認(rèn)為:該監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)先進(jìn),具備多種大氣成分和氣象參數(shù)觀測功能,系統(tǒng)控制和數(shù)據(jù)處理軟件可靠,反演結(jié)果合理,達(dá)到了當(dāng)代國際先進(jìn)水平。
“2009年6月份我們本來已經(jīng)采用的車輛,執(zhí)行的是歐Ⅲ標(biāo)準(zhǔn),但2009年10月改裝結(jié)束后,我們就不斷聽到風(fēng)聲,從2011年1月1日開始,北京要執(zhí)行歐Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)。所以,我們又買了歐Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)的車輛來進(jìn)行改裝!毖芯繂T胡順星對本報記者說,“因為本身就是做環(huán)保的監(jiān)測車,我們希望研制出來的監(jiān)測車,在環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)方面不要留下永遠(yuǎn)的遺憾!”
而中科院安徽光機(jī)所激光雷達(dá)的“老前輩”——L625多波長激光雷達(dá),曾作為美國國家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration,NASA)在全球選擇的10個激光雷達(dá)站之一,對菲律賓皮納圖博(Pinatubo)火山云進(jìn)行了聯(lián)合監(jiān)測。1991年6月15日,菲律賓皮納圖博火山在沉睡了600多年以后再度爆發(fā),周軍、胡歡陵、龔知本等科學(xué)家聞訊而動,利用自行研制的L625多波長激光雷達(dá),在合肥的“科學(xué)島”上對其進(jìn)行了成功的監(jiān)測。
L625多波長激光雷達(dá)自建成之后,對菲律賓皮納圖博火山云,以及高空臭氧層的連續(xù)監(jiān)測,已實現(xiàn)近20年的成功記錄。隨著該雷達(dá)技術(shù)改進(jìn)的完成,L625多波長激光雷達(dá)現(xiàn)已能夠?qū)崿F(xiàn)水汽、溫度、氣溶膠、臭氧等參數(shù)的測量。
如今,中科院安徽光機(jī)所在大氣光學(xué)方面,已初步建成了激光技術(shù)集成實驗基地,以及激光大氣傳輸?shù)膶嶒炂脚_。激光雷達(dá)大氣探測技術(shù)瞄準(zhǔn)氣象領(lǐng)域等國家需求,在激光大氣傳輸?shù)耐牧骱蜔釙炐?yīng)及補(bǔ)償、大氣氣體分子吸收光譜、氣溶膠光學(xué)特性等方面,作出了諸多創(chuàng)新性貢獻(xiàn),并獲得了多項國家和部省級的科技獎勵。
2003年,龔知本當(dāng)選為中國工程院院士,表明以龔知本院士為帶頭人的大氣光學(xué)學(xué)科在我國的作用、地位和貢獻(xiàn)得到進(jìn)一步認(rèn)可。
龔知本院士是中科院安徽光機(jī)所橋牌隊的主力隊員,曾和隊友作為安徽省的省隊,在省級大賽中取得了很好的戰(zhàn)績。一脈相承,他帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊密切合作,容易理解“橋”字在橋牌中的重要性:打好橋牌必須靠搭檔間的齊心協(xié)力,才能實現(xiàn)目標(biāo)。
環(huán)境光學(xué)的獨(dú)樹一幟
“咖啡”在希臘語中的意思是“力量與熱情”;蛟S是在希臘克里特島上獲得博士學(xué)位的原因,人們?nèi)羰侨ズ戏实摹翱茖W(xué)島”訪問,劉文清會讓客人品嘗濃香的咖啡,客人也會從中感受到他的“力量與熱情”。
劉文清帶領(lǐng)中科院安徽光機(jī)所的科技人員,不僅在學(xué)科特色建設(shè)、實驗室建設(shè)、人才隊伍建設(shè)上取得了重大進(jìn)展,而且在自主創(chuàng)新成果產(chǎn)品化、重大應(yīng)用上也取得了顯著成績,為研究所的發(fā)展起到了重要支撐作用,為我國環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的現(xiàn)代化起到了引領(lǐng)作用。
中科院安徽光機(jī)所由于早年的成功“定位”,積極開展環(huán)境監(jiān)測技術(shù)新原理、新方法和環(huán)境監(jiān)測儀器技術(shù)集成等環(huán)境高新技術(shù)研究,如今的環(huán)境監(jiān)測技術(shù)與設(shè)備,由單項技術(shù)與設(shè)備研發(fā)到多項技術(shù)與系列設(shè)備研發(fā);由點式監(jiān)測設(shè)備到區(qū)域監(jiān)測設(shè)備;由地面監(jiān)測技術(shù)到立體監(jiān)測技術(shù),都取得了較為全面的發(fā)展,在國內(nèi)外已經(jīng)獨(dú)樹一幟。
中科院安徽光機(jī)所先后自主研發(fā)“機(jī)動車尾氣遙測車”、“城市空氣質(zhì)量連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)”、“煙氣排放連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)”、“臭氧和顆粒物監(jiān)測激光雷達(dá)”等系列環(huán)境光學(xué)監(jiān)測儀器,已在激烈的市場競爭中嶄露頭角,某些技術(shù)和儀器達(dá)到和超過了國際水平,大有逐步替代同類進(jìn)口儀器之趨勢。截至目前,“城市空氣質(zhì)量連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)”,累計在全國25個。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市)安裝了400余套,占據(jù)了全國同類產(chǎn)品約2/3的市場份額。
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