今年是中国工农红军长征胜利90周年。回望历史,红军穿越千山万水,依靠坚定如磐的理想信念和不惧艰险的意志品质,在极端艰苦的条件下走完长征路。放眼当下,科研人员风餐露宿、求真务实、坚韧不拔、协同攻关,在野外一线、实验室和试验场开启新时代的科技长征。
说起长征,人们眼前总会浮现红军在雪山草地间艰难跋涉的画面。其实,科研也像一场长征。中国古生物学的发展,就是一代代学者接续奋斗、一步步走出来的。
从发现被誉为中国科学界“第一枚世界金牌”的北京猿人头盖骨化石,到澄江动物群与寒武纪大爆发研究荣获国家自然科学奖一等奖;从揭示地球历史生物多样性规律和生物大灭绝事件机制,到发现带羽毛的恐龙化石……这些成果背后,是几代古生物学者的努力。
今天,古生物学已然成为我国基础科学领域最具国际影响力的学科之一。我有幸参与了这一伟大事业。回顾过去30多年的探索历程,我感到自豪与骄傲。新一代古生物学家展现出的不畏艰难、团结攻关、求真务实、勇于创新的精神,就是新一代的长征精神。
古生物学的基础科学数据来自野外。古生物学家需要去野外采集化石和其他地质资料,野外工作也就成为了古生物学研究工作的重要组成部分,甚至是最重要的组成部分。在老一代古生物学者的影响下,我从学生时期就开始参加野外工作,并在学术生涯的早期开始组织野外科考,非常幸运和同事一起见证了许多化石的发现,一起推动了地球生命历史上一段精彩时期的科学复原。
从2000年开始,我在新疆和内蒙古的戈壁、沙漠地区组织野外科考。在戈壁沙漠地区寻找化石,要闯过大自然设下的重重难关:持续的高温和干旱,常让野外队员体力透支;突发的沙尘暴和降雨往往带来意想不到的困难;毒蚊虫和野狼更是时时存在的威胁。
野外交通也常常状况百出:汽车陷入沙土和淤泥是家常便饭,刹车管、方向盘被颠断也时有发生,戈壁路况还曾引发翻车事故。
除此之外,精神压力和心理障碍同样需要克服:辛勤付出却收获寥寥,队员难免情绪低落;长时间身处无人区,还可能诱发心理问题,甚至出现异常行为。
尽管面临各种各样的挑战,我们还是通过相互鼓励、相互帮助,克服了种种困难,圆满完成了科考任务,找到了许多恐龙和其他动物的化石,为揭示中生代地球生命历史提供了重要实物证据。
这些经历让我愈发体会到,野外科考不仅需要勇气和毅力,更离不开一代代古生物学家薪火相传的艰苦奋斗精神。
我第一次从老一代科学家身上学习到这种精神是在蒙古国南戈壁。那次科考由我国著名恐龙古生物学家董枝明组织。科考队伍中既有年轻的学生,也有像我的研究生导师赵喜进这样的老一代科学家。当时条件有限,戈壁地区需要节约用水,我们常常不洗脸、不刷牙。赵老师年过七旬,也和我们一起白天头顶烈日,徒步于沟壑之间,寻找化石,晚上夜宿小帐篷。他的袜子被汗水浸透,再沾满沙土,可以像靴子一样“站立”在帐篷旁,成为野外一道独特的“风景”。
多年后,我再次从老一代科学家身上感受到了这种精神。2023年4月,我们课题组去广东南雄开展野外工作,希望能助力白垩纪末恐龙大灭绝研究。已经步入鲐背之年的中国科学院古脊椎动物与古人类研究所教授赵资奎也参加了这次野外工作。看着这位90岁的前辈学者在南雄野外的山坡上攀爬、在沟壑里行走,我非常感动。也许这次野外工作并不能解开我们心中的疑惑,但一同跋山涉水的年轻学者和刚踏入这个领域的青年学生一定会从中受益。这种精神上的“传帮带”,正是我们科研事业薪火相传、经久不衰的法宝。
科研长征,一棒接一棒。我们这一代人既要把接力棒妥妥接过来,也要稳稳传下去。希望更多青年古生物学家走向戈壁、沙漠、高原和山野,把论文写在大地上,把化石里的中国故事讲给世界听。
今年是中国工农红军长征胜利90周年。作为一名扎根边疆四十余载的科研工作者,回首自己多年的工作经历,我深感这是一场与沙漠“较劲”的“长征”。在这条征途上,长征精神一直给予我源源不断的精神动力。特别是遇到艰难险阻时,长征精神始终激励我坚韧不拔、无畏向前。
我出生在陕西的关中平原,从小到大从未见过沙漠。直到从西北大学地理系毕业,来到中国科学院新疆生物土壤沙漠研究所(现为中国科学院新疆生态与地理研究所)工作后,我才第一次走进沙漠,也由此与沙漠结下不解之缘。
20世纪90年代,随着塔克拉玛干沙漠油气资源的发现,建设一条穿越“死亡之海”的沙漠公路被提上日程。在流动性极强的沙漠中修建公路,当时国内外均无可借鉴的经验和先例。
沙漠公路该怎么修,前期勘探很重要。那时,我跟随导师夏训诚先生,一头扎进塔克拉玛干沙漠腹地,开展野外工作。这可以说是我工作后的第一次“长征”。
在12天的时间里,我们几乎完全徒步,完成了200多公里的现场勘察。3月正值塔克拉玛干沙漠风季开始,大风吹得人都站不稳,但没有一个人退缩,摔倒了爬起来继续工作;晚上睡在帐篷里,第二天起来浑身是土,抖一抖衣服就继续投入工作。当时还没有卫星定位,我们好几次在沙漠中都迷了路,面临着缺水断粮的险境。面对大风、沙尘、高温、缺水,我们始终紧握手中的测量设备,只为获取第一手的准确资料。
12天后,当宽阔的塔里木河出现在我们面前时,科考队员们都兴奋地冲进河里。那一刻的喜悦,就像当年红军走完长征路、迎来胜利会师一样。
历经艰难险阻,我们完成了沙漠公路的踏勘报告,初步确定了公路的走向和线路,为公路后续顺利建成提供了可靠的数据支撑。
塔里木沙漠公路通车后,沙害威胁依然存在,一场强烈的风沙,就可能重新阻断交通。我带领团队重返沙漠,又开启了新的“长征”。
在这条长达400多公里的沙漠公路上,我们要徒步对每个路段进行调查。越是遇到风沙天气,我们越要冲到公路第一线,摸清沙害规律,为之后的防护林建设提供可靠依据。
最终,我们将沙漠公路沿线个区段,创新性地提出“按区布防、分类治理”的防护林建设方案。2006年4月,绵延436公里的塔里木沙漠公路生态防护林工程建成,为沙漠公路筑起一道人工绿色走廊。如今,它在保护沙漠公路的同时,也成为热门旅游打卡地。
长征路上,中国工农红军“关关难过关关过”。在防沙治沙的科研道路上,我们同样一关接着一关闯,不断直面新挑战、攻克新难题。
经过多年科考,我们发现,塔克拉玛干沙漠南缘1400公里的风沙线公里空白区尚未得到治理。这些空白区大都位于大风口、流沙通道等地区,风沙肆虐,水资源匮乏,治沙难度非常大。
为了“锁住”这一缺口,塔克拉玛干沙漠边缘阻击战正式“打响”。我带领科研团队深入参与了这场防沙治沙的“新长征”。
再次深入沙漠,我们的装备和技术更加先进。无人机航测、遥感监测等技术能快速获取精确数据,智能设备则能实时定位人员位置、同步传输勘测数据。
2024年底,全长3046公里的塔克拉玛干沙漠边缘绿色阻沙防护带实现全面锁边合龙,阻击战取得了阶段性、标志性成果。
在为这场胜利欢呼的同时,我们也清醒地认识到,绿色防护带实现“锁边”,只是阶段性成果,并不是防沙治沙工作的终点。如何找到科学治沙模式,实现人与沙漠和谐共处,前路仍然漫漫。而我依旧是这条征途上的一名“赶路人”。未来,我仍将以坚韧不拔、勇往直前的精神,走好防沙治沙这条“新长征路”。
长征是地面上的伟大远征,国产盾构研发,则是一场发生在地下的科研长征。它没有惊天动地的宣言,只有一个个节点坐标,刻印在样机图纸、隧道掌子面和工程掘进记录之中,串联起一条从跟跑、并跑迈向局部领跑的自主创新之路。
盾构机号称“工程机械之王”,拥有上万个零部件、超两千个控制系统。回望本世纪初,国内盾构市场完全被海外垄断。一台进口盾构机价格高达数亿元,且核心技术被严格封锁,维修等服务也受制于人。为造出中国人自己的盾构机,2002年,国家科技攻关计划立项,盾构研发项目组正式组建。当时,我们这支18人的研发团队平均年龄只有28岁,多数人甚至没有见过一台完整的盾构机。我们知道,等待着我们的是一场漫长的科研长征。
在这场征途中,我们遇到的难关,既有看得见的技术壁垒,也有看不见的思维桎梏。其中,从零起步,无图纸、无经验、无成熟参考的原始探索关,复杂地质带来的工程验证关,关键零部件被“卡脖子”的产业链突围关,是最大的三道关卡。
起步阶段,没有样机可以拆解研究,为拿到第一手现场数据,我们想方设法钻进各个隧道工地,观察设备运行,一根根梳理管路、比对元器件参数,把施工现场当成第一课堂。
科研攻关的路上,失败是绕不开的现实。不少方案在实验室仿真、台架试验阶段表现良好,但一进入真实隧道工况,问题便集中暴露。
我们的研发思路,是把仿真推演、样机试制放到真实工程场景里去检验,根据现场暴露的问题持续优化。团队不迷信国外现成方案,不回避工地里出现的问题,把每一次工程现场暴露出的问题都当作核心科研命题,在一线实战中完成技术升级。面对零部件“卡脖子”问题,我们没有选择简单采购国外总成部件进行组装,而是坚持整机自主设计,同时带动国内配套产业链共同成长。
从2008年国产首台拥有自主知识产权的复合式土压平衡盾构机“中国中铁1号”下线,成功应用于天津地铁;到2012年“中国中铁50号”中标马来西亚项目,中国盾构首次走向海外,开启大国重器“出海”的征程;再到如今在长江江底自主掘进的“领航号”智能盾构机,把数字孪生、智能感知、AI决策深度嵌入装备本体,推动地下掘进由传统经验驱动逐步转向数据智能驱动……这一连串成果立足国家重大工程需求,扎根工程现场,书写出我国地下装备跨越式发展的长征史诗。
长征讲究实事求是,一切从实际出发,这套逻辑同样指引着盾构装备研发。地下地质千变万化,书本、仿真软件无法穷尽全部工况,我们不迷信国外技术范本,坚持把隧道工地当成最重要的实验室,从真实工程问题里提炼科研课题,再把研发成果放回工地接受检验。
长征胜利依靠的是万众一心、团结奋斗,盾构装备攻关,同样如此。盾构是机、电、液、岩土多学科深度交叉的复杂大系统,靠个人单打独斗不可能完成。我们的团队里,既有资深技术骨干,也有刚走出大学校门的年轻人;既有设计研发人员,也有来自制造、施工一线的工程师。我们遇到难题集体研判,跨专业协同作战,形成集体攻坚的强大合力。
盾构装备的新长征,依然前路漫漫。过去,我们为解决“有没有”奋力突围,今天,我们要为实现“强不强”继续远征。我们要向智能化无人化挺进、向绿色低碳转型、向颠覆性技术探索,突破极端地质工况难题,研发更多大国重器,服务制造强国、基建强国建设,走好属于中国盾构研发者的新时代科研长征路。
王克坚 海洋生物制备技术国家地方联合工程研究中心主任、厦门大学海洋与地球学院教授
算起来,我的科研生涯已经跨越了近40个春秋。2001年,我37岁,是一名反刍动物疫苗的研究者。我取得了一定的科研成绩,主持参与过多项国家级和省部级课题,也获得过一些荣誉。
在旁人看来,这些荣誉足以让我在原有领域安稳前行;然而我却选择离开熟悉的方向,踏上一条充满未知的跨界之路。当年9月,我离开中国农业科学院,来到厦门大学,转型为海洋生物研究者。
我决心转向海洋,源于当时一则让我深受触动的新闻。彼时,我国水产养殖因为滥用抗生素,产品被欧盟、日韩等限制出口。我感到自己必须做点什么——此前,我做了十多年反刍动物基因工程疫苗研究,掌握分子生物学、蛋白分离纯化等实验技术,对免疫因子也有一定理解。我想用这些积累,在海洋生物中寻找一种能够替代抗生素的天然活性物质,以解决这个关乎食品安全和民生福祉的问题。
这场跨界,在某种意义上是我人生中的一次“长征”。出发时,面对的是全新领域的未知与挑战。很多人觉得,我戴着“教授”的头衔来到新的环境,日子不会太难,但事实上,头衔只代表过去,我在动物疫病免疫方向积累的成果和资源,来到海洋学科几乎全部归零,我从一个“熟练工”变成了“新手”。那段时光非常艰难,我甚至动过退出的念头。
支撑我坚持下来的,正是长征精神——为了救国救民,不怕任何艰难险阻,不惜付出一切牺牲——放在科研里,就是认准一件事,再难也要一步一步走下去。
既下决心,我就把注意力重新放回问题本身:抗生素的替代物究竟从哪里找?后来我了解到,海洋无脊椎动物主要依靠自身先天免疫抵御细菌、病毒、寄生虫等的侵袭。其中有一类小分子多肽——抗菌肽在这一防御体系中起关键作用。在虾蟹这类不产生抗体的动物体内,它是抵御病原的主要效应分子;同时,抗菌肽也可通过体外基因工程重组表达与高密度发酵实现规模化制备,具备产业开发的潜力。如果能前往未知的海洋深处,找到最有可能成为替抗分子的抗菌肽,摸清它的作用机制,就有望破解水产病害防控难题。
这是一个全新的方向,没有经验可借鉴。我们自己设计方案、设定待测菌株、摸索筛选条件,蛋白分离一管、测一管,实验犹如大海捞针,枯燥又繁重,短期内还看不到成果。
尽管当时经费少、实验条件受限,但团队始终坚持不懈,用了两年时间,才从青蟹性腺中分离出第一个新型抗菌肽,并揭示了它的基因序列和抗菌机制与功能。这也成为由我国研究者命名并拥有完全自主知识产权的新型抗菌肽。
如今梳理团队成果,最让我感到骄傲的不是发表了多少篇论文,而是我们始终坚持自主创新,不走捷径,不抄近路,敢于走别人没有走过的路。截至目前,我们已公开报道100余种海洋源新型抗菌肽,获授权国内外发明专利51项,其中包含4项美国专利,建立了我国海洋动物抗菌肽基因资源库,并构建了高效表达和发酵生产体系;研发的抗菌肽产品在水产养殖示范应用中效果显著,可显著促进养殖动物生长和提高其免疫抗病力。
2025年,在福建省级创新实验室——鹭江创新实验室的支持下,我们牵头成立了海洋生物抗菌肽产业研究院,加快海洋生物抗菌肽的产业化进程。目前,团队已联合10余家水产、日化、食品、医药等领域的企业,通过专利转化、共建研究中心、开展产学研项目等方式推进合作,加速海洋生物抗菌肽的落地应用。
如今,昔日的艰难已渐渐远去,但抗菌肽的产业化、市场普及等新的挑战仍在眼前。科研工作者的长征没有终点,唯有不断超越自我,把论文写在祖国大地上、写在海洋里,让更多研究成果走出实验室、走向产业、惠及民生,方不负这一路跋涉。
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