以人为本,营造创新环境
(固体微结构物理国家重点实验室)
一、 实验室概况
南京大学固体微结构物理国家重点实验室始建于1984年,建成于1987年,是国内首批建设、开放的国家重点实验室之一。实验室主要从事凝聚态物质中不同尺度层次,不同类型微结构组态、分布、相互作用及形成和转变规律的研究。揭示它们与宏观物理性质间的内在联系,并将理论研究,计算机模拟与当代先进实验手段相结合,探索、设计和制备各种类型的微结构材料,研究其物理机制和新效应,为发展新型微结构材料奠定基础。实验室立足于基础研究,同时有选择地向相关应用基础研究延伸。其目标是希望在这些非传统功能材料的微结构设计,制备和性能控制方面取得突破性进展。实验室主要研究方向,包括介电体微结构材料和物理,纳米材料结构和物理,非平衡条件下物质聚集、组装和调控的动力学过程,固体中强关联、相变和相关的微结构物理等。
实验室现有39名在编固定人员,其中博士生导师18名(包括冯端,闵乃本和王业宁3位中国科学院院士),40岁以下具有博士学位的高级研究人员占全室研究人员的一半以上,他们之中有5人获得国家杰出青年基金,5人是教育部“长江学者奖励计划”特聘教授。实验室的年青科学家们2000年获得国家自然科学基金会数理学部的第一个优秀创新研究群体基金资助。
十多年来,在国家计委、科技部、教育部、国家基金委等的关怀支持下,实验室在凝聚态物理的基础研究和应用基础研究方向开展了大量工作,承担了国家重点基础研究发展规划项目(“973”),国家攀登计划项目,高技术(“863”)项目,国际合作与交流项目,国家自然科学基金的重大,重点和面上项目234项,取得了不少科研成果。
实验室截止2001年底,已在国内外核心刊物上发表论文2600余篇。实验室鼓励在国际上影响大的学术期刊上发表具有原始性创新的高水平论文,特别是在黄土地上出高水平论文。1994年我们在“Nature”上首次发表论文,实现了原始性创新论文的零的突破。随后1997年到1999年又连续在“Science”上发表论文3篇。1993年到1999年,实验室在物理学影响最大的“Phys. Rev. Lett.”上发表论文17篇;2000年和2001年又有长足进步,二年中在该刊上发表论文10篇。实验室曾获国家级奖8项,省、部级奖59项,出版学术专著51部,获专利4项。
实验室在国家组织的历次评估中均名列前茅,一直保持为“优秀实验室”。同时,随着实验室科研成果的增加,国际上的影响也随之增长。英国的“Nature”,美国的“Science”和法国的“Research”刊物都有文章对本实验室的工作进行介绍。如“Nature,389(1997)113”一文中把本实验室和新加坡分子与细胞生物学研究所举例为远东地区(除日本以外)二个“已接近世界级水平”的研究单位。
二、科研方向的选择
实验室根据科学发展的现状和国家发展的需要,结合本实验室的实际科学积累选择有意义的科研方向是实验室学术带头人的首要任务,也是实验室管理体系中的重中之重。本实验室立足于基础研究,面向未来十年到廿年的应用,选择我们已有良好积累的前沿课题和选择国际上蓬勃发展的前沿课题方向,发挥自身优势,合理组织人力,认定方向、坚持不懈,同时又要根据情况变化作适时的调整,开展有特色的研究工作。在原有的优势课题基础上不断拓宽研究领域,发展交叉学科课题,保证实验室的持续发展。
介电体超晶格方面的研究是本实验室近年来取得突出成果的课题,体现了实验室坚持自己的优势研究的选题思路的成功。冯端院士领导开展的晶体缺陷研究和闵乃本院士开展的晶体生长研究,以及后来开展的介电体的微结构研究在实验室成立以前已有很好的研究基础。由于实验室成员过去已有的科学背景和基础,在经过深思熟虑确定了这一研究方向后,研究组接连攻克了一个个科学难关,取得一系列工作进展,在激烈的国际竞争中,实验室占据了该领域的国际前沿地位。90年代又取得多项重要的研究突破,一批创新性成果在“Science”(3篇)和“Phys.Rev.Lett.”(4篇)等国际学术期刊上发表,在国内外引起重要反响。应邀在国际刊物上写综述文章4篇,被大型国际会议邀请做特邀报告12个,相关成果先后被科技部评为1998,1999年度我国基础科学研究十大新闻,被教育部评为1999,2001年度中国高校科技十大进展。
纳米结构的材料和物理研究是实验室另一个主要研究方向。该课题从上世纪九十年代起成为国际上一个热门的新兴研究领域。实验室在冯端院士高瞻远瞩学术思想的指导和倡议下,早在八十年代就开展了磁性纳米颗粒和团簇物理两方面的研究。团簇研究该课题组经过艰苦创业和不断积累,已发展为在国内外有影响的团簇研究基地。经过数年的努力和学术积累,使实验室在磁性纳米材料研究方面取得很多成果,在国际学术期刊上发表数百篇论文,
在科研方向的选择方面,实验室学术领导人还注重学科的拓宽和交叉学科的发展。近几年实验室组建了计算凝聚态物理研究组,实现了与凝聚态理论和计算物理的交叉,为材料设计与制备提供了有力的工具。实验室开拓了软凝聚态物质的研究方向,并把它与实验室的晶体生长动力学,物质聚集和图案生长研究相结合,与化学学科交叉,实现微结构的自组装。同时,我们还开拓了与生物物理的交叉学科,取得了若干在国际上有影响的成果。在实验室原有优势研究方向的基础上,拓宽学科,特别是发展交叉学科是实验室得以持续发展的保证。实验室的这些布局和举措为扩大实验室规模,(从国家重点发展为国家实验室),承担更多国家科研任务建立了坚实的基础。
三、 研究群体的建设
人才是科学创新的根本。科学的竞争,归根结底是人才的竞争。因而,建立一支年龄和结构合理的高水平研究队伍,建立一个朝气蓬勃,团结和谐的研究群体,是实验室工作的主要环节。
实验室注重科研人员的年龄结构和专业结构的合理配置,充分发挥所有科研人员的积极性是本实验室成功的一个重要原因。首先,年轻人作为科学创新、攀登科学高峰的主力军和突击队在实验室受到极大的重视。在项目申请、成果申报、社会宣传等方面,一直把他们放在首位。目前我们实验室已经拥有一支优秀的年青人才队伍,不仅有5位国家杰出青年基金获得者和5位教育部“长江学者奖励计划”的特聘教授,而且还有一批青年学术带头人和学术骨干正在迅速成长。国家自然科学基金委的优秀创新研究群体基金的资助为优秀青年队伍提供了良好的环境和条件。与此同时,实验室充分发挥中老年研究人员的力量。中年人已有了坚实的学术积累,中国的特殊国情使得他们尤为珍惜工作机会,他们是群体的中坚力量。老一辈科研人员经验丰富,往往还保留着较强的研究欲望,他们在群体的学风建设,对中青年人员在学问上的指导乃至从事某些具体研究方向,都可从发挥积极的作用。因而,科学的年龄结构应该是老中青三代的有机结合。实验室几代人紧密协作,辛勤工作,他们的共同努力换来实验室硕果累累的今天。
科研人员的专业结构的合理配置也是一个重要的问题。实验室的固定成员过去以凝聚态物理专业出身的研究人员为主。自80年代后期,实验室就非常注重人员专业知识结构的“互补效应”。在研究工作中,既充分发挥研究人员各自的研究作用,又通过专业能力互补,使具有实验与理论、理科与工科意识等方面专长的人员有机结合,取长补短,相得益彰,促进科研工作朝既深又广的方向发展。在引进和选留人员时有意识引进工学博士等方面人才,对新学科的建立和发展起到了促进作用,实现学科之间的互补和交叉。除了理工交叉,我们还十分重视理论研究与实验研究的交叉结合。对实验研究和交叉学科的发展,收到很好的效果。计算凝聚态物理实验组的建成更为实验与理论的结合提供了良好的条件。
近年来实验室一批既有创新实验成果又有创新理论见解的高水平论文出现在国际学术期刊和国际学术会议上。在注重交叉互补的同时,实验室还力图根据个人特点,培养个人的全面素质,达到理、工科分析和解决问题思维方式的相对加强,起到了“杂化效应”的作用,促进了新学科带头人的产生。
凝聚力是一个群体的灵魂,它来源于群体内部,是任何外力所无法取代的。要增进一个科研群体的凝聚力,有一个具有战略意义的研究方向是必要条件。冯端院士和闵乃本院士作为实验室的主要学术领导人为实验室确立了重要的研究领域和有战略意义的研究方向,使研究人员有发挥他们聪明才智的广阔舞台。他们在这些国际前沿的研究方向辛勤耕耘,互助互利,通过工作的进展来培养群体荣誉感,提高整个研究群体的向心力和凝聚力。而凝聚力的提高,又反过来可以促进科研群体的进一步工作。目前实验室已逐步形成若干团结合作的研究组,科学、民主的学术气氛也是增进凝聚力不可缺少的条件。
基础科学的研究任务是探索自然规律,这种规律是客观的,不以人的意志为转移。因此,实事求是是科学家必须具备的最重要的品格。这样的品格就是不迷信,不盲从,不专横,不武断,以事实为依据,服从真理。这是科学的工作精神,从而形成民主的学术气氛,增进团结、促进工作。由于老一辈科学家的楷模作用以及他们的身教言教,科学,民主和团结的科研精神在实验室蔚然成风。实验室许多优秀年轻科研人员都把愿意奋斗在工作和生活条件相对较差(与国外相比)的黄土地上归因于本实验室科学民主和团结和谐的科研氛围,这种氛围是任何物质条件所不能取代的。
实验室把培养和建立一支高水平的年轻学术梯队作为一项中心任务,它是保证实验室研究持续发展的基本条件。我们从业务和生活两方面给予年轻研究人员关心、爱护和支持。对崭露头角的年轻人才委以科研重任,让他们担任国家重大基础研究项目的课题负责人,成为实验室新一代的学术带头人。这些科研重任使年轻科研人员得到锻炼,促进他们的迅速成长。与此同时,实验室鼓励他们全身心地投入科学研究和人才培养,减少他们地行政兼职和社会活动,希望他们在黄金段年龄期间,为我国的基础科学研究做出贡献。实验室对年轻科学家的业务生长提供多方面的支持。老一辈科学家的指导,中年学术带头人的合作,年青博士后和研究生的配置,以及“优秀创新研究群体”项目的支持都为他们的业务成长提供了很好的氛围。我们鼓励年轻的科研人员“走出去”,有计划地分期分批选派崭露才华的年青人到国外知名研究组进修和合作研究,近几年实验室十多位在国内获得博士学位的年青学者到国(境)外进修1-2年。他们不仅增长见识和才干,提高了业务能力,在不同的研究组得到不同风格的学术气氛的陶冶,扩大了学术影响,做出了出色成果,而且为国际交流合作奠定了基础,使实验室研究人员始终在国际科学前沿开展工作。
实验室除了在业务方面重视培养年青研究人员,在职称和岗位评定以及生活等方面也努力关心他们,使之无后顾之忧。我们充分利用社会支持,在实验室设立“克立”、“摩托罗拉”、“华科”等多项奖研金,并努力推荐有贡献的研究人员申报教育部的“长江学者特聘教授”和香港求是基金会的“杰出青年学者奖”等奖励。生活上的切实关心,使得实验室的成员更加团结协作。
四、管理运转模式的探索
高等学校的国家重点实验室大多是依托在有关的院系和研究所的基础上建立的。实验室的建设和发展不仅需要依托单位的重视和支持,而且需要妥善协调好系、所和实验室的相互关系,两者均是至关重要的。
南京大学作为实验室的依托单位,始终重视对实验室的扶持。在十多年的实验室建设过程中,学校不断从各处抽调实验室用房尽量满足实验室的建设和发展需要。特别是在1999年又将拥有中央空调系统的新建科技馆中4000平方米用房安排给实验室,使实验室各研究组从分散得到集中,科研和工作条件大大改善,为进一步加强实验室内部合作、交流,统一管理提供了更为坚实的保障。
南京大学在改善高级访问学者生活条件用房上予以重视和支持。1994年实验室被科技部确定为试点实验室。学校在家属用房极其紧张的情况下,仍拿出2套二室一厅用房,配备了必要的生活设施。1999年,学校又提供了15套一室一厅住房,为实施教育部访问学者计划提供了生活保障。实验室先后安排了10多名部批访问学者和客座研究人员入住。生活条件的保障支持,大大促进了实验室对外的交流与合作。
在学科建设上,南京大学也十分重视实验室的科研设备建设。以实验室为核心的“微结构物理及其应用”学科建设项目被学校确定为11个优先发展学科群点的首位。“211工程”和“985工程”学科建设隶属实验室的设备投入为2600万元,实验室可共享的相关设备投入为3000万元,科研设备条件得到很大改善,为实验室研究工作的开拓和发展创造了有利的条件。
多年来,南京大学在实验室科研项目的立项、研究经费的争取、研究和技术人员的引进和职称评定等方面均给予了很大的支持。特别是在人才的引进和稳定的关键时期给予相应的倾斜。80年代末90年代初,由于历史的原因,学校进人编制和职称评定名额相对紧张。为支持实验室的发展,学校采取了一定的倾斜政策,甚至将名额戴帽下达给实验室,为今日实验室群体建设起到积极而深远的影响。
在学校对实验室的重视和支持的基础上,妥善处理系、所和实验室的相互依存关系也是实验室发展的关键。通过十多年的建设,实验室现已形成依托南京大学物理系和材料系,两系一室紧密联系的格局。实验室在科研的组织管理、人才培养、学术交流与合作,以及实验室建设、运转和经费使用等方面保持独立性,集中力量抓好科研学术工作。实验室的研究人员同时承担两个系的教学和人才培养任务。在两系一室的紧密合作格局下,实验室在研究群体的建设和管理上,形成了“优胜劣汰、局域流动”的人员管理特色。根据研究人员的工作态度和业绩,以及实验室发展方向的具体调整,实验室一直进行着人员的局域流动,保证了实验室健康、良性发展和人员的吐故纳新。多年来,两系一室唇齿相依的合作关系不仅为实验室保持“优秀实验室”地位提供了重要保证,而且为南京大学物理学科在国内处于先进行列以及材料学科的蓬勃发展起到了重要作用。
固体微结构物理国家重点实验室,得到国家的大力支持。 从国家对重点实验室的要求来说,在建设方面,既要成为科学研究基地,又要成为高级人才培养基地,同时还要是学术交流的中心;在运行方面,强调“开放、流动、联合、竞争”;在水平方面,反映和代表国家科研、学术、装备和管理水平。十多年来,实验室坚持并奉行的是“围绕中心、着眼未来、强化共生、促进凝聚”的战略管理思想,即围绕“双基地、一中心”的中心建设要求,着眼于实验室研究发展未来,强化人才,特别是优秀人才的群体共生效应,促进实验室人员紧密合作的一盘棋思想。
实验室在对外开放、联合、管理运行机制等方面也予以充分重视,进行了一系列探索,积累了有益的经验。
实验室从对外开放以来,始终注重发挥实验室学术委员会的学术领导作用,先后成立了7届学术委员会,召开了15次会议。每届学术委员会委员都是活跃在科学研究前沿、研究开拓意识强、成绩卓著的科学家。他们除审批和确定实验室资助的开放研究项目外,更重要的是根据科学发展的最新趋向,对实验室的建设和发展和研究方向的拓展等提出指导意见。在学术委员会的指导下,实验室不断推进多学科的交流与交叉,开拓新的研究领域。
在实验室开放工作方面,实验室始终作为一项重要工作来抓。作为国家重点实验室,搞好开放,广泛吸引国内外优秀人才前来工作,是实验室充满活力的必要措施。实验室创始人冯端院士在实验室建设初期就强调:从实验室领导角度来看,实施开放不是“要我开放”,而是“我要开放”的问题。在1985年实验室被教育部批准正式对外开放时,实验室率先提出了“边建设、边研究、边开放”的建设指导方针,不失时机地做了许多工作。在1987年国家对实验室进行验收时,实验室已有一年多正式开放的历史,不仅早出快出了科研成果,提高了仪器设备地使用效率,也为加强对外合作交流、提高实验室开放度打下了良好的基础。“三边”方针被国家计委和科技部确定为国家重点实验室的建设原则。
为推进实验室的开放工作,着重加强两方面的工作:在外部,加强开放课题的组织,吸引国内外科学家申请课题,开展合作;在内部,明确开放的意义,为开放课题提供必要的条件保障,充分提高大型先进设备的开放和共享。
在选择开放课题方面,实验室一贯坚持了三项做法:优先支持追踪国际前沿的、跨学科的及优秀青年研究人员申请的课题;由学术委员会审批;严格遵循室外人员承担三分之二以上开放课题的原则。十多年来,实验室共审批了15批开放课题,收到课题申请468项,批准资助了320项,其中校外195 项,国际合作(含香港和澳门)38项。实验室在开放课题实施过程中,一方面引导实验室固定人员积极配合,抓住机会开展合作研究;一方面在仪器设备的使用上,优先安排开放课题。对开放课题内外部工作的结合,不仅促进了开放课题工作的开展,加强了与国内外科学家的合作,而且提高了仪器设备的开放、共享。
在强调开放的同时,实验室多年来还注重加强多层次、多方位的联合。
建室之初就与南京大学现代分析中心的部分实验室联合进行开放,使部分实验设备相互配套,既节省了国家投资,提高了仪器设备使用效率,又增强了实验室的开放能力;其次是建立和加强了与山东大学晶体材料国家重点实验室的联合。通过这种联合,使实验室的学科研究领域和实验能力进一步覆盖固体物理、固体化学以及材料科学中的主要领域。十多年来有多项研究课题在两个实验室间相互渗透和合作进行。
90年代初,在冯端院士倡导下,实验室联合了复旦大学应用表面物理、山东大学晶体材料、上海技物所红外物理、物理所表面物理、半导体所半导体超晶格等5个研究方向相关、学术交流密切的国家重点实验室共同发起建立了“凝聚态物理及其相关学科重点实验室联合网络系统”,在国内首创了一种新型的多学科、跨系统、交叉综合的科学研究组织模式。此项举措得到了初步成功,也得到了领导的充分肯定。1994年3月31日,朱丽兰同志在批示中指出:“形成网络、加强交流、取长补短、开展合作研究是相关学科重点实验室发展的方向,值得提倡。要不断总结经验,开拓前进,形成合力干大事”。这给了实验室极大的鼓励。1994年6月,在原国家教委和科委的大力支持下,实验室又进一步在“网络系统”的基础上成立了“微结构科学技术高等研究中心”。成员单位之间的联合也由较松散的网络变得更为密切,“中心”成立了理事会和学术委员会,全面组织协调成员单位的科研工作以便集中优势力量争取重大科学突破。随着东南大学分子与生物分子电子学开放实验室、香港科技大学先进材料研究所等新成员单位的加入,一个具有广泛学科交叉、渗透的有机学科群逐渐形成。几年来,“中心”的系列“钟山微结构科学技术研讨会”举办了8次会议,加强了学术交流,活跃了学术气氛,不断产生创新思想。中心成员联合承担了“攀登计划”、“国家重点基础研究规划”等数项国家重大科研项目,项目工作接连取得突破。2000年,实验室在教育部的支持下建立了“固体微结构网上合作研究中心”,2001年,科技部又支持在“网络系统”基础上建立“固体微结构网上联合实验室”,以期充分利用互联网高效、快捷和信息量大的优势,把实验室与兄弟单位的科研合作推上一个新的台阶。这种崭新的科研合作模式与常规的国内外学术交流的结合,有力地支持了实验室的工作,对实验室的科研和管理水平的提高起了关键作用。
回顾固体微结构物理实验室的发展历程,其中有过胜利的喜悦也有过痛苦的抉择;有着成功的经验也有着失误的教训。如今,人类业已进入了新的千年、新的世纪,实验室将继续完善机制,向着建立国家实验室的方向迈进;实验室全体人员将继续努力,不断攀登科学高峰,为伟大祖国科教事业的发展,做出新的更大的贡献。