一位热爱长跑的科学家,在长达16年的科研长跑中不断挑战极限,为国家研制“红外慧眼”,也从一次次马拉松长跑中,体悟着科学管理、团队协作的真谛。
他就是今年的中国科学院新科院士、中国科学院上海技术物理研究所研究员孙胜利。这位祖籍山东、在内蒙古大草原长大的北方汉子,在上海这座海纳百川、追求卓越的城市,找到了国家战略需求与个人梦想的融合点。
科研“马拉松”挑战极限
幼年时,孙胜利和小伙伴曾尝试用热胀冷缩的方法,取下玻璃瓶底,组装成简陋的望远镜。当他从中看到成像模糊却确实放大的景物时,心底的兴奋无法抑制。
那一刻,抬头仰望星空,“看得更远”就成了孙胜利的人生梦想。来到上海技物所攻读博士研究生,他找到了实现梦想的沃土。这里是新中国最早系统部署红外技术研究的国立科研机构,汤定元、匡定波等一代代科研人员在此接续耕耘,为国家打造航天遥感的红外“眼睛”。
来到中国科学院院士陈桂林带领的风云二号气象卫星扫描辐射计研制团队,孙胜利跟着裴云天老师等科研人员学习科研的基本能力,并从中学到了他的科研生涯中最硬核的信念——持之以恒。
“一件看似不可能的事,通过整个团队的努力,持之以恒攻破每个难关,最后真就能成功。”一辈子只做一件事,听起来简单,做起来很难。要将任何一件事做到极致,都需要无数次挑战极限、选择正确的方向。对于热爱长跑的孙胜利而言,用一生坚持一场马拉松,科研是最值得的跑道。
博士毕业后,专注于广域空间时敏探测的经典难题,孙胜利开始了一场长达16年的科研“马拉松”。
从距离地球几百甚至几万千米的轨道上,研制灵敏的红外“慧眼”,其“火眼金睛”的程度——好比有人在北京天安门广场毫无征兆地忽然扔下一个烟头,“慧眼”虽远在上海,却能及时察觉,并精准定位到这个人。
不清楚何时发生、也不清楚目标何在,如何在如此大的范围内,从各种纷繁复杂的信息中区分无用的噪声和有用的信号?这需要从红外辐射随时间变化的规律中去探寻可能的实现路径。1998年,上海技物所自主部署了该技术的前期研发,2001年获得国家立项。
孙胜利院士(左)在进行实验
“当将时间分段到足够细微,原先以为的噪音信号,竟可透露出我们需要的信息。”这是迄今孙胜利最有成就感的发现。然而,这些信号太过微弱,他又从基础研究入手,搞清了其中的核心原理,最终找到了精准探测识别的办法。由此,他带领团队为中国填补上了红外技术上的一大空白,并因此获得了2019年度国家技术发明一等奖、2018年钱学森杰出贡献奖。
一心追求科研中的“不变量”
30多年来,只要不出差,孙胜利几乎每天准时6点去办公室,晚上9点、10点离开。从大学开始,他就每天坚持跑步,直到现在还会一周跑一次10公里。持之以恒已成为一种融入他的血脉的信念。
在孙胜利心中,追求宇宙的客观规律,那些永恒的“不变量”是科学家最坚持的信念。
“只要建立起信心和决心,一直坚持下去,一定能达成目标。”就在那场从2001年到2017年的科研长跑中,2006年是孙胜利在科研上最痛苦而困难的时刻。
当时,载荷上有一面聚焦镜,镜子的结构支架有一些形变,团队想尽办法都无法将其消除。“一天晚上,大家一直熬到12点,就差祈求重力消失了。”于是,他带着大家一起出去吃碗泡面,然后再回到实验室从头捋过。
那段时日,所里甚至流传着一个“泡面指数”:只要孙胜利团队出去吃泡面,就说明他们碰到棘手难题,吃面次数越多,就说明遇到难题越多。
不过,孙胜利最终找到了他一心追求的“不变量”,从基础理论上打通了解决问题的关卡。此后,团队吃泡面的次数也越来越少。
孙胜利院士(右二)在与科研团队成员探讨载荷研制
持之以恒的科研精神是永恒的,但实现的方式却需要不断探索与创新。
在老一辈科研人员心中,一声令下集体留下加班的“齐步走”是常态,但新一代年轻人则期待与时俱进的管理模式。2001年到2005年,孙胜利采用传统方式带团队,加上当时社会上多种机遇的吸引,技术骨干严重流失。
“传统的管理方式,显然不适合新的形势。”经过了一段痛苦反思后,孙胜利决定采取更柔性的“流程不停人轮休”管理方式。经此改变,团队协同攻关的整体效率得到了提升,每个人都能劳逸结合,反而取得了更好的成效。如今,孙胜利带领的核心团队遇到再大的困难也会坚守,一批青年人才快速成长为团队的中坚力量。现在,他反而希望团队培养的学生不要直接留下,而是先出去“见见世面”,再回来工作。
自那之后,孙胜利就对管理的艺术上了心。有一次,他参加上海马拉松赛,一边享受跑步乐趣的同时,一边留意赛事组织。从赛事开始有志愿者辅导参赛者如何做防护,传授体力分配经验,结束时带领拉伸,“只要掌握一整套科学方法,就可以让更多人坚持到终点,而且第二天不会感觉太强烈的腰酸腿疼”。
在孙胜利看来,这与科研十分相似。如今,他正在摸索“长程无标度管理”模式,为未来组织更广阔、更富创新力的科研团队打基础。
携手更多人,跑向更远方
“长程无标度关联”源自2021年诺贝尔物理学奖得主乔治·帕里西对集体行为研究:当大量个体云集在一起,按一定规则行动时,会由于简单的相互作用涌现出一种远超个体的能力。
“新时代的科学家精神,是能够将个人兴趣与国家的需求与使命融合在一起。”孙胜利认为,上海的城市文化非常尊重个体兴趣,“正是大量各具个性的优秀个体汇聚在一起,最终会迸发出难以估量的创新能量”。
评上院士,在很多人看来已是功成名就。孙胜利却将此当作了新的起点,“虽然我还是专注于自己的领域中,但也应该跳出舒适区,携手更多人,跑向更远方”。
在孙胜利的心目中,“更远方”就是要回答类似“未来人工智能究竟是怎样的”“如何通过数据发现混沌”等的问题。“或许目前的人工智能根本与真正的终极形态南辕北辙。”为此,他已做好了2024年的新年计划:联手神经科学、数学、航天、信息等多个领域的优秀科学家,围绕这些问题,共同开展研究。
“这也是我喜欢上海的一个理由,在这里几乎能找到你所需要的任何一个专业从事科研。”孙胜利觉得,自己在上海获得的科研支撑是世界上独一无二的:载荷上需要的涂层,当时选用的进口产品不牢固,上海有机所的合作者开发出涂得牢、性能强的涂层;需要的轻量化镜子,但俄罗斯停产了,最终硅酸盐所做出了性能更优的产品……
与此同时,孙胜利认为,上海的科研体制也非常领先,“尤其上海市科委发布的项目,在制度上开创了很多先河,真正为科研人员‘松绑’”。
未来,他希望在上海这片创新热土上,带动更多人,在科技创新的赛道上,完成一次次“马拉松”,抵达更高的科技巅峰、国家使命的新目标。
文: 许琦敏
图:上海技物所提供
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