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:国家需要这样的人

01


今年12月初,在张江金科路一带的盛荣路上,一栋占地约41亩的实验楼正式启用了。


即使是在被称为中国硅谷的科技前沿之地“张江”,这栋建筑也相当吸引眼球。


建筑中心是一个六层楼高的巨型玻璃球体,两栋平行楼宇分裂两侧,显得规整且冷静。






这里是李政道研究所的新居。

2016年,这座国际化的科学研究所在上海交通大学正式成立,吸引到一批青年科研学者加入,从事物理和天文方面的前沿科研工作。如今,他们一同搬入新居,将在更前沿的设备支持下,继续开展多项前沿领域原创性基础研究。

当他们走进大楼中央的球型建筑,仰头就能透过玻璃穹顶,望见浩瀚星空。


这恰好符合李政道先生的预期,希望让科研学者们能脚踏大地,仰望星空,尽情探索。



很快,这座国内顶尖的研究所迎来了更强大的助力,——一所价值1亿、秒算可达六千万亿次的绿色水冷高性能计算中心,取名“思源一号”,源于上海交通大学的校训“饮水思源,爱国荣校”


回望历史,这八个字如同火种,让一批批人奋勇向前。代代相承,薪火不息。


02

让我们把时间倒回1936年。

那一年,上海交通大学成绩第一的新生名叫王安,年仅16岁,就读于电机工程专业。


16岁的王安意气风发,朝气蓬勃,脑子里有很多奇思妙想。他不仅在学业上下功夫,还积极进行课外活动,和几位校友集资创办科普杂志,义务写稿,传播科学理念。



1940年,王安顺利毕业,留校任教,希望为国家培养更多科技人才。

然而,受大环境影响,科教任务推进得十分艰难。很多高校被迫停课,不少学生中断学业,只能自己寻找去处。当时在浙江大学就读的李政道就是其中之一。

1944年,为了继续学业,他经人介绍,辗转去到昆明,在西南联大物理系教授吴大猷先生的推荐下,通过考试,成为了二年级的插班生。

次年,国际上发生了一件大事,美国在日本投下了原子弹。国内一片哗然,开始意识到科研技术方面的薄弱,计划选派人才前往美国进行学习。


李政道是人选之一。

与此同时,作为中国高级工程技术人员,王安也被派往美国深造,就读哈佛大学。

此后,两位看似没有交集的智者,不约而同地以自己的方式,影响了很多人的未来。

1972年9月,李政道自赴美后第一次回国。当时的他已是颇有成就的物理学家,曾与杨振宁教授一起因发现弱相互作用下宇称不守恒而获得过1957年诺贝尔物理学奖,声名显赫。



其时,国家科教系统非常混乱,高度制度被取消,人才断档,没有推进科研的能力,李政道对此感到忧虑。抱着“帮助祖国做点事”的信念,他多次提议,希望国家重视基础科学研究和基础科学人才的培养。

他举了一个很形象的例子,“为什么芭蕾舞演员可以从小培养,基础科学人才不可以呢?”


毕竟培养一个合格的基础科学人才,需要一段长期且持续的培养期,才能让人才更好地掌握知识,发挥效用。这不是可以一蹴而就的事情。

恰逢国家有发展科研、恢复教育的诉求,欣然接受了李政道的建议,中国科技大学“少年班”在1978年应运而生。尽管受限于种种因素,没能切实培养出顶尖人才,但从一定程度上带动了学习科学的氛围,为后续的人才培养打下了基础。

同年,上海交通大学派出教授代表团访美,其中一站就是王安的电脑公司。这家公司创建于1951年,初始资金仅仅600美元,承载着王安的雄心勃勃。



入学哈佛后,王安打开了新世界的大门,快速地找到了自己热爱的事业。拿到应用物理学博士学位后,王安发明了可以大幅度提高储存能力的磁芯存储器,并申请了相关专利。

但他想做的不至于此。于是,他离开学校,创办公司,推进了电脑设备的一系列改革,在各类办公室自动化设备上都抢占了先机,与行业霸主IBM成分庭抗礼之势。一时风光无两。



代表团抵达时,正逢公司上升期。王安有心亦有力,想回馈母校。在那个时代的美国,计算机的运用已经非常广泛,但交大甚至还没有设立计算机专业。两相对比,颇为凄凉。

一番商议后,王安拍板向交大赠送了一批电脑,为交大计算机系落下了基石。后来,上交大用它们建立了一个“微型计算机研究室”,带动了国内高校的微型计算机教学和研究工作。

一个“少年班”、一批新电脑,为后来者的奋进埋下了种子。


03

平心而论,“少年班”无法完全承担起培养人才的重任。在与国内学者们的频繁接触中,李政道又有了新的想法。

1979年春天,李政道再次回国访问,应中国科技大学研究生院的邀请,开设了“统计物理”和“场论与粒子物理”两门课程为国内科研工作者补课。

当时,国内的科研发展水平是大幅度落后的。想要让后人们追上进度,首先要让他们知道世界科学的发展水平在哪里。

原本,课程只安排给中科大的研究生,后来大量学者们慕名而来,来自全国33家科研单位、78所高校的1000多位科研人员都成为了李政道的学生。他们孜孜汲汲地吸收着新知识。



李政道看到“那些学生都像饿狼一样地吃”,又欣慰又心酸。他发现国内有素质很好的研究生,他们也有冲动有渴望去做科研,但科研和教学的水平都很难满足这些人的发展需要。

思来想去,他提出“中美联合招考物理研究生项目”(China-United States Physics Examination and Application),简称CUSPEA,计划组织美国著名大学在常规的研究生招收计划之外,在中国联合招考研究生,由美国大学出全额奖学金,学生学成后回国。



在CUSPEA稳步落实的十年内,有84所美国学校及部分加拿大大学参与项目,其中在美国物理界排名前30的学校占56%。


这些学校共接收通过CUSPEA考试的研究生915人,后来,他们中的大部分成为各自领域中的学术领军人以及科研骨干。

显而易见的是,并不只有CUSPEA学子受到影响。

伴随着多项国际科学和教育合作交流项目的推进时,一股科教之风逐渐兴起,影响了一代年轻人的选择,更多人愿意将科研作为发展方向,为此奋斗、发现、探索、革新。其中包括现任李政道研究所所长的中国科学院院士张杰


尽管张杰早早地听闻过李政道为科研发展做出的贡献,但两人的真正结缘还要从李政道坚持推进几十年的中美高能物理合作说起。

作为改革开放后开始最早、持续时间最长的项目,这一合作帮助中国高能物理研究实现了从无到有的巨大发展,并且建立起了国际一流的实验基地和研究队伍,还取得了具有重大国际影响的成果。

其重要性可想而知。

2003-2006年期间,担任该项目中方代表的正是张杰。共事的几年内,李政道对他进行了大量的直接指导,即有学术上的点拨,又有生活中的关怀。


两人由此结为“忘年交”


此后,受李政道影响,张杰愈发专注于科研。

2006年,得知张杰出任上海交大校长后,李政道决定提供力所能及的帮助,“交大理科还很弱,我来帮助你们一起来发展”。


他向交大捐赠了科学文献、研究手稿、诺贝尔奖章、艺术作品等大量珍贵资料,后来还提出要捐出一套位于上海宛平路的房产,希望它们能发挥更大的效用。



为了不辜负李政道的心意,张杰代表上海交大向国家提议建造李政道图书馆,以期充分整合资源,为培养基础科学人才提供帮助,进而持续推进中国科研有序发展。

2014年底,李政道图书馆落成,约有馆藏8.6万件,包括论文、手稿、讲义、图书等13大类,俨然一座科研工作者的巨大宝藏。

这些来自先辈的珍藏如同明灯,照亮了无数后来者的科研求学路。



李政道依然关注着中国科技的未来。

图书馆建成时,他在与张杰聊天,又提出了新的想法——成立中国的“玻尔研究所”。

这是在一百年前由尼尔斯·玻尔在丹麦建立的一座研究所,几乎被视作世界物理学研究的中心,有着“平等、自由讨论和其他合作的学术气氛”,形成了颇具盛名的“哥本哈根学派”。

他们通过跨越国籍、语言以及文化的合作,开创和建立了量子力学,引发了第三次科技革命,推动了世界科研发展进程。



李政道想通过这样一座研究所,吸引世界各地的顶尖科学家,推动物理学、天文学和交叉学科研究。如此一来,可以在历练中国顶尖科学家的同时,对世界科学进步作出贡献。

这一建议得到了党和国家领导人的高度重视。

2016年11月,在国家相关部委和上海市等各方大力支持下,在包括张杰在内的上海交大前后几任校长的努力下,李政道研究所在上海交大正式成立,第一任所长是同为诺贝尔奖得主的Frank Wilczek。

李政道对它有一份自己的愿景,希望这里成为全球向往的顶尖科学精英集聚地、面向未来的中国青年才俊历练地,以及世界知名的重大原始创新策源地。张杰也将其化作了自己的愿景。


为了更好地整合研究资源,李政道研究所将重点建设暗物质与中微子、实验室天体物理、拓扑超导量子计算三个实验平台。

研究所建立后,陆续吸引到多位知名科学家和青年学者,并与世界多个实验室包括美国伯克利国家实验室、日本宇宙物理与数学研究所等形成广泛合作,邀请多位世界级杰出学者前来访问。


为了保障研究工作有序进行,李政道研究所实验楼的计划于2018年提上进程。

尽管期间收到疫情影响,建设进度有所影响,但在张杰等人的持续推进下,终于在今年12月顺利启用。与此同时,张杰出任李政道研究所现任馆长,从前辈那里接过了培养科研人才、推进前沿研究的重担。


如今在这所研究所里,无数科研人才正在向世界上最难理解的奥秘发起冲击。


他们研究量子功能材料,希望能在第四次科技革命中占领先机;他们探索暗能量本质,引领国际暗能量研究,牵头承担了中国空间站2米望远镜的宇宙学研究;他们研究暗物质与中微子,推进国际合作大科学计划……他们正在引领前沿。

 

张杰由衷地希望在未来,这里会聚集起一批顶尖大师与优秀的青年科学家,具备对世界科技前沿优良的理解能力,形成具有中国特色的新科学学派。


这是他数十年未变的期许。



04

当学术大佬们孕育出新的科研风潮时,王安捐赠的电脑也以意想不到的方式得到了回馈。

1981年的初秋,上海交通大学计算机科学及工程系,迎来了一名叫做杨元庆的新生。



刚刚入学时,他对校园里的一切都感到新鲜,尤其是王安学长捐赠的那台电脑。

彼时,交大计算机系刚刚开设不久,全系只有一台电脑。同学们要上机实操,都需要轮排,每一次的使用机会都弥足珍贵。

在反复的等待中,憧憬与渴望化作动力,在杨元庆的心里织出了一个计算之梦。

1989年,杨元庆从上海交大毕业后,进入联想工作。作为联想第一批公开招聘的大学毕业生,杨元庆这样描述当时的选择:

“信息化时代刚刚起步,托夫勒写的一本书《第三次浪潮》很畅销,给当时的年轻人,包括我在内极大的鼓舞,我和同学们都跃跃欲试,要积极投身那场信息化的变革浪潮中。”

巨大的转折出现在2003年。这一年,美国IBM准备放弃全球个人计算机业务。当时,杨元庆已经是联想集团总裁兼CEO,他做出了一个大胆的决策,准备收购IBM的这份业务。



作为股东之一,中国科学院对这一决策有些犹豫。


时任中科院院长的路甬祥,拉着包括时任基础科学局局长张杰在内的几人,讨论过这个问题,分析收购是否有风险,到底可不可行。


最终,经过审慎、严谨的分析,他们决定支持。

这份支持没有错付。2004年,联想集团以总价17.5亿美元收购IBM全球个人计算机业务,开始了对国际市场的开辟,让中国电脑在全球市场上有了一席之地,并在2012年10月,成功超越惠普,首次登上全球PC第一的宝座。

事业上有所成后,杨元庆开始思考如何回报母校。

用他的话来说,他的梦源于交大,缘于王安学长捐赠的那台电脑,因而他希望反哺母校,帮助培养更多优秀人才,用实际行动践行校训中的“饮水思源,爱国荣校”。


早在2015年,他就向上海交通大学教育发展基金会捐赠1000万元人民币,设立了“杨元庆教育基金”,希望为学生和年轻教师培养尽绵薄之力。


然而,他还觉得不够。


2021年4月,恰逢上交大125周年校庆,杨元庆决定个人出资1亿元,为母校捐赠一座全国高校一流的绿色水冷高性能计算中心,作为生日礼物。


杨元庆“饮水思源的“计算之梦”得到了更具象的表达。

 

12月14日,“思源一号”正式落地新建的李政道研究所实验楼内,将用高性能计算支撑多项前沿研究,助力上交大成中国高校HPC算力排名第一。


当下是智能化时代,高水平、高性能的计算能力是基础科学研究必不可缺少的部分。

我们有很优秀的科研人才、有非常前沿的想法,但如果基础设施跟不上,就如同没有给车子没装发动机,怎么也跑不快


“思源一号”的出现,补足了这块短板,或许会成为技术突破和应用创新的关键



当杨元庆回顾自己的职业生涯时,他用了三个字形容自己:“一根筋”从1981年进交大读书到现在整整40年,他始终专注地和电脑、和计算打交道。



以王安捐赠的一台电脑作为源头,他扩展出一座全球领先的高性能计算中心,找到了更好的、报答母校的方式。

这座被命名为“思源一号”的计算中心,是一种回馈,更是一种传承。


05

本月,张江科学城相继迎来了李政道研究所实验楼的建成,与杨元庆科学计算中心的落地。


同时,联想还与上海交大签署了战略合作协议,将在未来三年内持续在科研领域、人才培养和新技术孵化等领域投入两亿元资金。


图 | 张杰(左)与杨元庆(右)在活动现场交谈



活动现场,张杰和杨元庆交流了彼此的感受,也和科研人员们进行了充分的交谈。

专注宇宙暗物质研究的上交大物理与天文学院的张骏教授表示,过去很少的数据都要跑30天,现在数据量越来越大,耗时越来越长,筛选越来越难。

但有了高性能计算机,可以从海量数据中筛选出微小的信号,得清晰的信息图像,通过扭曲的星系图像反推暗物质的存在、空间分布。

来自生命科学技术学院的本科生钟博子韬,也摩拳擦掌地准备好去申请使用“思源一号”,提高AlphFold的运行速度,深入自己对蛋白质结构的研究。


图 | 杨元庆(左二)与薛峤(左一)、钟博子韬(右二)和陈民(右一)交谈


还有更多人期待着高算力为研究带来助力:


  • 陈民,上海交大物理系特别研究员,教授,博士生导师。主要研究方向为激光尾波加速和辐射与强场QED等离子体物理。

  • 王伟,上海交通大学物理与天文学院教授。研究味物理理论,主要集中在重味强子弱衰变和量子色动力学方向。


  • 薛峤,物理与天文学院本科生。使用超算进行物理学模拟,并随导师李所东莲教授参与了“海铃探路者”南海中微子望远镜选址首航。

     

  • 左思成,计算机系硕士生。与物理系王伟教授合作,将QCD应用速度提升100倍以上,并获得ACM-China IPCC竞赛全国第一名。

这些年轻的科研学者们已拿起了新一轮的接力棒。




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