NSR專欄：楊培東的上科大使命：在中國培育開拓性研究

楊培東，上海科技大學物質科學與技術學院創院院長。圖片來自：未來論壇。

導語

上海科技大學（簡稱上科大）成立於2013年9月，由上海市政府和中國科學院聯合創辦，是一所小規模研究型大學。近年來，上海科技大學物質科學與技術學院（簡稱物質學院，SPST）創院院長楊培東一直致力於制定發展規劃、啟動科研項目、招募教職等工作。作為創院院長，楊培東的使命是在交叉科學領域取得突破，推動前沿原創研究，「從0到1」的研究。

2016年底，楊培東接受了《國家科學評論》（National Science Review, NSR）的專訪。在專訪中，楊培東指出，中國的許多科研項目只是為他人的原創工作錦上添花，或是簡單優化，導致中國科研項目重複化、碎片化。缺乏差異性和標誌性貢獻是中國科學界面臨的主要問題。楊培東希望能通過培養具有獨立精神和創新精神的年輕一代，來破解以上這些問題。

撰文 | 王玲玲（《國家科學評論》特邀撰稿人）

蒲慕明（中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心主任，《國家科學評論》執行主編）

翻譯 | 瞿立建

校譯 | 張帥琰

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從加州大學伯克利分校到上海科技大學

NSR：你是如何成為上海科技大學物質科學與技術學院創院院長的？

楊培東：大約四年前，上科大校長江綿恆博士邀請我幫助創建上科大物質學院，進行高層級的架構設計，如願景、使命、路線圖等。江博士向我描述了上科大的藍圖，目標遠大，又很富有挑戰性。我決定接受這項工作。上科大的目標是成為一所國際性、高聲望的小規模研究型大學，某種意義上說，要成為類似加州理工學院那樣的大學。上科大採用了「常任軌」（Tenure track）教職制度，這是國際通行的制度，但中國還沒有一所大學完全採用這樣的制度。

NSR：作為物質學院創院院長，你現在最重要的工作是什麼？

楊培東：招募人才絕對是學院的頭等大事。我們成立了一個由20名頂尖材料學家組成的國際科學顧問委員會，他們將會提名可能的人選，並向學院建議前沿科研方向。

NSR：你們如何評估候聘人選？

楊培東：我們的教職人選主要是歐美畢業的博士。我們在美國加州有三個面試委員會，分別負責物理、化學、材料三個學科領域，面試委員都擁有加州大學伯克利分校或斯坦福大學的教職。候聘人選足夠多時，將在舊金山機場附近接受面試。通過這輪篩選的人選將在上科大再接受一次面試，通過這次面試的人將會拿到Offer。幸運的是，目前為止，我們招募的青年人才都非常有才華，並且保持了很好的多樣性。那些建校已久的大學研究基礎設施相對比較成熟，上科大不一樣，我們剛剛成立，新入職的年輕科學家不僅要搭建自己的實驗室，還要幫助我們建設這所新學校。他們都做得非常出色！

NSR：青年教師非常重要，但是對於一所新大學，高級人才也很關鍵，因為他們在營造積極向上的氛圍和培養年輕研究者方面可以發揮重要作用。一些很有聲望的大學，如加州大學聖地亞哥分校，在短時間內就成為頂尖大學，一個重要因素是，這些大學聘請了一大批聲望卓著的科學家。

楊培東：的確如此。招募高級人才對我們來講是一大挑戰。我們的高級人才招聘對象是年齡35到45歲之間、已在海外拿到永久教職的學者。這樣的人正處於職業巔峰期，如果能聘請到，必然可以加速我們學院的發展。遺憾的是，這樣的人一般都有家庭牽絆。比如，他們的孩子一般正上中學，因此，對他們來說，舉家搬到中國，是一個很艱難的決定。在過去的三年里，我們盡了很大努力來吸引資深科學家，可惜，收效甚微。不過，孩子已經上大學的科學家倒是更可能來中國。我們還在想辦法解決這個緊迫的問題。

NSR：物質學院有多少位教師了？

楊培東：我們現在有50位常任軌教師，每年繼續招募10-15位學者。我們的目標是，物質學院穩定運行時，有150人的師資隊伍，現在距離這個規模還有很大空間。我們希望以緩慢而堅實的招募節奏，吸引最優秀、最聰明的人才。我們認為，當師資隊伍達到150人時，每年招收約200名本科生，這個比例對於本科教育才是較為理想的。

NSR：你們如何訓練學生？上科大與美國大學有合作嗎？

楊培東：有合作。上科大自成立以來就與加州大學伯克利分校、麻省理工學院、芝加哥大學等多所美國大學在教學和科研方面建立了密切合作關係。我們曾經採用加州大學伯克利分校和加州理工學院的課程體系來教學，但是最初效果並不好，我認為，主要原因是中美學生的背景完全不同。之後，我們快速重新設計和調整了課程體系。我們是一所小規模的大學，因此可以輕鬆做出改變。

選擇科研方向

NSR：物質學院在科研方面與美國大學有何差異？

楊培東：上科大有三所主要的學院，物質科學與技術學院（SPST）、信息科學與技術學院（SIST）、生命科學與技術學院（SLST），沒有化學、物理之類的傳統院系。上科大鼓勵學科交叉，致力於開展原始創新研究。另外，物質學院培養的學生步入職業生涯時，將具有從事交叉學科研究的優勢。

上海光源（SSRF）是物質學院另一個獨特的研究設施。上海光源可以在真實實驗條件下表徵材料的結構和功能。這一束線研究能力將會極大提升我們理解和設計下一代能源材料的能力。

事實上，應用束線進行材料研究是全球科研前沿領域，美國斯坦福直線加速器中心（SLAC）和勞倫斯伯克利國家實驗室（LBL）的多個頂尖研究組就在做同樣的事情。上海光源是中國最先進的同步輻射加速器，並且一直在升級。物質學院將有能力和資源在材料束線研究這一方向展現競爭力。

2014年9月楊培東與上科大本科生交流。圖片來源：上科大物質科學與技術學院。

NSR：除了束線研究之外，物質學院未來的主要研究方向是什麼？

楊培東：我們的研究聚焦於材料、能源、環境。我們已經建立系統材料學、光子科學與凝聚態物理、材料與物理生物學三個研究部。我們還會在學科交叉領域開闢新的方向，為能源和環境問題提供創新的解決方案，成為激發原創性思想和研究的中心。

NSR：對於這些研究方向，你對建設師資隊伍有什麼具體要求？

楊培東：我們根據研究部的目標和要求組建師資隊伍。比如，在光子科學與凝聚態物理研究部，有些科學家有凝聚態物理背景，有些科學家有束線或光子學背景，既有高級人才，也有青年人才。實際上，所有研究部都是跨學科的，研究部內部和各研究部之間不同背景的科學家都需要密切合作。

NSR：你可以談談你們想要做的工作嗎？就以材料生物學為例吧。

楊培東：材料生物學是材料學和生物學相交叉而出現的新興學科。比如，我們2016年初在 Science 上發表的一篇論文，研究的是通過半導體和細菌組成的功能複合系統來進行太陽能轉移和存儲。將半導體沉降到原本沒有光合功能的細菌表面，半導體從光中獲取能量，然後將電子送入細菌體內，然後就可以引發光合功能，這一非同尋常的人工光合過程會持續產生乙酸。這個工作為幫助我們應對能源挑戰提供了一個頗有前景的方法。我們物質學院會繼續鼓勵這種類型的研究。

NSR：材料生物學也是生物學家的熱門話題。微生物通過釋放不同的化學物質來響應環境的變化，這會進一步影響微生物的宿主。生物學家正研究內源微生物群如何改變人體內環境。通過調節微生物群，科學家可能可以治療一些人類疾病。

楊培東：很有意思！微生物組可能對能源研究也很有意義。現在我們只研究單一菌種，未來我們應該去研究一下細菌群落。

獨立與合作

NSR：你提到，年輕科學家應該獨立工作，同時還要有合作精神。獨立與合作，如何平衡？中國的評價體系有時會傾向於強調獨立貢獻，而非合作。

楊培東：在我看來，獨立與合作並非不可兼容，而是彼此互為前提。獨立意味著研究者有某一具體領域的專長，有原創的思想。唯其如此，他們在合作完成的工作中才能體現出獨特且不可忽視的貢獻。我們的青年科學家應該有探索的自由和敢為人先的勇氣！

NSR：你如何評估以技術見長的研究人員？他們的技能，如有機合成，對研究項目至關重要。

楊培東：我們要視情況來考慮。如果他只有技術沒有思想，我認為這樣的人夠不上PI（課題負責人）的標準。但是，如果他在合成領域有原創性成就，可以與他人啟動合作，那他可以做PI。

NSR：當今中國不是太鼓勵合作，而且評價人才時，通常只是計算論文數目和影響因子。

楊培東：在中國，科學評價機制一般是由行政官員，而非科學共同體專業人士，形成和制定的。在物質學院，我們評價青年人才，學術委員會會廣泛評估候選人研究經歷、科學貢獻、發展潛力，並給一個公平、客觀的評價。遺憾的是，中國很多大學依然靠現有的國家評估制度來招募師資。一名科學家一旦獲得人才計劃支持，各大學就爭相向其拋出橄欖枝。另一方面，數論文數目和影響因子的方法會使科學家急功近利，導致他們做些重複性和碎片化的工作。缺乏差異性和標誌性貢獻是中國科學界一大問題：科學家的研究專長往往類似，也就沒有合作的動力和需求。我已經擔任《美國化學會志》(JACS)副主編15年了，來自中國的論文急劇增長，從每年一二十篇增長到數百篇，而JACS每年的總發文數一直保持穩定，約2000篇。我們國家每年在JACS這樣聲望卓著的期刊上發表的文章越來越多，這是好事，但是，據我觀察，大部分論文仍只屬錦上添花性質的工作。

NSR：中國參與國際科研合作越來越深入。你認為中國如何在國際合作項目中發揮領導性作用？

楊培東：最重要的事情是要具有核心競爭力：對原創思想有顯著貢獻的人應該有發言權，僅滿足於做錦上添花工作的研究者是不會取得領導地位的。當中國有越來越多的科學家在做著開拓性研究的時候，中國科學界才有望領導國際科研合作。

留下足跡

NSR：一直以來，你在納米材料多個新方向，如半導體納米線、納米線激光器、人工光合作用等，都是拓荒者。你選擇研究方向的動機是什麼？

楊培東：原因之一可能是，我不想成為他人開闢的一個充分發展的領域的滄海一粟，我願意做些與眾不同的事情，儘管失敗風險更高。美國哲學家拉爾夫·沃爾多·愛默生說過，「不要沿著前人留的路走，去自己開路並留下足跡」。當我在查爾斯·利伯（Charles Lieber）的實驗室讀博士的時候，碳納米管和富勒烯是當時的研究熱門。但是我決定選擇一個新方向——納米線，當時這個方向幾乎無人關注。約五年後，我們取得了出色的進展，開闢出一個新領域，使納米線成為研究熱門。當我在加州大學伯克利開始獨立科研工作的時候，我又一次重新開始，選擇了一個新方向。

NSR：要做開拓性研究，想法很重要，但是支持性科研生態系統同樣不可或缺。美國就是一個正面的例子。

楊培東：是的。事實上，中國科學家的研究資源，包括資助和設施，這些年來，一直在大幅改善。現在是中國科學家選擇做冷門但重要的研究方向的最佳時機，也是做「從0到1」型工作的最佳時機，從長遠看來，這會獲得豐厚回報。

如果我們把創新過程看做百米接力賽，賽程可分成三部分：從0到1，從1到99，從99到100。第一部分應該由大學和科研院所來做，第二部分應該由公司或大學—公司聯合體的工程師來做，第三部分應交給市場來做。

「從0到1」類型的研究是新知識的起源，與商業化毫無關係，這是純科學，由科學家好奇心來驅動。「從1到99」類型的研究是優化過程，在中國最為常見。比如電池領域，絕大部分工作都屬於「從1到99」類型的研究。儘管器件和工藝優化很重要，也必不可少，但是如果沒有原創研究，我們就無法取得領先。

NSR：選擇做「從0到1」類型的研究需要科學家具有冒險精神。

楊培東：是的。科學家應該盯住自身領域中的重要問題，並探索未知的知識領域。

NSR：你對物質學院的發展速度滿意嗎？你認為它會在5-10年之內成為世界頂尖研究機構嗎？

楊培東：我對學院目前為止所取得的成就感到滿意。我們有出色的青年科學家，希望他們在六年內取得永久職位的時候，成熟起來，成為有經驗的科學家。我還很有信心的一點是，物質學院也將擁有一些傑出科學家，他們將成為某些特定領域的頂尖科學家。但是物質學院要成為世界頂尖研究機構，還需要較長的時間來建設，5-10年似乎不足以完成這個使命。

英文原文2016年12月發表於《國家科學評論》(National Science Review, NSR)，原標題為「Peidong Yang: cultivating ground-breaking research in China」。《國家科學評論》是科學出版社旗下期刊，與牛津大學出版社聯合出版。《知識分子》獲《國家科學評論》和牛津大學出版社授權刊發該文中文翻譯。

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