編者按：
居諸不息，寒暑推移。兩個(gè)月后，清華大學(xué)即將迎來第110個(gè)生日。值此之際，為迎接110周年校慶，清華大學(xué)將推出【清華新思】系列策劃，旨在分享清華近年來的重要發(fā)展成果，選取在世界高等教育領(lǐng)域有代表性、前瞻性、引領(lǐng)性的熱點(diǎn)和議題，展示清華的教育理念、教學(xué)創(chuàng)新探索、國際合作重要成果，以及清華作為中國高等教育的一面旗幟，應(yīng)對國際挑戰(zhàn)方面的擔(dān)當(dāng)與貢獻(xiàn)。
深思方得長計(jì)，革新意在圖強(qiáng)。清華大學(xué)校長邱勇在全校教職工大會上提出，要構(gòu)建跨學(xué)科交叉研究生態(tài)體系，開展有組織科研。讓我們一起關(guān)注【清華新思】首篇，以更深的思考、更強(qiáng)的定力和更新的氣象迎接新的歷史、謀劃新的歷史、創(chuàng)造新的歷史。
●記者 田姬熔 呂婷
2020年，一場曠日持久的戰(zhàn)“疫”在全世界范圍內(nèi)打響。除了醫(yī)院，還有一個(gè)十萬火急的“戰(zhàn)場”，那就是科研人員奮戰(zhàn)的實(shí)驗(yàn)室——所有關(guān)于新冠病毒的認(rèn)知都從這里傳向世界。
清華大學(xué)在這場科研戰(zhàn)“疫”中，頻頻出現(xiàn)于人們的視野。
2020年3月30日，清華大學(xué)生命學(xué)院王新泉和醫(yī)學(xué)院張林琦課題組合作揭示新冠病毒侵染細(xì)胞的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，相關(guān)成果在《自然》期刊上在線發(fā)表。
2020年5月26日，《自然》期刊發(fā)布王新泉、張林琦課題組和國家感染性疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心（深圳市第三人民醫(yī)院/南方科技大學(xué)第二附屬醫(yī)院）張政課題組的合作研究成果：分離得到人類新冠病毒自然感染誘導(dǎo)的高活性中和抗體。
2020年6月17日，王新泉團(tuán)隊(duì)在《自然通訊》刊發(fā)文章，闡述冠狀病毒進(jìn)化路徑。
2020年9月15日，《細(xì)胞》在線發(fā)表清華大學(xué)生命學(xué)院李賽團(tuán)隊(duì)與浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院傳染病診治國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室李蘭娟院士團(tuán)隊(duì)研究成果《新冠病毒的分子結(jié)構(gòu)》，其中的高清新冠病毒完整結(jié)構(gòu)圖為人們揭示了現(xiàn)有研究中最完整新冠病毒形象。
……
這些突破性的科研成果都得到同一個(gè)科研機(jī)構(gòu)——清華大學(xué)結(jié)構(gòu)生物學(xué)高精尖創(chuàng)新中心的支持。中心由北京市教委組織成立，以清華大學(xué)為依托和牽頭單位，是首批13個(gè)北京市高校高精尖創(chuàng)新中心之一。中心通過積極開展學(xué)科交叉與合作，以結(jié)構(gòu)生物學(xué)為突破口帶動了清華大學(xué)神經(jīng)生物學(xué)、生物物理學(xué)、生物化學(xué)等學(xué)科整體實(shí)力的快速提升。成立以來，中心人員以第一和通訊作者身份累計(jì)已在國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》《自然》《細(xì)胞》發(fā)表原創(chuàng)性科研成果60余篇。
張林琦教授（右一）、王新泉教授（右二）和團(tuán)隊(duì)科研人員
像結(jié)構(gòu)生物學(xué)高精尖創(chuàng)新中心這樣充分發(fā)揮清華學(xué)科優(yōu)勢，在多院系間開展合作，緊跟國際前沿開展科學(xué)研究，積極推動學(xué)科交叉融合的新型科研平臺，目前在清華已掛牌成立10余個(gè)。
清華各條“戰(zhàn)線”的科研人員都在爭分奪秒地向著國際學(xué)術(shù)前沿進(jìn)軍。而如何讓這些“平行線”找到可能的“交叉點(diǎn)”，挖掘出全新的跨界研究空間？如何使各個(gè)學(xué)科各個(gè)方向的“最強(qiáng)大腦”愿意并能夠匯聚到一起，迸發(fā)出更奪目的創(chuàng)新火花？如何將國際前沿的研究方向與國家重大戰(zhàn)略緊密結(jié)合，做出頂天立地的科研成果？清華大學(xué)正在潛心布局和不斷探索中破解科研交叉創(chuàng)新的密鑰。
“天馬行空想問題，腳踏實(shí)地做事情”
2019年4月，為獻(xiàn)禮清華大學(xué)108周年校慶，美術(shù)學(xué)院的一間開放教室里，三位“機(jī)器人樂師”衣袂飄飄，以成熟的演奏和默契的配合，為師生校友獻(xiàn)上唯美的中國風(fēng)樂曲。
這是清華大學(xué)美術(shù)學(xué)院與清華大學(xué)未來實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合研發(fā)的國內(nèi)第一支中國風(fēng)機(jī)器人樂隊(duì)——墨甲機(jī)器人樂隊(duì)，用極具科技感的方式向世界展現(xiàn)東方美學(xué)的無窮魅力。在這背后，是一支集合了音樂家、雕塑家、服裝設(shè)計(jì)師、機(jī)械、軟件及電氣工程師等多種人才的龐大隊(duì)伍。
墨甲機(jī)器人樂隊(duì)（圖片由清華大學(xué)墨甲機(jī)器人團(tuán)隊(duì)提供）
這種多領(lǐng)域合作、跨學(xué)科交叉的項(xiàng)目在未來實(shí)驗(yàn)室還有很多。新型氣體傳感器、大幅面觸覺圖形顯示終端、基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的可編程積木……未來實(shí)驗(yàn)室的一系列研究項(xiàng)目都有著天馬行空的色彩。實(shí)驗(yàn)室的70余位師生來自30多個(gè)不同專業(yè)，學(xué)術(shù)背景多元，研究方向多樣，跨學(xué)科交叉的特點(diǎn)尤為突出。
“大幅面觸覺圖形顯示終端”產(chǎn)品讓盲人更加輕松地“讀”懂文字甚至圖片內(nèi)容
“學(xué)科的交叉融合并不是學(xué)科間的簡單合作，而是不同學(xué)科學(xué)術(shù)思想的交叉融合。這就要求從事交叉研究的師生，往往要對本學(xué)科之外至少另一個(gè)學(xué)科有較深程度的理解。”清華大學(xué)科研院時(shí)任副院長鄧寧說。
未來實(shí)驗(yàn)室主任、美術(shù)學(xué)院教授徐迎慶每月都會要求團(tuán)隊(duì)學(xué)生至少讀一本學(xué)科之外的書籍，使自己的視野更加廣闊。徐迎慶自己的經(jīng)歷同樣有著鮮明的跨界特色，數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)與設(shè)計(jì)的綜合背景讓他更關(guān)注科技、人文與藝術(shù)的多層次、大跨度交叉研究，這種理念在未來實(shí)驗(yàn)室的項(xiàng)目中貫穿始終。
“交叉在前沿探索中是一種常態(tài)。”徐迎慶說，“我們希望通過學(xué)科交叉的方式，探索人、機(jī)、物如何自然融合、相互理解、高效工作。企業(yè)會更專注于做可實(shí)現(xiàn)的東西，與此相比，我們跨學(xué)科科研的未知、冒險(xiǎn)的成分更大。每年能有20%的項(xiàng)目成功就非常不錯(cuò)了，如果都能輕易成功，那說明我們的方向可能是失敗的。”
實(shí)驗(yàn)室里，老師們正在和同學(xué)們一起熱烈討論。與一般實(shí)驗(yàn)室里師生為科研工作苦思冥想的氛圍不同，這里總是歡聲笑語不斷。夕陽透過落地窗投射進(jìn)來，桌上的各種實(shí)驗(yàn)器材仿佛都被鍍上了未來感的色彩。
“什么是未來？未來意味著未知，意味著我們不能再以傳統(tǒng)的思維思考問題。所以我們鼓勵(lì)團(tuán)隊(duì)的師生天馬行空想問題、腳踏實(shí)地做事情。這兩者如果能有機(jī)融合，就可能做出與眾不同的研究。”徐迎慶說。
瞄準(zhǔn)方向，尋找科研新增量
“大學(xué)的科研創(chuàng)新要堅(jiān)持需求導(dǎo)向和問題導(dǎo)向，深入推進(jìn)學(xué)科交叉。解決關(guān)鍵領(lǐng)域的問題，往往需要匯集多學(xué)科的智慧和力量。”正如清華大學(xué)校長邱勇在《人民日報(bào)》署名文章中提及的，學(xué)科交叉在高校科研體系中具有重要作用，清華大學(xué)早已嗅到學(xué)科交叉這一未來科學(xué)發(fā)展的主流方向。
1987年，清華大學(xué)第十二次科學(xué)討論會上，“加強(qiáng)學(xué)科交叉滲透和橫向聯(lián)系”首次被明確寫入總結(jié)報(bào)告中。
2016年，學(xué)校第十七次科研工作討論會閉幕大會上，學(xué)科交叉成為四大關(guān)鍵事項(xiàng)之一，正式納入學(xué)校科研體制機(jī)制改革計(jì)劃中。隨后，跨學(xué)科交叉工作相關(guān)政策文件與管理機(jī)構(gòu)陸續(xù)落地，跨學(xué)科交叉工作的頂層設(shè)計(jì)持續(xù)推進(jìn)。
2017年以來，清華全面整合校內(nèi)學(xué)術(shù)資源，不斷推動成立了10所跨學(xué)科交叉科研機(jī)構(gòu)。這些機(jī)構(gòu)由學(xué)校頂層設(shè)計(jì)、以院系或科研團(tuán)隊(duì)發(fā)起，緊隨世界科研發(fā)展趨勢和未來科學(xué)發(fā)展方向而布局建設(shè)，集中組織不同院系的老師在特定的領(lǐng)域開展合作。
2020年，清華第十八次科研工作討論會閉幕式中，學(xué)校再次強(qiáng)調(diào)要完善學(xué)科布局，進(jìn)一步推動學(xué)科交叉。
“從學(xué)科發(fā)展的角度來看，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展非常迅速，要想再產(chǎn)生一次如同20世紀(jì)量子力學(xué)誕生一樣的變革性影響，這樣的機(jī)會已經(jīng)很少了。那么新的增長點(diǎn)在哪里？很顯然學(xué)科交叉是一個(gè)很現(xiàn)實(shí)的方式。”清華大學(xué)柔性電子技術(shù)研究中心（以下簡稱“柔電中心”）主任、航天航空學(xué)院教授馮雪說。
馮雪自己就走了這樣一條學(xué)科交叉的道路：力學(xué)系出身的他在研究中不斷探索，最終選擇了柔性電子技術(shù)這條橫跨力學(xué)、材料、信息、化學(xué)等多領(lǐng)域的學(xué)術(shù)道路。
柔電中心與清華大學(xué)智能無人系統(tǒng)研究中心、清華大學(xué)智能網(wǎng)聯(lián)汽車與交通研究中心是2017年清華最早成立的三所跨學(xué)科交叉科研機(jī)構(gòu)。作為清華科研體制機(jī)制改革的重要階段性成果，三個(gè)中心瞄準(zhǔn)國家戰(zhàn)略需求和科技前沿，積極承擔(dān)國家重大項(xiàng)目，產(chǎn)出重要科研成果。其中，柔電中心在2020年新冠肺炎疫情期間將柔性生物醫(yī)療電子相關(guān)研究成果及時(shí)轉(zhuǎn)化為醫(yī)療設(shè)備的產(chǎn)品開發(fā)，研發(fā)出適合新冠肺炎疫情防控的“體征集中在線監(jiān)測管理系統(tǒng)”，并先后向武漢捐贈3000多套智能體溫及智能心電終端醫(yī)療器械設(shè)備，實(shí)現(xiàn)病人體溫和心電數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程、非接觸式監(jiān)測及管理，為控制患者病情與保證醫(yī)護(hù)安全提供了重要技術(shù)支持。
群英薈萃，集聚科研源動力
中午時(shí)分，結(jié)束了一上午繁忙工作的清華教師，來到位于清芬園三層1000多平方米的教師餐廳，與來自不同院系的老師圍坐一起，熱烈地討論起最近的研究心得。陽光透過玻璃幕墻溫暖地灑了下來，思維的火花在這里碰撞、交融、升華……
“我們希望營造一個(gè)促進(jìn)不同學(xué)科教師之間開放研討的自由氛圍，這樣的氛圍對激發(fā)交叉創(chuàng)新的靈感非常重要。教師餐廳的設(shè)立就是一個(gè)很好的嘗試。”鄧寧說。
來自不同院系的教師邊就餐邊交流
開放式的大廳，可以遠(yuǎn)眺西山的觀景玻璃幕墻，能夠營造良好聲學(xué)效果的砂巖吸聲板，便于多人就餐和討論的異形桌椅，溫馨柔和的燈光氛圍……這一切的精心設(shè)計(jì)，都源于一個(gè)原因，那就是跨學(xué)科交叉研究的關(guān)鍵在于人。
“技術(shù)攻關(guān)常常不是一個(gè)人、一個(gè)單一學(xué)科團(tuán)隊(duì)能夠完成的。聚焦重大現(xiàn)實(shí)問題、服務(wù)國家重大需求，必須深入推進(jìn)有組織科研，克服單打獨(dú)斗、資源分散的弊端，全面提升大學(xué)服務(wù)國家戰(zhàn)略的科技能力。”邱勇在多個(gè)場合提到要開展“有組織的科研”。
如何吸引不同學(xué)術(shù)背景、不同研究方向，有著不同思維方式的研究者走到一起，形成共同推動學(xué)術(shù)發(fā)展的合力？每個(gè)多學(xué)科交叉的科研平臺都在管理組織實(shí)踐中不斷尋求這一問題的答案。
2015年成立的未來芯片技術(shù)高精尖創(chuàng)新中心（以下簡稱“未來芯片中心”）給出了一種可能性：以中心為主體創(chuàng)新組織模式，為跨學(xué)科交叉研究的有序開展提供機(jī)制體制保障。
在“人”的問題上，中心建設(shè)以人為核心的學(xué)者賦能體系：搭建一流平臺，實(shí)現(xiàn)“拎包做研究”的軟硬件設(shè)施條件；聚合高水平學(xué)者，根據(jù)團(tuán)隊(duì)發(fā)展需求定向引進(jìn)高層次人才；建立研究型工程師隊(duì)伍，幫助團(tuán)隊(duì)提高工程實(shí)現(xiàn)能力。
在“研”的問題上，中心探索問題導(dǎo)向的跨學(xué)科交叉機(jī)制：拆分研究難點(diǎn)，細(xì)化問題領(lǐng)域，“自上而下”牽引各領(lǐng)域?qū)＜疫M(jìn)行交叉研究；提供科研平臺及公共研發(fā)支撐團(tuán)隊(duì)，“自下而上”保障跨學(xué)科交叉研究。
未來芯片中心的芯片測試平臺
未來芯片中心這一體系優(yōu)勢在2018年與SK海力士的合作中得到了充分彰顯。作為深耕半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)30多年的全球領(lǐng)先存儲器制造商，SK海力士每年投入大量資金給相關(guān)領(lǐng)域優(yōu)秀學(xué)者，以推動公司的項(xiàng)目研發(fā)。2018年，海力士將目光投向了清華大學(xué)微納電子系吳華強(qiáng)、尹首一和計(jì)算機(jī)系張悠慧等教授團(tuán)隊(duì)。在與多位教授的分別接觸中，SK海力士發(fā)現(xiàn)他們都是未來芯片中心的核心成員，于是便由點(diǎn)及面地深入了解了這個(gè)整合清華幾乎所有芯片技術(shù)研究資源的科研中心。2018年10月，清華大學(xué)-SK海力士智能存儲計(jì)算芯片聯(lián)合研究中心揭牌，SK海力士與中國高等學(xué)府的一次重要合作在未來芯片中心的推動下于清華落定。
目前，未來芯片中心打造了完善的成果轉(zhuǎn)化生態(tài)，已孵化11家企業(yè)，估值超過100億元人民幣，授權(quán)專利300多項(xiàng)……
與此同時(shí)，柔電中心則用“內(nèi)虛外實(shí)”的發(fā)展模式給出了不一樣的解法。
“柔性電子中心作為學(xué)校首批成立的跨學(xué)科研究機(jī)構(gòu)之一，通過重大需求牽引和校地合作支持，探索出了一條創(chuàng)新性與靈活性兼具的發(fā)展模式。”清華大學(xué)主管科研工作的副校長尤政說。
柔電中心在校內(nèi)成立虛體研究中心，匯集全校中心力量，聚焦學(xué)術(shù)前沿，尋求原理性突破。在校外，以校地合作的方式，成立浙江清華柔性電子技術(shù)研究院，推動學(xué)術(shù)成果產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
“一手抓學(xué)術(shù)，一手要抓重大需求重大應(yīng)用，通過‘內(nèi)虛外實(shí)’的方式給它徹底打通。”馮雪說，“這樣就構(gòu)成一個(gè)良性循環(huán)，通過學(xué)術(shù)牽引，不斷有新的idea、新的學(xué)術(shù)理念、新的原理突破，然后通過浙江的團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，挖掘出現(xiàn)實(shí)的重大需求，校內(nèi)再繼續(xù)組織力量攻關(guān)，承擔(dān)國家的重大任務(wù)。”
這種學(xué)術(shù)引領(lǐng)和產(chǎn)業(yè)引領(lǐng)雙驅(qū)動的發(fā)展模式，將原本散落在各院系的柔性電子領(lǐng)域?qū)W者高效聚集在柔電中心，使得前沿基礎(chǔ)性研究與技術(shù)創(chuàng)新互相促進(jìn)、滾動式發(fā)展，為柔性電子領(lǐng)域的進(jìn)一步研究提供源源不斷的動力。
科研平臺的建設(shè)、完善與發(fā)展非一日之功。清華在深邃的學(xué)術(shù)研究沉淀與豐厚的學(xué)科優(yōu)勢積累中厚積薄發(fā)，憑借多年摸索前行的經(jīng)驗(yàn)，著力打造高端、前沿的跨學(xué)科交叉科研平臺，邁出了科研體制機(jī)制改革的里程碑式步伐。
這一步如同一枚石子擲入平靜的湖水，濺起了中國科研體制創(chuàng)新的層層漣漪，也引領(lǐng)我們進(jìn)一步思考，現(xiàn)代科學(xué)研究和學(xué)科發(fā)展將何去何從。
未來，面對社會日新月異的大變革與科技前所未有的大發(fā)展，這一步能否推動清華科研一路挺進(jìn)世界頂尖行列，能否引領(lǐng)中國科研創(chuàng)新發(fā)展、繪制出新的歷史篇章？我們相信時(shí)間會給出明確的答案。
編輯：田姬熔 呂婷 趙姝婧 李華山
審核：呂婷 李晨暉
