作者:胡珉琦 冯丽妃 池涵 来源:中国科学报 发布时间:2020/4/4 9:29:05
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“像神奇触媒,加速了我们的创造”
——从青藏高原综合科考看原始创新

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1976年,我国科考队员在藏北羌塘高原湖泊考察沉积物。 郑度供图

对青藏高原这座世界屋脊的科学考察,我国已持续了半个多世纪。即使在世界自然科学考察史上,这段长长的经历也自有它的分量。

1966~1968年间,中国科学院西藏科学考察队对珠穆朗玛峰地区进行了综合科学考察。特别是1973年起,由中国科学院组织的第一次青藏高原综合科学考察,成建制、有规模、不间断,它为我国地球科学发展提供了一种科学范式,也展示了一份巨大的凝聚力。

1987年,由《青藏高原综合科学考察丛书》和《珠穆朗玛峰地区科学考察报告》等组成的 “青藏高原隆起及其对自然环境与人类活动影响的综合研究”成果获得了国家自然科学奖一等奖。

当时那场科考是如何填补“从0到1”的空白,在地学和宏观生物学领域占有一席之地的?

全面扫描 填补空白

1961年,刚结束研究生学习的孙鸿烈第一次进藏考察。出发之前,他兴奋之余,心情却有些沉重,“西藏是中国的领土,却没有中国科学家的工作”。

20世纪50年代以前,青藏高原只有少数西方探险家的足迹,留下一些零星的记录。孙鸿烈暗下决心,一定要为青藏高原做些工作,拿出中国科学家自己的学术成果来。

可事与愿违,当时中国先后陷入困难时期和动乱年代,数次考察都是半途而废。

直至1972年,周恩来总理说,基础研究非常重要,一定要把它抓好,不要说过就过去,像浮云一样。这一番话在科技界燃起了希望。

自此,青藏科考迎来了历史上的一个重要转折。1972年10月在兰州举行了“珠穆朗玛峰地区科学考察总结”会议。在这次会议的基础上,中国科学院为青藏高原考察制订了一个长期、系统、全面的计划,即《中国科学院青藏高原综合科学考察规划》。

依据这一规划,中国科学院于1973年组建了青藏高原综合科学考察队,任命冷冰和孙鸿烈为正、副队长(冷冰因健康原因,出队不久就辞职了)。

“要研究青藏高原,连它的自然条件都搞不清楚,谈何研究。”队长孙鸿烈制定的主导思想,是对青藏高原做个全面的扫描,搜集资料、填补空白,在此基础上做理论分析。

这支科考队伍异常庞大,包括了地学、生物学、农学等多个领域。8年的野外考察和总结,参与人员不下千人。通过这次考察,在对青藏高原自然条件与自然资源全面系统调查的基础上,对高原的形成演化、区域自然条件的分异、生物区系的组成和起源,以及不同区域农牧业发展的方向、措施等都作出了初步的科学分析和结论。

科考队花了3年时间,总结出了一套系统成果,即《青藏高原综合科学考察丛书》,共35部43册,它也成为了青藏高原自然条件的一部百科全书。“青藏高原隆起及其对自然环境与人类活动影响的综合研究”项目,于1987年获国家自然科学奖一等奖。

中国人第一次对青藏高原有了自己的科学阐释,也震动了世界。1980年,“青藏高原国际科学讨论会”在北京举行,来自18个国家的77位国际同行和300余位中国科学家与会。邓小平同志亲自出席大会闭幕式并接见了会议全体代表。

在那次会议上,许多中国科学家与国外同行进行了交流。地球物理学家、中国科学院院士滕吉文说:“美国麻省理工学院教授Peter Molnar满场找我。他见面就问,青藏高原上地幔顶部Moho界面的速度是多少?我告诉他之后,他兴奋地说‘我是又一个知道青藏高原Moho界面速度的人了!’”

经过这次考察和总结,青藏高原研究领域从此有了中国的一席之地。“趁着舆论高潮、领导重视,我们一致认为,队伍不能散,必须一鼓作气搞下去。”孙鸿烈说。

代代不断 一脉相承

自那时起,青藏高原研究就不再是一个以完成短期任务为目标的科学活动了,第一次青藏科考(1973年~1992年)就持续了整整20年。

1980年完成对西藏境内的考察研究后,考察队又及时转移到横断山区和唐古拉山与喀喇昆仑山之间、海拔达4500米左右的广袤高原,也就是青藏高原的青海部分。他们最终把240万平方公里的青藏高原像梳头发似的梳了一遍。

“基础研究具有系统性、长期性的特点,需要保持研究工作的连续性。如果计划变动、工作不连续、队伍不稳定,所得数据资料零星分散,就拿不出高水平的成果。”地理学家、中国科学院院士郑度在总结青藏科学研究范式时指出。

这就必须依靠国家的长期投入和支持。20世纪70年代,在国家经济还比较困难的条件下,中国科学院能够支持对青藏高原的基础研究是很有远见的。上世纪90年代至今,科技部又先后将青藏高原研究列入国家攀登计划和国家重点基础研究计划项目予以支持。

在基础研究领域,能有一项研究在几十年里代代不断、一脉相承,除了青藏科考恐难再找出第二个例子。

连续稳定的研究不仅使青藏科考获得了系统的原创成果,也培养了一批科学家,青藏研究成了很多人一辈子的事业。他们对青藏科考有着不同于其他考察的感情。

青藏高原自然环境恶劣、基础设施简陋,在几次车祸中,滕吉文失去了几位伙伴。而他自己,参加科考没几年,就掉光了所有牙齿,不得不戴了30多年的假牙。“在墨脱野外台站的同事,长年受蚂蟥叮咬,我亲眼看到他们受到伤病折磨的情景。”至今想起这些往事,滕吉文还会潸然泪下。

可又是什么原因让这些科学家不畏生死,前赴后继?

“因为那个地方充满了太多的未知,当你发现以后,又想去追索现象背后的原因,做各种理论上的推断,然后去搜索更多的资料,作出判断。”在孙鸿烈心里,就是这种循环往复,给了科研人员以吸引力和推动力。

正如环境地质学家、中国科学院院士刘东生在《青藏高原科学考察五十年的启示》中所写,“这是对科学研究的最好的营养,也许像神奇的触媒一样,加速了我们的创造能力,使每个人在自己的岗位上迸发出创新的动力。”

学科交叉 系统综合

路,越走越宽;人,越聚越多。

第一次青藏科考是一次大兵团、多兵种协同的集团军作战,规模之大、组织之复杂,是其他科考活动所不具备的。

地球物理、地质、古生物、水文地质,以及农业、牧业、林业、水利等几十个学科的几百名科学家同时在高原上工作。青藏高原科学考察中学科之间的渗透和综合,使得那里的科学研究格外丰富生动。

刘东生曾指出,多年来我们提倡学科交叉,收效甚微。既有人的因素,也有学科渗透环境的不适,或是渗透的时间不够而未能成熟的原因。而青藏高原广阔的区域和几十年持续不断的考察研究为学科交叉与综合提供了条件。

青藏科考涌现出许多超越本学科领域的科学问题,仅靠一两门学科无法解决,需要发挥集体的力量和多学科的优势,组织综合研讨和论证,为创新提供可能。

孙鸿烈回忆起当年的情景:考察队各专业的人整天在一起,经常相互请教。即使在野外,也组织一些学术活动,请某一位专家作报告,大家提问,分别从各自专业的角度讨论分析。这种百家争鸣的作风对于青藏高原科学研究的深化大有裨益。

然而,要实现这种学科交叉、渗透的效果,开放、联合、流动的体制保障是必需的。郑度提到,当年,青藏高原科学研究队伍由来自不同部门的科研人员组成,既有科研院所、高等院校的,也有来自生产部门和地方有关单位的。

自20世纪80年代后期起,研究课题由单一学科向多学科的综合研究转变,不同部门单位、不同学科专业之间的联合更加密切。随着时间的推移和科研人员年龄的增长,科研队伍也不断更新流动。

可在郑度看来,就目前的管理体制而言,科考项目还需打破不同系统、部门之间的壁垒,因为跨学科、跨部门的交流并不那么容易。

若问未来青藏高原研究国际前沿方向在哪里,答案一定是地球系统科学。

第二次青藏科考于2017年8月启动,正式步入深化阶段,从以定性为主到定量、定性相结合,静态现象型研究逐渐向动态过程机制研究、单一学科向综合研究、国内研究向全球化研究过渡,并更加紧密地跟地方的社会经济发展、生态环境保护需求相结合。

“随着系统科学的发展,未来要想在地学领域提升原始创新能力,就必须坚持多学科、大综合的科学实践,多出集成性的大成果。”孙鸿烈一直把“地球系统科学”的思想植入青藏科考的顶层设计中。

“最怕的就是各自为战、碎片化研究。”孙鸿烈认为,目前地学领域的科研项目不少,少的是真正大跨度、多学科交叉的系统综合研究,对提炼重大关键科学问题、组织协同攻关的实践和能力不足。

他相信,要想跨越重重阻碍,不仅需要国家实施一系列重大基础研究项目来提供支持,更需要一批拥有大视野和前瞻决策力的战略科学家,为基础研究的未来筹谋布局。

 
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