科技創(chuàng)新能力是一個國家的核心競爭力，而國家實(shí)驗(yàn)室是搶占科技創(chuàng)新制高點(diǎn)的重要載體。2016年是我國“十三五”的開局之年，也是深入實(shí)施創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略的關(guān)鍵年。習(xí)近平總書記在《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃的建議》的說明中強(qiáng)調(diào)：當(dāng)前，我國科技創(chuàng)新已步入以跟蹤為主轉(zhuǎn)向跟蹤和并跑、領(lǐng)跑并存的新階段，急需以國家目標(biāo)和戰(zhàn)略需求為導(dǎo)向，瞄準(zhǔn)國際科技前沿，布局一批體量更大、學(xué)科交叉融合、綜合集成的國家實(shí)驗(yàn)室，優(yōu)化配置人財物資源，形成協(xié)同創(chuàng)新新格局。
半月談編輯部在新的一年特別開辟“走進(jìn)國家實(shí)驗(yàn)室”新欄目，多維度、多視角聚焦一批創(chuàng)新前沿的國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，為讀者展現(xiàn)我國高新科技布局的戰(zhàn)略圖譜，講述科技創(chuàng)新的傳奇故事，傳遞科技改變生活的迅疾鼓點(diǎn)，分享科技尖兵懷揣的中國夢。
近期，北京霧霾“紅色預(yù)警”數(shù)度響起。擔(dān)憂、期盼、無奈、謠言充斥著社交網(wǎng)絡(luò)。有人等風(fēng)來，有人請假在家宅，有人為孩子能早日健康返校祈禱，有人悄悄收拾行囊做好遠(yuǎn)足準(zhǔn)備……
當(dāng)民眾對無孔不入的霧霾束手無策時，由清華大學(xué)、中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境中心、北京大學(xué)、北京師范大學(xué)共建的“環(huán)境模擬與污染控制國家重點(diǎn)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”(下簡稱“聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”)的環(huán)境專家正在受命攻關(guān)。他們夜以繼日地展開監(jiān)測與模擬實(shí)驗(yàn)，尋找留住藍(lán)天白云的治本良策。
擁有4位中國工程院院士、12位長江學(xué)者特聘教授、14位國際期刊主編和副主編，包含3個國家基金委創(chuàng)新群體、2個科技部創(chuàng)新團(tuán)隊、2個教育部創(chuàng)新團(tuán)隊以及10余個國際多邊合作機(jī)構(gòu)……究竟是什么賦予一個聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室如此強(qiáng)的吸引力和使命感?
“大氣污染并不像室內(nèi)污染那么簡單”
2015年12月19日清晨7時許，準(zhǔn)備出門晨練的北京市民吳美玲早早起床，剛穿戴好健身的行頭，就被一連串的電話和短信警報嚇住了?！安贿h(yuǎn)處的樹和樓房都看不清了，多想有個吹風(fēng)機(jī)或吸塵器把霾趕走。”看著灰蒙蒙的窗外，吳美玲在朋友圈寫下了這樣一段話。幾分鐘后，這段話就收獲了38個點(diǎn)贊和68條評論。
“霧霾讓這座城市充滿了壓抑和憂慮，但正是這份感同身受的抱怨，讓我們不得不加快研究步伐。”中國工程院院士、清華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程研究院院長郝吉明在接受半月談記者專訪時說，中央多次表明下大力氣治理環(huán)境污染的決心，要求加大大氣污染治理力度。除了環(huán)境執(zhí)法監(jiān)管層面，標(biāo)準(zhǔn)制定、指標(biāo)考核、技術(shù)研發(fā)、污染檢測等諸多領(lǐng)域的重?fù)?dān)都壓在了科研部門身上，而應(yīng)對日趨嚴(yán)重的霧霾污染，首要任務(wù)是控制PM2.5。
PM2.5等污染物引發(fā)的環(huán)境問題，隨著中國工業(yè)化和城鎮(zhèn)化發(fā)展而逐漸凸顯，并有集中爆發(fā)之勢。2015年12月巴黎氣候大會后，以復(fù)雜性、爆發(fā)性為表征的中國環(huán)境問題已成為世界上最難的問題之一。“因?yàn)橹袊h(huán)境問題比世界上其他經(jīng)濟(jì)體遭遇的環(huán)境問題更特殊也更復(fù)雜，供科研工作者汲取的模式有限。”清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授、聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室主任黃霞說。
“我們也想要‘吹風(fēng)機(jī)’，甚至希望造出‘吸塵器’，然而大氣污染并不像室內(nèi)污染那么簡單，實(shí)際操作中的減排和治理異常艱難。”郝吉明說，這不僅需要從壓減燃煤、嚴(yán)格控車、調(diào)整產(chǎn)業(yè)、強(qiáng)化管理、聯(lián)防聯(lián)控、依法治理等多個方面采取措施，還需要通過合理設(shè)定嚴(yán)格指標(biāo)考核，加強(qiáng)環(huán)境執(zhí)法監(jiān)管，認(rèn)真進(jìn)行責(zé)任追究等多個環(huán)節(jié)配合完成，而每一項看似簡單的調(diào)控和治理背后，都隱含著數(shù)以百計的科學(xué)研究任務(wù)和課題。
“過去我們的科研是從實(shí)驗(yàn)室到期刊再到實(shí)驗(yàn)室，產(chǎn)學(xué)研合作水平和科技轉(zhuǎn)化程度不一，致使很多科學(xué)成果被困在了實(shí)驗(yàn)室里。”黃霞介紹，單一實(shí)驗(yàn)室完成的課題，對復(fù)雜環(huán)境問題的解決能力有限。
面對代表性、綜合性的區(qū)域環(huán)境問題，整合多家單位的優(yōu)勢科研背景，立足需求和科技前沿，開發(fā)先進(jìn)的監(jiān)測手段，研究復(fù)合污染形成、轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)原理并尋求綜合解決對策，成為聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室的使命所在。
“面對國家戰(zhàn)略需求與重點(diǎn)領(lǐng)域的挑戰(zhàn)，科研工作者應(yīng)勇于擔(dān)當(dāng)?！焙录髡f，“我們離污染源越近，就離真理和解決方法更近,污染也將會離百姓越遠(yuǎn)?！?
機(jī)動車污染研究故事：從單打獨(dú)斗到聯(lián)合攻關(guān)
聯(lián)合科研模式的創(chuàng)新在獲得無數(shù)光環(huán)和關(guān)注的同時，也讓研究者們拿到了最“燙手”的課題。在這些科研難關(guān)前，很多年輕的科研人員沖在了第一線。
聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室研究員吳燁在美國研學(xué)的5年是中國機(jī)動車急劇增長的5年。2007年回國后，他繼續(xù)從事機(jī)動車排放控制的研究工作，但一個關(guān)鍵性的問題一直在困擾著他：上世紀(jì)90年代末至今的十幾年間，單車排放已下降90%多，為何機(jī)動車排放污染形勢仍然嚴(yán)峻?
單純研究車、油品或者道路，效果都不甚滿意，為何不綜合研究治理呢?更何況，凝聚多學(xué)科人才資源的聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室恰恰能滿足多方位的科研需求。于是，吳燁將研究方向調(diào)整為機(jī)動車綜合控制，即采取統(tǒng)籌方法，對車、油、路實(shí)施統(tǒng)一規(guī)劃、系統(tǒng)控制，并尋覓能夠共同解決問題的專家。
正當(dāng)吳燁團(tuán)隊剛剛調(diào)整完研究方向，又一問題浮出水面。過去10年來，北京等城市空氣中的氣態(tài)污染物濃度下降最慢的是二氧化氮，這令吳燁團(tuán)隊感到不解：機(jī)動車單車的氮氧化物排放一直在控制、電廠的氮氧化物也持續(xù)下降，空氣中二氧化氮濃度為何下降無幾?
吳燁隨即聯(lián)合多家研究機(jī)構(gòu)，開展了大規(guī)模的實(shí)際道路測試。然而，大數(shù)據(jù)的搜集談何容易。重污染、高安全風(fēng)險的行駛道路，招募數(shù)百輛不同型號的機(jī)動車，以平均100桶水的重量模擬車載，數(shù)十位教師及學(xué)生參與，一項歷時兩年的道路測試啟動了。
“愛迪生發(fā)明電燈做了近兩千次試驗(yàn)，我們兩年中的實(shí)地測驗(yàn)又何止以千計?！眳菬顖F(tuán)隊一位年輕工程師告訴半月談記者，兩年間他們整日與尾氣打交道，無論三伏天還是寒冬，各種環(huán)境下的數(shù)據(jù)都需要一一測量核對。
2012年，數(shù)以萬計的測試數(shù)據(jù)沒有白費(fèi)。吳燁課題組發(fā)現(xiàn)，標(biāo)準(zhǔn)化的臺架測試并不能真實(shí)反映重型柴油車污染物排放現(xiàn)狀，“臺架作弊”成了行業(yè)潛規(guī)則，同時驗(yàn)證了“道路中重型柴油車的實(shí)際氮氧化物排放控制不盡如人意”這一論斷。該數(shù)據(jù)公布后引發(fā)了廣泛的爭議，在數(shù)據(jù)事實(shí)面前，一個重大的誤區(qū)和污染源被公之于眾，最終推動了北京市“重型柴油車車載測試法規(guī)”的出臺，率先推動了機(jī)動車污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的革新。
“頂天立地”，允許試錯
黃霞用“頂天立地”形容實(shí)驗(yàn)室的定位：“頂天”意味著瞄準(zhǔn)國際科學(xué)前沿;“立地”指的是緊扣國家重大需求。
在一批學(xué)術(shù)精英的帶動下，僅2014年，聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室的科技成果就獲得了一個國家科技進(jìn)步一等獎和兩個國家科技進(jìn)步二等獎，以及教育部、科技部、環(huán)保部等部委的多個獎項。登錄實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)站，數(shù)量繁多的獎杯獎狀并無蹤影，這里沒有高大上的宣傳，更多的是團(tuán)隊成員、研究方向、課題設(shè)置、學(xué)術(shù)交流等內(nèi)容的詳細(xì)介紹。
實(shí)驗(yàn)室最大的優(yōu)勢在于“聯(lián)合”二字?！奥?lián)合”意味著資源的整合，意味著通過優(yōu)勢互補(bǔ)能完成單一實(shí)驗(yàn)室完成不了的復(fù)雜任務(wù)。
“錢易院士和湯鴻霄院士的團(tuán)隊著重于研究水污染防治和水質(zhì)安全保障，唐孝炎院士和郝吉明院士等專家的團(tuán)隊傾向于大氣污染防治，每位專家在各自領(lǐng)域都有深厚的積淀?！秉S霞說，水和大氣是分不開的，往往廢氣問題解決了，污水又產(chǎn)生了，把水和大氣污染作為一個整體進(jìn)行聯(lián)合攻關(guān)，不僅能夠極大地節(jié)省研究成本、提高研究效率，而且能夠針對污染源標(biāo)本兼治。
在聯(lián)合創(chuàng)新之初，聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室發(fā)展并非一帆風(fēng)順。管理機(jī)制不順、學(xué)科間協(xié)作有阻力，曾一度使實(shí)驗(yàn)室課題推進(jìn)舉步維艱。“好在我們通過大膽創(chuàng)新突破了諸多思想上、制度上的壁壘，化劣勢為優(yōu)勢?！秉S霞說，以合三為一的協(xié)同治理為例，三個不同實(shí)驗(yàn)室的項目分別研究、再整合的過程往往需要3年，如今在聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室里通過一個立項就能一站式解決，極大節(jié)約了課題的時間和資金成本。
“過去讀研究生期間，研究效果往往因苛刻的結(jié)題時間而受到一定制約?！鼻迦A大學(xué)青年工程師李振華說，聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室給了我們相對充裕的時間，不僅能靈活地調(diào)用多個實(shí)驗(yàn)室的輔助配套資源，還能夠進(jìn)行一些超越常規(guī)的嘗試，這為原始創(chuàng)新提供了必要的創(chuàng)新土壤。
聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室的許多青年學(xué)者表示，“允許失敗”是這個國家實(shí)驗(yàn)室吸引他們到來的重要原因之一，科學(xué)允許試錯，適當(dāng)寬容才會有奇跡發(fā)生。
