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中國網/中國發展門戶網訊 世界正處于百年未有之大變局,在此背景下的行星科學與深空探測領域發展,給新時代青年學者提供了千載難逢的機遇。深空探測是建設科技強國的重要驅動力之一,而處于萌芽階段的行星科學,則是推動我國向深空探測強國轉變的關鍵因素之一。行星科學的前沿科學問題,深空探測的關鍵技術難題,急需青年學者投身其中、發揮才智、刻苦攻關。
但是,我國行星科學和深空探測的未來不僅需要青年學者自身持續奮斗,還需要為其營造創新友好的發展環境,以更利于釋放青年學者的創新潛能。本文梳理了青年學者投身行星科學與深空探測的機遇和挑戰,并建議通過堅持科學引領、保護原創思想,加快行星科學一級學科建設,以及完善人才評價機制和培養機制等,促進青年學者投身于行星科學和深空探測事業,以加快實現我國在行星科學和深空探測領域的強國夢。
百年未有之大變局下的行星科學與深空探測
當今世界正經歷新一輪大發展、大變革、大調整,大國戰略博弈全面升級,國際體系和國際秩序深度調整,人類文明發展面臨的新機遇和新挑戰層出不窮,不確定、不穩定因素明顯增多。世界處于百年未有之大變局,深刻認識這一變局的豐富內涵,牢牢把握變局給中華民族偉大復興帶來的重大機遇,是新時代開拓廣闊發展空間、實現“兩個一百年”奮斗目標的現實要求。
深空探測是國家科技規劃和發展戰略的重要組成部分,是實現科技強國的重要驅動力之一,也是大國展現綜合國力的舞臺。回顧20世紀,冷戰背景下的太空競技成為了美蘇爭霸的焦點之一。美國“阿波羅計劃”的實施調動了大批企業、高校和科研院所等超過30萬人進行協同攻關,催生了液體燃料火箭、微波雷達、無線電制導、合成材料、計算機、無線通信等大量高新技術,帶動了美國科技的整體發展與工業繁榮,從而奠定了美國的空間霸權地位。21世紀以來,隨著地球資源的日益短缺、人類生存環境的逐漸惡化,國際深空探測領域呈現出了新的發展趨勢;同時,隨著月球探測的深入,我國深空探測也呈現出一系列新的特征,邁進了快速發展的新階段。
國際深空探測任務目標發生了變化,開始從“認識”向“利用”轉變。當前,新一輪月球和深空探測實踐中,任務目標逐步由純粹的科學研究轉向科研與應用并重。開發利用月球資源和小行星資源已經成為世界各主要大國深空探測的重要目標。圍繞太空資源的探測與利用,大量民間資本開始進入太空探索與開發領域,相應的法律法規也在各主要國家逐步制訂和出臺。與以往的探測活動對比,現階段的深空探測形成了鮮明的新時代特色。
在國際深空探測目標轉型的大背景下,我國深空探測的任務規劃也發生了變化,開始從“技術制約”到“科學引領”轉變。2007年,嫦娥一號繞月探測任務的實施,標志著我國加入了“國際深空探測俱樂部”。隨著“嫦娥工程”的實施,我國月球探測成功實現了“繞”“落”“回”,任務規劃由最初受到大量技術制約的狀況逐步向服務科學問題研究和關鍵技術驗證轉變,從而使科學研究與探測工程協同發展。
隨著深空探測的發展,我國基礎科學學科也發生了變化,行星科學開始萌芽和發展。我國自然科學體系經歷了長久的學科分化與細化,正在走向交叉與融合。在深空探測相關工程的推動下,以地外天體為研究對象,交叉融合地球科學、天文學、數學、物理學、化學、生物學等絕大多數自然科學學科的行星科學逐漸萌芽,并進行著非常迅速地迭代,成為最具代表性的新興學科和交叉學科之一。縱觀國際上相關發展歷史,美國成為國際深空探測的領跑者,離不開行星科學的牽引。行星科學研究太陽系內與系外行星、衛星、彗星等天體和行星系的基本特征,以及它們的形成和演化;行星科學是地球科學的自然外延,是前沿基礎研究和先進技術的融通,是推動我國向深空探測強國轉變的重要科學力量。行星科學與深空探測的緊密結合和協同發展,是我國邁向深空探測強國的必由之路。
青年學者投身行星科學與深空探測的機遇
科技的未來在青年,青年強則國強。習近平主席在給“2019世界青年科學家峰會”的賀信中指出:“讓更多青年科技人才施展抱負、成就夢想,以科技創新引領經濟社會發展,共創人類發展的美好未來!”毫無疑問,青年學者是創新型國家建設的生力軍。百年未有之大變局背景下的行星科學與深空探測領域發展,給新時代的青年學者提供了機遇。
行星科學與深空探測所面對的問題都是人類未曾涉足的“無人區”,充滿著未知和挑戰,是青年學者突破思維極限,充分發揮創造力的重要舞臺。以嫦娥五號任務圓滿成功為起點,我國探月工程四期和行星探測工程將接續實施。目前,我國首次火星探測任務天問一號探測器即將著陸火星;嫦娥六號、七號、八號,小行星探測、火星取樣返回、木星系探測等工程任務也將按計劃陸續實施。從科學問題的提出到探測任務的規劃,從技術攻關到載荷研制,都將需要大量行星科學與深空探測的人才,尤其是青年人才。青年是最富有創新精神的社會群體,青年時代是科學家最具創造性的黃金時代??梢灶A見,青年學者投身這一領域,將有助于真正實現“從0到1”的突破,真正踏足“無人區”進行探索。行星怎樣形成,地球人類在宇宙中是否獨一無二,地球生命在何處產生、如何產生,太陽系的其他星球上現在和過去是否存在生命等世界前沿科學問題,正有待青年學者投身探索。例如:2020年底,我國嫦娥五號探測器對月球樣品的采集并返回地球,已經引起地球科學領域青年學者的廣泛關注。
行星科學與深空探測對國家的政治、經濟、科學及人類社會的可持續發展具有重大而深遠的意義,是青年學者施展抱負的重要平臺。到2035年,我國的發展目標是進入世界創新型國家前列。深空探測活動能夠牽引多學科的創新,帶動工程技術的進步,推動一系列新技術、新工藝、新材料的應用向國民經濟轉移,世界主要航天國家均將開展深空探測作為國家綜合實力提升的重要途徑。在新時代的行星科學與深空探測研究和任務中,青年學者肩負時代賦予的重任,需要以拼搏激發創新夢想,以實現支撐我國成為行星科學與深空探測強國的理想抱負。
還需指出的是,青年學者是未來我國走向行星科學與深空探測強國的關鍵力量,因而青年學者的格局影響著未來我國行星科學與深空探測的高度。一方面,行星科學與深空探測是現代科學技術的集大成者,交叉融合地球科學、天文學、數學、物理學、化學、生物學等絕大多數自然科學學科,任何學科的學者都有機會轉型進入這一領域,服務國家戰略。另一方面,青年學者要把個人成長與國家發展、國家命運有機結合起來,只有國家更強大,個人機遇才更多。
青年學者投身行星科學與深空探測的挑戰
我國行星科學和深空探測,亟待青年學者以青春之活力不斷開拓創新,擔起時代使命,瞄準世界前沿科學,積極搶占發展制高點。這不僅需要青年學者持續奮斗,還需要營造創新友好的發展環境,以更利于釋放青年人才的創新潛能。目前,青年學者投身行星科學與深空探測事業仍存在4個方面的挑戰。
(1)青年學者的原創思想缺乏保護。深空探測任務的規劃中原創思想至關重要,也往往需要經過長期的探索和論證,才能最終形成科學目標和探測計劃。有些青年學者在這一過程中發揮著中堅作用,但其新思想有時卻因資歷而被忽視,亦或是被他人“侵占”,這傷害到年輕學者參與深空探測的積極性。相對而言,在美國等深空探測強國,大到探測任務,小到科學載荷,約定俗成由原創思想的提出者(即便是資歷尚淺的青年學者)擔任首席科學家,這體現出了很好的知識產權保護制度。但我國深空探測領域尚缺乏對原創思想的保護制度。例如,在任務征集階段,收集科學家的想法之后,這些想法往往杳無音訊,如石沉大海;部分思想即便被采納,也不會注明原始思想的提出者。在“論資排輩”的現行體制下,如若好想法是青年學者所提,其結果有時是“鳩占鵲巢”,即青年學者原創思想被“侵占”。甚至,在一些經過多年論證最終立項的探測任務和載荷研制中,提出原創思想的青年學者卻被排除在外。這是對原創精神的踐踏,傷害了青年學者參與深空探測任務論證和規劃的積極性。
(2)傳統學科設置不利于青年學者投身行星科學與深空探測??萍假Y源的配置與學科設置密不可分,而傳統的“數、理、化、天、地、生”六大理學基礎學科已形成科技資源的固有配置模式。對于行星科學這樣多學科融合的新興學科和交叉學科,無論科研項目,還是人才獎項,都無法與傳統學科競爭,很難從固有分配模式的夾縫中爭取到資源。青年學者正處于事業上升期,需要更多、更穩定的資源支撐其開展研究工作。行星科學受制于傳統學科設置,較難獲得科研所需資源,很多青年學者因此望而卻步,這是青年學者投身行星科學的主要困難之一。
(3)評價機制制約行星科學與深空探測領域青年學者成長。行星科學與深空探測是科學和技術的高度融合,既涵蓋了自然科學的主要學科,又涉及諸多工程技術,因而成果的表現形式多樣,難以被指標化和形式化。同時,探測任務從論證到實施,研究周期長,合作范圍廣,需要青年學者潛下心進行長期研究和攻關,很難在短時間內取得“短、平、快”的成果?,F有的科研評價機制往往按年度考核,這更利于從事“短、平、快”的研究工作,而不能完全適應快速發展中的行星科學與深空探測領域研究工作,從而制約了該領域青年學者的成長。
(4)行星科學與深空探測領域人才培養機制缺失。我國深空探測起步較晚,行星科學也剛剛展露雛形,還沒有形成完善的人才培養體系。至今,國內僅有有限的幾所高校,如中國科學院大學、中國地質大學、南京大學等設置零星的相關課程,尚未建立完整的行星科學學科培養體系,青年學者后繼乏力。此外,我國現有大部分行星科學領域青年學者都是由地球科學和天文學領域“轉行”而來,而深空探測領域青年學者主要是由工程技術領域人才組成,二者在行星科學與深空探測領域所需的知識結構方面都存在“短板”和缺陷?!稗D行”之路并非我國行星科學發展的長久之計,建立完善的人才培養機制,打通青年人通往行星科學與深空探測領域之路,使更多青年人才投身我國行星科學與深空探測研究,才是促進該領域發展的題中應有之義。
相關政策建議
我國行星科學與深空探測快速發展,既是青年學者的機遇,更是青年學者的時代使命。結合我國行星科學與深空探測的發展趨勢,針對青年學者投身該領域面臨的機遇與挑戰,提出4個方面的政策建議。
(1)堅持科學引領,保護原創思想?!吨腥A人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》中強調“實施知識產權強國戰略”,這在行星科學和深空探測領域至關重要。在深空探測任務中要真正實現科學的引領作用,尊重原創思想是最重要的基礎之一。借鑒美國等深空探測強國的成功經驗,從探測任務構想到論證、立項,每一步都應明確每個人的貢獻,形成制度,保護青年學者的知識產權。
(2)加快行星科學一級學科建設。建設行星科學一級學科,是服務和支撐國家深空探測重大戰略需求、趕超和引領自然科學發展潮流的重要舉措。我國當前相關研究初具規模,人才年輕化、國際化,建設行星科學一級學科的時機已經成熟。已有中國科學院大學、中國科學院地質與地球物理研究所、中國科學院地球化學研究所、中國科學技術大學、北京大學、中山大學等15家大學或科研單位成立了名稱帶有“行星科學”的系所或獨立研究機構。我國行星科學教育已經萌芽,并率先在地球科學和天文學領域發展起來。最近10多年,中國科學院的一些研究所和部分高校以交叉研究的形式,培養了一批行星科學方向的研究生,并授予地球科學或天文學的學位。
(3)完善評價機制。建立全面的、多元化的科研績效評價標準,針對不同的工作性質,進行有差異性的分類評價機制。例如:行星科學重在原始性創新,制定評價標準時應本著鼓勵探索、寬容失敗的指導思想,具體情況具體分析,鼓勵“十年磨一劍”,引入中長期考評機制;深空探測工程的績效評價則需要結合工程任務的需求,把關鍵技術創新的突破,重大工程的實現等要素作為主要的評價標準。盡快做到有效合理地配置科研資源,使人盡其才、物盡其用。
(4)完善人才培養機制。系統的行星科學與深空探測教育體系,既涵蓋行星科學相關的課程,也包括工程技術相關的課程。完善相關課程,培養行星科學與深空探測發展所需的綜合性青年學者,并促進更多青年學者投身于這一領域,推動我國從行星科學大國向行星科學強國的跨越式發展。
(作者:楊蔚,中國科學院地質與地球物理研究所;李雄耀,中國科學院地球化學研究所;魏勇,中國科學院地質與地球物理研究所?!吨袊茖W院院刊》供稿)