实现一批从0到1的原创性突破陕西夯实科技自立自强根基

　　国家双一流建设高校8所，中央在陕科研院所30余家，国家（全国）重点实验室20余个，拥有包括72位两院院士在内的一大批高层次人才，数学、物理、化学、生命、地球科学体系健全陕西基础研究家底厚实，创新潜力十足。
　　基础研究处于从研究到应用再到生产的科研链条起始端，地基打得牢，科技事业大厦才能建得高。
　　近年来，陕西坚持创新驱动发展战略，全面强化创新策源功能，推进体系化、探索性和应用性基础研究，实现了一批从0到1的原创性突破，为科技创新和成果转化奠定了基础，成为高质量发展的压舱石。
　　镜头一于空白处落笔精准雕刻北京时间
　　自主研发系列核心设备，将我国标准时间与国际标准时间的偏差从30纳秒减小至3纳秒，综合性能跃居世界前三，为我国时间频率研究水平和服务能力整体跻身国际前列作出重大贡献
　　在西安临潼，距离陕西文化名片秦始皇兵马俑不足8公里的一处不起眼的院落里，中国科学院国家授时中心主任、首席科学家张首刚和他的团队埋头攻关近20年，突破了一系列关键核心技术，擦亮了北京时间，源自陕西的科技名片。
　　我国标准时间即为北京时间。过去几十年，国家标准时间产生的核心设备原子钟依赖国外进口。以守时用的小铯钟为例，不仅价格昂贵，而且只能在规定地方应用，不准转借他人使用，要求十分苛刻。张首刚说。
　　2005年，张首刚从北京来到临潼，主持原子钟研发与标准时间研究。研发原子钟需要有相关的物理知识和设备，但是当时陕西没有一个人从事冷原子物理研究，所以我就从零开始，从单位一间地下室起步，搭建平台、招募人才，创建量子频率标准研究团队，开始研制国家的时间基准钟冷原子铯喷泉钟。张首刚说。
　　时间是目前测量精度最高的物理量，也是应用最广的物理量，其服务和应用支撑着社会运行、经济建设，特别是在数字通信、卫星导航等领域发挥着基础性作用。
　　高精度时间频率是国家战略资源，事关经济社会发展。张老师经常勉励我们‘国家人’要做好‘国家事’，‘国家队’要担起‘国家责’。张首刚团队成员、国家授时中心科研人员孙富宇说。
　　经过近20年的发展，张首刚建立起的国家授时中心量子频标研究室已拥有70余名中青年科研人员，并成为中科院重点实验室。团队不仅自主研制出了国际先进的基准型冷原子铯喷泉钟，还研制了7种不同应用类型的新型原子钟，包括世界首款光抽运小铯钟产品、世界第二台守时型铷原子喷泉钟。这些原子钟的成功研制，使中国成为能够自主产生国家标准时间的国家。
　　这些年来，我们始终坚持面向国家重大需求，面向世界科技前沿，致力于时频领域科技攻关和创新。张首刚说。去年10月，国家授时中心牵头研制的空间站高精度时频科学实验系统随梦天实验舱入住中国空间站。该系统由13台单机组成，包括全球首台空间光钟、全球首台空间超窄线宽激光器等多个首创设备，将为精密测量物理等基础科学研究提供实验平台，为相关工程应用提供高精度时间频率信号。
　　张首刚提出构建天地一体化国家弹性授时体系，并计划在5年内完成建设。系统建成后，长距离、跨区域重大设施之间的时间同步精度可以提高4个到5个数量级，对科学研究意义重大，也会让我们的生活更加便利。张首刚说。
　　镜头二甘坐冷板凳探索人类生命之源
　　3月4日，中央广播电视总台感动中国2022年度人物颁奖盛典隆重举行，中国科学院院士、古生物学家、西北大学教授舒德干等10余位活跃在网络上进行科普工作的银发知播获奖。
　　已经77岁的舒德干科研任务繁重，为何还要抽出时间做科普？科技创新、科学普及是实现创新发展的两翼，同等重要。因此，我很愿意在线上线下多渠道传播科学知识、展示科技成就，为树立热爱科学、崇尚科学的社会风尚作出贡献。舒德干说。近年来，舒德干和他的团队通过视频网站、西北大学博物馆等渠道，向青年学生和社会公众传播生命与地球演化知识。
　　不仅是科普，舒德干的科研工作同样成就突出。20多年来，舒德干和他的团队先后发现了天下第一鱼昆明鱼目和古虫动物门华夏鳗长江海鞘等震惊世界的古生物化石，把人类起源的实证探索由百万年级向前推进至5亿多年前，为揭示地球早期生命演化过程作出了重大原创性贡献。
　　寒武纪生命大爆发被称为进化生物学的一大悬案：大约5。4亿年以前，在不到地球演化史1的时间里，迅速产生了90以上的动物门类。主张渐变论的达尔文坚持认为自然界不存在飞跃，大爆发不过是化石记录保存不全造成的假象。这一奇特现象成为当代自然科学六大难题之一。
　　舒德干基于早期化石大数据分析，提出量变与突变交替、渐变与突变统一的三幕式寒武纪大爆发假说。该假说是进化论十大猜想中唯一由中国学者提出的科学猜想，比达尔文渐变猜想和古尔德突变假说更接近历史的真实，有力支持和补充了进化论，获得了国际学术界的认可。
　　目前，舒德干团队在古生物学研究领域稳居全球第一梯队。他们在《自然》《科学》杂志上发表了10余篇重要论文，承担自然科学基金重点项目等国家级科研任务20余项，先后获得国家自然科学奖一等奖和二等奖、长江学者成就奖一等奖等奖励，研究成果两次入选中国十大科技进展。
　　经过舒德干的精心培养，团队成员成绩喜人：张兴亮和张志飞的学位论文被评为全国百篇优秀博士学位论文；刘建妮在《自然》杂志发表了《中国发现具有节肢的早寒武世叶足动物》，首次揭示了节肢动物门的起源与早期演化难题；张兴亮、傅东静等人在《科学》杂志发表了《华南早寒武世布尔吉斯页岩型化石库清江生物群》，成为进化古生物学界又一突破性发现。
　　古生物学研究工作环境十分艰苦。每年，舒德干和团队成员都有几个月时间在野外度过，从祖国的大西北到贵州、云南，从浙江到四川，从野外勘探、化石采集，到实验室整修、研究、鉴定，都是苦差事。
　　从事古生物学研究，就要坐得住冷板凳、守得住寂寞，少计报酬，献身科学。舒德干说。如今，已过古稀之年的他依然带领团队成员，找寻着我是谁，我从哪里来的终极答案。
　　镜头三无心插柳破解动态无线电能传输技术难题
　　你是否期待有一天手机和笔记本电脑无论在哪儿都能随时充电？是否期待我们不再为电动汽车续驶里程而担忧，可以边开边充？或许西安交通大学科研人员在动态无线电能传输技术领域的新突破能让我们梦想成真。
　　今年2月，西安交通大学电气工程学院副教授董天宇、邹建龙等人以《基于高阶伪厄米物理的稳定频率鲁棒无线电能传输》为题，在物理学国际顶级期刊《物理评论快报》发表文章，介绍了团队在动态无线电能传输技术方面的最新理论成果。
　　无线电能传输技术因其极为灵活的供电方式被业内认为是‘十项引领未来的科学技术’之一。但是该技术容易因线圈错位和环境变化而被扰动，导致传输功率变化和传输效率下降。董天宇说，以目前主流的商用无线充电产品为例，当手机等移动设备离开充电器时，充电效率就会下降甚至无法充电，空间局限性较大。因此，如何为移动接收设备提供稳定高效的无线电能传输，目前是一大挑战。
　　经过近一年的理论研究和反复实验，董天宇和他的同事发现并提出一种新的理论方案：通俗来讲，就是我们优化了充电设备的组成和布局，提高了充电效率，像在城市繁华路段把设备安装集成在地下，电动汽车、手机等移动用电设备经过时即可自行充电，不用进充电站或者找充电器，节约了时间和空间。而且该设备无论是一对多还是多对多充电，效率都比较高。董天宇说。这种基于非厄米物理的设计方案为推动实用化动态无线电能传输技术提供了强有力的理论支撑，具有广泛的科学价值与应用前景。
　　不到一年时间，何以在动态无线电能传输技术领域取得如此突破？成绩的背后，正是董天宇等人10余年来坚持基础研究的结果。
　　其实是‘无心插柳柳成荫’。我们从2008年就开始涉足高性能无线传感研究，当时是想着做这个研究可以治病救人，能够用于颅内压、眼压、脉搏等指标的实时监测。去年，我们团队开始关注动态无线电能传输，发现其与高性能无线传感背后的数学、物理等基础理论是相通的，就集中攻关，很快取得了突破。董天宇说。
　　基础研究是科技创新的源头。未来，我们将坚持‘四个面向’，坚持目标导向和自由探索‘两条腿走路’，持续推进以动态无线电能传输、高性能无线传感和电磁多物理场工业仿真软件开发等为代表的应用性基础研究工作，为高水平科技自立自强贡献陕西力量。董天宇说。