哈工大发起从0到1基础研究攻坚战

先说几个核心判断：基础研究的突破，从来不是靠短期冲刺能拿下的，它需要长期的坚持、对“真问题”的敏锐判断，以及敢于碘伏传统的勇气。哈尔滨工业大学最近的动向，可以说是在这条路上迈出了关键几步。

从控制理论的体系重构，到极限材料的性能突破，再到对生命微观世界的重新解读——这所传统工科强校的实验室里，正批量涌现出“从0到1”的原始创新成果。这背后，是一场围绕基础研究的系统性变革。

基础研究是整个科学体系的源头，是所有技术问题的总机关。哈工大党委书记陈杰院士的判断很明确：“加强基础研究、强化原始创新，事关学校核心竞争力，更是回答‘打造新一批国之重器’重大命题的关键支撑。”目前，学校正在实施“筑基策源”发展战略，从科学端、工程端、交叉端、产业端同时发力，目标就是产出更多碘伏性和原创性的成果。

冲破传统体系 开创控制理论“新大陆”

“我们的很多研究工作，都好比在别人的园子里种树。我曾获得的两项国家自然科学奖也是如此。现在，我们是开辟了一片新的果园，不仅自己种树，也让别人来这儿种树。”中国科学院院士、哈工大航天学院教授段广仁用这个生动的比喻，概括了自己学术生涯的转型。

　　1月17日，段广仁院士在哈工大主办的“月球原位自主智造基础研究”创新论坛上作报告。

在当选院士前，段广仁已在经典控制理论领域深耕多年。他心里清楚，那个在20世纪80年代便已成熟的西方传统控制理论体系，已经触及天花板，很难再有碘伏性突破。尤其是进入21世纪，控制工程界虽然表面繁荣，基础理论却长期停滞，业内甚至发出了“控制已死，等待重生”的慨叹。这根刺，坚定了他“寻找新大陆”的决心。

当选院士后，段广仁毅然踏上了更艰险的学术征途。2020年，他创新性地提出了与经典体系截然不同的“全驱系统方法”控制理论框架。打个比方，传统控制理论以“状态空间模型”为核心，重点在于描述系统状态；而“全驱系统方法”采用的是一种全新的高阶全驱系统模型，直接服务于“控制”这个终极目标。这套理论在解决复杂非线性系统、时变系统等问题上表现出显著优越性，大大拓宽了控制理论的适用范围。

“这件事，比我此前的所有收获，都要重要得多。”段广仁说。

新理论刚诞生时，质疑声和争议声可不少。“一个碘伏性的东西出来，很多人第一反应都是怀疑，有的说‘老段那东西靠不靠谱？’……”段广仁坦言，真金不怕火炼，创新不惧质疑，科学最终还是需要用时间和数据来检验。

结果怎么样？短短5年时间，这套由中国学者自主原创的理论，已经吸引了全球20多个国家、150余所高校和科研机构跟进研究，发表的论文超过千篇。应用场景也迅速覆盖了航天器、机器人、无人机、微电网、高速列车、量子控制等诸多领域。凭借这项成果，段广仁拿下了黑龙江省自然科学奖首个特等奖，入选了2024年“中国高等学校十大科技进展”，还获得了国家自然科学基金委基础科学中心项目的支持。中国自动化学会为此成立了“全驱系统理论与应用”专委会，就连国际电气与电子工程师协会（IEEE）也专门成立了以该理论命名的技术委员会。

“做原始创新，不能追求短平快。真正的突破从不源于一味跟风。全驱系统方法表面看诞生了5年，实际上是几十年在一个领域坚守、系统性深耕的结果。”段广仁说，“有质疑很正常，欢迎大家和我争论。正是在质疑和争论中，人们才会了解、参与进来。”

近年来，哈工大构建起了“正向原创探索+逆向问题提炼”的双向协同布局，鼓励学者走出学术舒适区，敢于提出原创性理论、架构和标准。据哈工大科学与工业技术研究院基础科学处处长陈瑞润介绍，“十四五”期间，学校申报国家自然科学基金的数量实现了翻番式增长，多个团队荣获了国家自然科学基金委的卓越研究群体、创新研究群体等荣誉。

瞄准产业前沿 向工程最底层探索

“解决困难的最好办法，就是创新。”从事红外薄膜与晶体材料研究20余年来，哈工大航天学院教授朱嘉琦常常用这句话勉励学生。立足实际需求，突破文献束缚，面向国家重大工程凝练基础科学问题——这是他和他团队最鲜明的科研底色。

在极端环境下，传统的红外光学窗口材料难以满足多重性能要求。当高速飞行器以数倍音速穿行时，窗口材料不仅要承受几百摄氏度的高温和剧烈风沙的冲击，还必须保证红外目标信号高效穿透。面对这个问题，朱嘉琦没有停留在“小修小补”，而是从电子局域态、晶格振动这些基础物理机制入手，逐一破解理论难题。他带领团队建立了极端环境下红外透明导电薄膜光子学理论框架，为红外透明材料的性能提升提供了系统性支撑。

“短短几秒内，温度从一两百摄氏度骤升至四五百摄氏度，必须保证光学陶瓷不碎裂、目标信号稳传输。”朱嘉琦说，这正是基础研究要解决的“真问题”、要实现的“真目标”。如今，他们的成果已经在航空航天领域的多款国之重器上得到应用。

更具碘伏性的突破，来自金刚石。2010年前后，团队就做出了一个极具前瞻性的判断：金刚石绝不只是珠宝或工业切削的“牙齿”，它更有可能成为终极半导体材料中的重要候选。当时，金刚石大尺寸单晶制备及关键装备技术，长期被西方国家封锁。朱嘉琦带领团队攻克了微波等离子体稳定激发、偏压原位形核生长等一系列关键难题。如今，他们实验室里“长”出来的金刚石，不仅成本大幅降低，还推动显卡芯片等高功率器件的大规模散热应用取得了突破。

“‘从0到1’是科研工作者的责任，‘从1到100’、‘从100到N’，同样是我们的责任。”朱嘉琦说，新材料带来的性能变化是革命性的，在各个领域都有广阔的应用前景。未来，他和团队将继续瞄准行业需求，为高端装备、先进材料、核心器件等的研制贡献力量。

数据显示，“十四五”期间，哈工大牵头承担的国家重点研发计划项目是“十三五”期间的3倍，其中40岁以下青年教师担任负责人的项目占到三分之一。在新材料、先进制造、高端仪器、空天装备等领域，优势相当明显。

破译生命密码 探寻“细胞里的暗物质”

在哈工大，基础研究的触角不仅伸向浩瀚苍穹与极限材料，也深入到了关乎人类健康的微观生命世界。

与许多土生土长的工科教授不同，哈工大生命科学与技术学院院长胡颖教授走的是一条独特的学术之路。从山东大学、复旦大学到牛津大学，历经10余年海内外求学，她最终落脚哈工大。吸引她的是什么？是学校对基础研究的投入，更是那种允许失败、宽松自由的学术氛围。

“90%以上的肿瘤治疗失败，都与耐药相关。”胡颖说，肿瘤是天生的“平衡高手”，能够通过快速化解各种致命应激来维持自身稳态。因此，她没有盲目追逐基因突变等热门领域，而是站在更高的维度，审视肿瘤的“生存智慧”。基于此，她提出了“打破肿瘤稳态以杀伤癌细胞”的全新策略。

2015年，一次偶然的实验结果让她有了意外收获。当时，一个学生观察到一个经典肿瘤驱动蛋白在细胞内形成了异常凝聚体。不少同行认为，这只是实验操作中的“非特异性聚集”，属于杂质或干扰信号。但凭借多年的科研积累和科学直觉，胡颖判断：这背后极有可能蕴藏着从未被发现的肿瘤发生和耐药机制。果然，历时数年攻关，她和团队揭示出了一种全新的调控机制：仅仅一个氨基酸的修饰，就能调控该蛋白的聚集，并直接导致癌症关键驱动基因KRAS的靶向治疗产生耐药。这项成果于5月底发表在了国际顶级期刊《细胞》上。

“课本上的知识并非真理的全部，生命科学仍有无数待解之谜。”在胡颖看来，在日复一日的实验中捕捉生命的奥秘，就像是一个漫长又充满惊喜的“开盲盒”过程。“通过细致观察和严密逻辑推理打开盲盒，并被实验逐步证实的那一刻，那种与复杂生命体系对话的喜悦，是任何物质奖励都无法替代的。”

非编码RNA，被称为“生命暗物质”。胡颖说，未来将在这个前沿领域深入探索，希望发现更多全新、安全的药物靶点，为中国从“仿制药大国”迈向“原研药强国”贡献力量。

体制机制的松绑，带来的是创新活力的井喷。“十四五”期间，哈工大一批原创研究成果登上了国际顶级学术期刊，其中在《自然》《科学》上发表论文的数量是“十三五”期间的3倍。越来越多的“80后”“90后”青年科学家，开始在基础研究领域挑起大梁。

“规格严格，功夫到家。”哈尔滨工业大学校长、中国科学院院士韩杰才说，在基础研究的“无人区”里，在面向未来的科学高地上，哈工大人将按照布局重塑、人才驱动、保障到位、合作深化的总体思路，向下扎根、向上结果。这不仅仅是一所百年名校的自我超越，更是向着科学最高峰迈进的时代答卷。