科技創(chuàng)新的“千里馬”

艾杰

在吉林大學(xué)，有這樣一支科研團隊，他們秉持科技報國的理想信念，奮戰(zhàn)在科技創(chuàng)新的最前沿，經(jīng)過長年累月的艱辛探索，取得了世界一流的科研成果，成為新時代的科技領(lǐng)跑者。這就是吉林大學(xué)“計算物理方法與軟件平臺”科研團隊。八月暑假的一天，記者采訪了該團隊的負責人——吉林大學(xué)物理學(xué)院院長、超硬材料國家重點實驗室博士生導(dǎo)師、長江學(xué)者、國家杰出青年科學(xué)基金獲得者、全國優(yōu)秀科技工作者馬琰銘教授。

馬老師工作的唐敖慶樓坐落在美麗的吉大校園。記者看到，我國現(xiàn)代理論化學(xué)研究的開拓者和奠基人唐敖慶先生凝視遠方的塑像，在燦爛陽光的照射下熠熠生輝。樓前電子顯示屏上一行大字格外醒目：“發(fā)揚獻身、創(chuàng)新、求實、協(xié)作的科學(xué)精神，為建設(shè)社會主義物質(zhì)文明和精神文明奮斗終生！”。在馬琰銘教授辦公室，記者見到了這位國內(nèi)外知名的大學(xué)者、科學(xué)家。剛剛開完學(xué)術(shù)會議的馬老師，言辭謙和，面帶笑容，一點兒也沒有名人的架子，伴隨著他簡潔真誠的話語，一行行生動的文字流淌在記者的筆下……

科技報國學(xué)成歸國組建科研團隊

1972年9月，馬琰銘出生在延邊朝鮮族自治州安圖縣一個風光秀美的小山村。他天資聰穎，勤奮好學(xué)。1990年，馬琰銘考入延邊大學(xué)，在攻讀物理專業(yè)學(xué)士、碩士學(xué)位期間，他學(xué)習成績和綜合表現(xiàn)優(yōu)秀，多次獲得學(xué)校的一等獎學(xué)金。高中時代萌生的對物理學(xué)科的濃厚興趣和成為一名物理學(xué)家的渴望，促使他學(xué)海無涯苦作舟。為考取吉林大學(xué)鄒廣田院士的博士研究生，他一個人不分晝夜地緊張復(fù)習，很多課程都是從零學(xué)起。經(jīng)過一段“快要精神分裂了”的艱辛努力，他成功地考入了吉林大學(xué)攻讀博士學(xué)位，師從仰慕已久的國內(nèi)高壓物理學(xué)家鄒廣田院士。在鄒廣田院士的指引下，馬琰銘踏入了高壓物理的研究領(lǐng)域。2001年，馬琰銘獲吉林大學(xué)超硬材料國家重點實驗室凝聚態(tài)物理專業(yè)理學(xué)博士學(xué)位，并留校任教。2002年至2004年，他赴加拿大科學(xué)院進行博士后研究，在加拿大皇家科學(xué)院院士謝約翰的指導(dǎo)下，學(xué)術(shù)上取得很大進步，對科研方向的選擇越來越明確。

馬琰銘教授說：“那時留在國外很容易，填張表就可以入外籍。我當時想都沒想，就是想學(xué)成回國為國家做貢獻。我在國外做出的成果是外國人的。國家培養(yǎng)了我，我做出的成果應(yīng)該是屬于中國的?！?/p>

懷揣著科技報國的夢想，2004年，馬琰銘毅然回到祖國，回到母校，組建了吉林大學(xué)“計算物理方法與軟件平臺”團隊。他把“科技報國”作為團隊中每位教師的理想信念和矢志不渝的追求，堅持為中華民族的偉大復(fù)興事業(yè)貢獻團隊和每位教師的力量。

馬琰銘老師說：“只有科技力量強大，國家才能真正強大。我們國家在發(fā)展自主知識產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵理論方法或?qū)嶒灱夹g(shù)方面還存在不足，作為科技工作者有責任有義務(wù)為國家解決關(guān)鍵性科學(xué)難題，讓國家走出困境，不再受制于人?！本瓦@樣，帶著中國人的自信和豪情，他帶領(lǐng)這支團隊，踏上了“計算物理方法與軟件平臺”的自主開發(fā)和研究之路。十四年后的今天，團隊已經(jīng)研制出具有世界一流水平、完全擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的計算物理軟件，打造出了在國內(nèi)外具有重要影響力的計算軟件平臺。

科技創(chuàng)新攻克科研領(lǐng)域世界性難題

“凝聚態(tài)物質(zhì)或材料的結(jié)構(gòu)決定著材料的宏觀物理和化學(xué)物質(zhì)。由于受到樣品、實驗條件等限制，實驗上確定物質(zhì)結(jié)構(gòu)仍面臨著諸多的困難和挑戰(zhàn)。因此，發(fā)展僅依據(jù)化學(xué)組分來確定結(jié)構(gòu)的理論方法極為重要?！瘪R琰銘團隊帶著這樣的初衷開始了科技課題攻關(guān)的征程。

馬琰銘教授說：“根據(jù)化學(xué)配比來確定物質(zhì)結(jié)構(gòu)，是學(xué)術(shù)界的世界性難題，為了攻克它我們團隊的所有人付出了長期的努力。”

回想起團隊走過的路，馬老師感慨萬千：“我們經(jīng)過了無數(shù)次地測算、推翻、再重來。每一個小的改進，可能都要經(jīng)過幾年的時間，但我們從未放棄，我們知道這是學(xué)科領(lǐng)域重大的科學(xué)問題，一旦突破了會取得重大的成功。從不斷的失敗到最后的成功，這個過程相當難熬，但搞科研就是這樣的，你永遠不知道結(jié)果，沒有預(yù)見性?？蒲胁荒芎ε率?，科研的成果都是創(chuàng)新性的，創(chuàng)新意味著是前人沒有做過的，就會面臨失敗。”

經(jīng)過多年的潛心研究，2010年，馬琰銘團隊基于晶體對稱性分類檢索思想，通過結(jié)構(gòu)的指紋量化表征，引入基于群體智能理論的全局優(yōu)化算法，實現(xiàn)了材料勢能面的高效搜索，提出并發(fā)展了擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的CALYPSO結(jié)構(gòu)預(yù)測方法與軟件。根據(jù)化學(xué)配比來確定物質(zhì)結(jié)構(gòu)這道世界性難題終于被他們的科研團隊攻克了。

近年來，馬琰銘教授作為首席科學(xué)家，帶領(lǐng)團隊緊緊圍繞“計算物理方法與軟件平臺”這一核心目標，主持承擔了多項科研課題。包括：科技部“高性能計算”重點研發(fā)項目，教育部長江學(xué)者獎勵計劃項目，國家杰出青年科學(xué)基金項目，國家自然科學(xué)基金委重大研究計劃重點項目，國家自然科學(xué)基金委重點項目等。

在科研項目的持續(xù)支持下，團隊創(chuàng)新開發(fā)的“計算物理方法與軟件平臺”不斷得以豐富和完善，已經(jīng)在美國、英國等56個國家和地區(qū)得到了推廣和應(yīng)用，被750多個科研單位的2200余位同行簽訂版權(quán)協(xié)議來使用，其中包括多位諾貝爾獎獲得者、科學(xué)院院士等。用戶在高水平科學(xué)刊物發(fā)表了630余篇論文，解決了一大批關(guān)鍵性科學(xué)難題。為此，研究團隊先后獲得國家自然科學(xué)二等獎、教育部自然科學(xué)一等獎和“高壓科學(xué)杰出青年學(xué)者獎”等榮譽。

難能可貴的是，團隊將這種世界領(lǐng)先的計算方法和軟件平臺完全免費提供給使用者。馬琰銘教授說：“我們目的就是希望用這些方法來研發(fā)新材料，和世界范圍內(nèi)的科學(xué)家一起努力，推動材料設(shè)計領(lǐng)域向前發(fā)展?！?h3>科技領(lǐng)跑實現(xiàn)黃大年未竟的心愿

2016年12月13日，為表彰馬琰銘在量子力學(xué)材料和分子模擬領(lǐng)域取得的突出成績，意大利國際理論物理中心和基金會，將首屆沃爾特·科恩獎授予他。評選委員會成員一致認為：馬琰銘發(fā)展了基于密度泛函理論確定晶體結(jié)構(gòu)的有效方法，預(yù)言了材料在高壓條件下的新奇物相。他的研究工作對這一領(lǐng)域產(chǎn)生了巨大的影響。他是國際量子力學(xué)材料模擬領(lǐng)域的一顆冉冉升起的新星。

吉林大學(xué)統(tǒng)戰(zhàn)部部長李洪明告訴記者：“鑒于馬琰銘教授的貢獻和影響，黃大年老師去世后，學(xué)校決定讓馬老師接替黃大年，擔任吉林大學(xué)歐美同學(xué)會·留學(xué)人員聯(lián)誼會會長。上任以來，他在聯(lián)系海外同行、接觸國外先進經(jīng)驗、在科研主戰(zhàn)場凝聚智慧和力量方面發(fā)揮著重要的作用?！?/p>

談到黃大年老師，馬琰銘教授的眼里閃著淚花。他說：“曾經(jīng)和大年老師一起參加過學(xué)術(shù)會議，聆聽過他的發(fā)言。他思路開闊、有好多點子。他偉大的愛國情懷、拼搏忘我的工作精神、刻苦認真的治學(xué)態(tài)度，永遠值得我學(xué)習。”

今年5月，馬琰銘老師領(lǐng)導(dǎo)的“計算物理方法與軟件平臺”科研團隊入選吉林省“黃大年式科研團隊”。馬琰銘教授感到肩上的擔子更重了，他說：“我們會更加努力前行，不忘初心，發(fā)揚黃大年精神，踏踏實實地把我們的工作做好?！?/p>

為了能夠?qū)⒖萍汲晒D(zhuǎn)化為更大的社會效益，有力助推吉林轉(zhuǎn)型升級和振興發(fā)展，科研團隊已經(jīng)連續(xù)5年在北京、長春等地舉辦研討會，服務(wù)廣大軟件用戶。

科研沒有盡頭，展望未來，馬老師躊躇滿志：“在技術(shù)上不斷創(chuàng)新，把我們這個軟件平臺做得更好，一直保持世界領(lǐng)先，為吉林大學(xué)走向輝煌做出貢獻?！瘪R琰銘帶領(lǐng)的團隊現(xiàn)有7名教師、30名學(xué)生。骨干成員包括：國家“青年千人”入選者、國家優(yōu)秀青年科學(xué)基金獲得者張立軍教授，國家優(yōu)秀青年科學(xué)基金獲得者李全教授，教育部“新世紀優(yōu)秀人才”王暉教授等。在帶領(lǐng)團隊走在世界科學(xué)前沿的目標下，站位高、視野寬的馬琰銘教授更想為國家培養(yǎng)更多的人才。

目前，馬琰銘教授正帶領(lǐng)科研團隊沿著黃大年的足跡，履行他曾許下“振興中華，乃吾輩之責”的錚錚誓言，為國家的科技事業(yè)再攀高峰。