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《科学时报》——在传承与创新中腾飞跨越
   [科学时报:鲁伟 通讯员:蔡怡春]

  伴随着新中国60年的历程,中国科学院武汉物理与数学研究所(简称武汉物数所)逐渐成长壮大,并发展成为具有重要影响的核磁共振波谱学研究基地和原子分子物理学研究基地。

  在几代人的共同努力下,武汉物数所共取得重要科研成果近300项。其中包括国家科技进步一等奖、国家自然科学二等奖、国防科技重大成果一等奖、国家星火科技奖以及中科院和省部级自然科学一等奖和科技进步一等奖等。

  目前,武汉物数所拥有波谱与原子分子物理国家重点实验室、武汉磁共振中心、中科院原子频标实验室(筹)、中科院冷原子物理中心、中科院数学物理联合实验室5个国家级或院级科研平台,同时也是武汉光电国家实验室的组建单位之一。已发展成为以核磁共振波谱学、原子与分子物理和数学物理基础研究为主,积极开展原子频标等高新技术研发的综合型研究所。

  改革创新一脉相承

  中科院武汉物数所是在1996年中国科学院结构性调整中,由武汉物理研究所(创建于1958年)和武汉数学物理研究所(重建于1979年)合并组建而成。在两所合并之前,著名原子物理学家王天眷,著名物理学家张承修,著名电离层物理与电传播学家李均院士,著名数学家李国平院士,著名数学家丁夏畦院士都曾在武汉物理研究所或武汉数学物理研究所长期工作并担任重要职务,为研究所的建设和发展做出了贡献。

  老一辈科学家的辛勤耕耘,为新成立的武汉物数所奠定了良好的创新基础。1997年,武汉物数所成为中科院首批18个“科研基地型”试点所之一,从1999年开始,分阶段进入院知识创新工程。

  在知识创新工程的神韵功力下,武汉物数所始终坚持面向国家需求和科学前沿,在承传经验中求发展,在保持优势中求创新,不断凝练发展目标,优化学科布局,形成了核磁共振波谱学、原子分子物理、数学物理和相关高技术应用等优势学科领域。这些举措使武汉物数所的整体实力、核心竞争力和可持续发展能力大为加强,承担了一系列国家重大重点研究任务,其中包括作为牵头单位和首席科学家负责的国家973(重大科学计划)项目3项,面向国家战略需求的高性能频标研制项目,以及国家科技支撑计划项目“300MHz-500MHz核磁共振波谱仪的研制”等等。

  武汉物数所一贯重视创新文化建设。研究所连续4届获得湖北省最佳文明单位称号。

  基础应用两翼腾飞

  “基础立所、两翼腾飞”。在新时期中科院办院方针指引下,武汉物数所领导班子不断进行战略谋划,从全局高度实现了研究所基础研究和高技术应用的全面发展。

   ——走向生物医学的磁共振波谱研究

  从物理学到化学,再到生物医学,不仅是国际上核磁共振波谱学的发展趋势,也是武汉物数所波谱学研究团队几十年始终坚持的发展方向。

  上世纪80-90年代,武汉物数所重点围绕核磁共振物理和固体材料的磁共振研究技术展开研究,取得了一系列突破性的成绩,提出了准确快速设定魔角的新方法,首先报道了脉冲Fourier变换的次谐波核磁共振现象,发展了Raman磁共振波谱学,揭示了脉冲Fourier变换磁共振实验中辐射阻尼效应的物理现象和本质,发展了核自旋动力学的研究方法等,多项成果获中科院自然科学奖。

  进入知识创新工程后,武汉物数所的磁共振波谱学研究坚持两“强”一“实”的发展思路:建设一支国内最强的研究队伍,开展强场核磁共振波谱理论、方法和技术研究,把核磁共振与化学和生物医学的交叉研究做实。目前已经形成了包括1名中科院院士、4名杰青在内的以中青年骨干为主,具有物理、化学和生物医学背景的知识结构合理、勇于创新的研究群体。

  该群体坚持以化学和生命科学中的重要科学问题为牵引,开展核磁共振新原理、新技术和新方法的研究,为相关领域的研究提供支撑;努力培养多学科交叉的人才,为推动核磁共振学科的发展,引领我国多学科交叉的磁共振基础与应用研究做出了显著贡献。近年来,群体成员在蛋白质结构和动力学的核磁共振波谱方法研究,基于核磁共振的代谢组学研究,脑科学的活体核磁共振波谱和成像研究,功能材料的核磁共振波谱方法研究,以及高场核磁共振谱仪研制等方面取得了一系列创新成果。有关成果发表在美国《科学》杂志、《美国科学院院刊》、《美国化学会会志》、《物理评论快报》等国际上有影响砸刊物上,并获得湖北省自然科学奖一等奖、中科院自然科学二等奖的多项奖励。

  2008年,依托武汉物数所建设的“武汉磁共振中心”通过国家科技部验收,成为国家大型科学仪器中心,成为面向国内磁共振研究的共享实验平台,发挥着重要的平台支撑作用。

  武汉物数所以核磁共振成像技术入股的方式,与沈阳东软数字医疗股份有限公司共同组建沈阳东软波普公司,致力于医用磁共振成像仪的生产与技术开发。其中0.23T和0.35T磁共振成像系统,已先后通过欧洲CE认证和美国FDA认证,产品已出口美国。

  ——基础和应用全面发展的原子分子物理研究

  武汉物数所的原子分子物理研究一直是该所的重要领域之一。1978年,中科院明确武汉物数所为开展原子分子物理研究的重点单位。几十年来,武汉物数所坚持原子分子物理基础研究和高技术应用研究,现已成为国内原子分子物理重要研究基地之一,在高性能原子频标的研制方面具有不可取代的地位。

  上世纪60年代,在王天眷先生的带领下,武汉物数所以原子分子物理学科为基础,率先在国内开展原子频标的研究,先后研制出了氨分子钟、铷激射器、主动型和被动型氢钟、以及适合于各种用途的系列铷原子钟,为国家建设作出了突出贡献,并获得包括国家科技进步一等奖等多种奖励。

  实施知识创新工程以来,该所在原子分子物理基础和高技术应用方面,有取得了一系列重大创新成果:揭示外加电磁场中原子电离的超快过程和光谱特性方面的系列成果发表在《物理评论快报》等杂志上;是国内少数几个实现铷原子的玻色-爱因斯坦凝聚的单位,利用该装置完成最新成果发表在《物理评论快报》上了;最早在国内实现了基于单个离子且具有极高精度的光频标的锁定;研制出了功耗仅有2.7瓦的小型相干布局囚禁(CPT)频标;研制出的高精度铷原子频标已经推广应用,解决了国家需求等等。有关成果多次获得湖北省自然科学一等奖等。

  武汉物数所非常重视高技术成果的转移转化。以小铷钟专利核心技术引资新成立的“武汉中科时润频标技术有限公司”已成为武汉物数所高新技术应用及其产业化新的亮点,标志着科技成果转移转化正向规模化方向发展。由该所的专利成果为基础并控股的武汉中科创新技术有限公司相继研发出具有国内一流品牌的便携式数字超声波探伤仪、手持式数字超声波探伤仪等超声检测系列产品。目前,该公司发展势头强劲,主打产品超声波探伤仪稳居全国行业前三强,各项性能和技术指标达到国际先进水平,并具有独立的自主知识产权,现已成为我国数字化超声检测仪器的重要研发基地。

  ——数学物理:坚持在传统特色中快速发展

  武汉物数所数学物理学科是由老一辈数学家李国平院士开创建立、丁夏畦院士指导发展起来的。1985年,该所确定了以数学物理为主要方向,大力加强数学物理方程、数学力学边缘领域的应用基础研究,相应发展与数学物理有关的基础数学分支和系统科学的数学理论及其在工程上的应用的发展战略。

  进入知识创新工程以后,数学物理研究室在坚持特色发展的基础上,进一步优化研究方向,注重学科交叉。主要围绕偏微分方程、多复变调和分析与函数空间理论、量子纠缠理论与应用、非线性动力学以及数学物理等展开研究,并取得了系列重大进展。

  在非线性偏微分方程的理论与其应用研究中,研究所关于Euler坐标下等熵气体动力学方程组整体熵解的构造尤其是包含真空的等温气体动力学方程组逼近解的收敛性(?=1)问题研究,解决了这一悬而未决的难题,得到了国内外同行的广泛关注,并获得2004年度美国工业与应用数学学会(SIAM)杰出论文奖。

  为更好地整合数学物理及相关领域的资源,增强联合攻关的能力,2006年,武汉物数所与中国科技大学、中科院数学与系统科学研究院联合组建了中科院数学物理联合实验室。近年来,该研究室先后承担了中科院重要方向性项目、国家自然科学基金重点项目等科研任务,并组织召开了多次大型国际学术会议和学术研讨班。

  人才强所共谱新篇

  人才是立所之本、创新之源。科技创新的竞争归根到底是人才的竞争。进入知识创新工程以来,武汉物数所一直致力于加大对人力资本的投入。在所长任期目标中围绕研究所战略发展目标制定了人才和队伍建设规划,把实现人才队伍建设与学科发展密切结合起来。坚持“靠事业吸引人,以待遇留住人,出政策激励人,用感情温暖人”。

  武汉物数所始终坚持以人为本,培养和引进并举,努力营造适合于人才发展的创新文化氛围,先后有丁夏畦、李钧、叶朝辉3人当选为中科院院士,8人获得国家杰出基金资助,3人担任“973”首席专家;1个团队获得国家创新群体,2个团队入选中科院和国家外专局创新团队国际合作伙伴计划。

  2007年9月9日,全国人大常委会副委员长、中国科学院院长路甬祥在视察武汉物数所时欣喜地说,“武汉物数所已经走上了自力更生和自主创新的快速发展轨道。过去大家在逆境中贵在'坚持’,现在已经有了信心,并向更高的目标奋进、攀登,应该得到鼓励。”

  “博观而约取,厚积而薄发”。经过知识创新工程的洗礼,武汉物数所正按照院党组的统一部署,坚持以科学发展观全面统领科技创新各项工作,以“面向国家需求加强基础前沿,支撑科学发展服务和谐社会”为己任,瞄准原子频标、磁共振波谱、原子分子物理、数学物理四个明确的学科方向,改革创新,锐意进取,朝着“国内领先、国际一流”的战略目标大步前行!








 
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