周磊教授：“啃最硬的骨头”，从基础上改变科研范式 | 基础研究大家谈
发布时间：2023-11-16 阅读次数：5215
近来，基础研究得到了前所未有的重视。在中共中央政治局第三次集体学习上，习近平总书记对加强基础研究给予重要指示，中国光学学会名誉理事长、《光学学报》主编、北京大学校长龚旗煌院士对基础研究问题进行了讲解与工作建议。
基础研究有不同的层次，在各个领域的表现也不尽相同，也并没有绝对的判定标准。基于此，中国光学学会联合中国激光杂志社开展“光学领域基础研究大家谈”专题报道，邀请光学领域多位专家学者进行讨论、解读，希望能在广泛的交流中，对我国光学领域基础研究的发展与深入做出贡献。
本期采访嘉宾：周磊教授
周磊，Photonics Insights创刊主编，复旦大学物理学系主任，谢希德特聘教授，2007年获国家杰出青年基金，2010年入选教育部长江学者特聘教授，2011年获国务院特殊津贴，2017年入选科技部“中青年科技创新领军人才”。研究方向包括电磁超构材料、光子晶体、纳米光子学等，是超构表面研究领域的奠基人之一，所领衔的“超构表面对电磁波的调控”荣获2019年度国家自然科学二等奖，基于“在超构材料上杰出而持续的贡献，特别是提出超构表面完美链接传播波和表面波的开创性成就”于2019年当选美国光学学会会士，2019-2022年连续四年入选Web of Science评选的ESI全球高被引学者。共发表论文200余篇，总引用18000余次，单篇最高引用1500余次。
【我国在您所从事的研究领域，基础研究发展现状及加强该领域基础研究的作用和意义】
加强基础科学研究，对于纳米光学领域的发展具有非常重要的意义。在过去的二十年，我国光学领域的科学家在基础研究和工程应用等方面做出了重要的贡献，但不可否认，我们在重要的、称之为“breakthrough”的突破性研究方面是缺乏的。反映在工程应用方面，我们发现，很多应用中遇到的实际问题都体现在基础问题没有解决，实际需求反过来呼唤基础研究的深入。从这一层面，我国的科学家应该去更加关注那些从0到1的突破性研究，投入大量人力在从0到1的研究中“啃最硬的骨头”，真正是从基础上改变科研范式的研究。
【目前纳米光学领域基础研究存在哪些痛点、难点？】
纳米光学领域基础研究的痛点、难点还有很多，例如，我提一个极限的问题，如果在一张纸一样薄的超构表面上进行设计，能够多大程度完成光场调控的自由操控？针对超构表面的光场调控自由度问题，现有的大部分研究范式存在频率过窄、入射光角度仅为正入射等限制，但由于实际应用场景中存在一些极端情况，因此常规范式并不适用。另外，超构表面的设计通常是基于惠更斯原理，实际应用所需要的光场近远场独立操控能不能做到？能不能解决效率问题？等等。这些问题严重制约了纳米光子学领域的发展，因此亟需创新设计理念和范式，促进纳米光子学与其他领域的交叉研究和实际应用落地。【纳米光学领域应如何继续加强和支持基础研究？或如何突破？】
想要从根本上实现技术突破，我们首先应认识到基础研究的重要性，并采用超前布局的方式解决“硬骨头”问题，例如科技部、基金委目前针对光计算采取的一系列举措；避免“追热点”式的研究，自上而下、齐心协力开展技术攻关；通过改变科研范式，有针对性地加强“从0到1”的基础研究，实现开辟新领域、提出新理论和发展新方法，进而取得重大开创性的原始创新成果。此外，在多学科交叉研究以及工程技术应用落地的过程中，也常会面临诸多与基础性研究相关的实际问题，因此我们需要避免“浮光掠影”式的工作，切实解决基础性科学问题，实现将多学科交叉和工程应用落到实处。【如何挖掘和培养基础研究人才？】
基础研究人才不是靠挖掘和培养出来的，常言道：“理可顿悟，事须渐修”，道理很简单，需要让科研人员自己去踏踏实实地钻研。改革开放以来，在党和国家的正确领导下，我国光学等领域的科学研究已取得了显著进展，很多重要的原创性成果在中国科学的土壤中产生，这如果放在30年前都是不可想象的。产生基础研究的大家，我认为需要具备三方面的条件：一是政府和学术界的引导和布局，二是科研人员的基数足够大，三是科研人员要有深耕的决心和耐力。目前我国政府也已有针对性地加强了“从0到1”基础研究的引导和布局，因此我们应当更加耐心，给科研人员一些时间，放手让他们去深耕基础研究，破解唯论文的错误观念，对学术热点进行“冷思考”，通过长期训练与持续积累，基础研究的大家自然而然就会出现。