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一“石”一乾坤
——走进中国科学院脊椎动物演化与人类起源重点实验室

地球生命在何处产生、如何产生?什么决定了物种多样性?什么基因的改变造就了独特的人类?人类合作行为如何发展……

2005年,《科学》对当前驱动基础科学研究的科学难题展开了一次调查。在最重要的25个问题中,多个关乎生命演化。

“可唯独缺了‘从鱼到人’这条演化主线的问题。”中国科学院脊椎动物演化与人类起源重点实验室(以下简称脊椎动物演化与人类起源重点实验室)主任朱敏说。

“人之由来”是永恒的天问。古生物学已经揭示,脊椎动物的进化最早可以追溯到距今5.3亿年前的一条最古老的鱼。

在“从鱼到人”的这段波澜壮阔、跌宕起伏的演化历程中,许多关键节点的脊椎动物化石正是由中国科学院古脊椎动物与古人类研究所(以下简称古脊椎所)学者首次发现的,它们通通被标记在世界古生物研究的版图上。

现在的古生物学研究已经不是过去单一学科的模式,而成为了一场地球科学与生命科学的“共舞”。12年前,脊椎动物演化与人类起源重点实验室的成立,不仅见证了这一碰撞的开端,还亲自参与并为这门古老学科带来了崭新的生命力。

守正:“从鱼到人”的演化主线丨创新:大放异彩的古DNA研究丨融合:从“生物”向“环境”衍生丨老树新枝 技术“加持”

分子生物学国家重点实验室 更多>>   

从生命的“隐秘角落”出发
——走进分子生物学国家重点实验室

刘默芳刚回到分子生物学国家重点实验室时,在中国科学院院士王恩多研究组里担任副组长。但她感兴趣的研究方向与组里的主流方向并不相同。在领导们的支持下,刘默芳建立了独立实验室,开辟了一个崭新的研究方向。

“我因为是从所内副研究员升任的研究组长,没有得到相关人才计划的资助,每一分钱都要自己去申请,起步阶段非常困难。”刘默芳告诉《中国科学报》。

幸运的是,这里不乏帮助她的人。王恩多院士将一个“973”项目课题交给她主导,200多万元的课题经费由她负责使用;时任分子生物学国家重点实验室主任李林还从自己的研究经费中抽出30万元支持她。刘默芳笑着说:“这笔经费至今还没还给李林老师。”此外,她还得到了分子生物学国家重点实验室及研究所内很多研究员的支持,帮助她解决了研究工作中一个又一个技术问题。

对刘默芳来说,那是一段“艰难”的日子,也是一段温暖的时光。

科研人员的坚实后盾丨三足鼎立的学术殿堂丨青年人才的温暖摇篮丨回馈社会的“精锐部队”

中国科学院光电材料化学与物理重点实验室 更多>>   

厚积薄发 “晶”光灿烂
——走进中国科学院光电材料化学与物理重点实验室

生活在现代社会的人不会对激光感到陌生,但鲜为大众知晓的是,随频率变换,激光衍生的应用遍及各行各业,而这变换的关键之一就是一种光电材料:非线性光学晶体。

在中国科学院光电材料化学与物理重点实验室,光电材料研究财富的累积,已经历了几代人——诞生于上世纪80年代的硼酸盐系列非线性光学晶体,打响了“中国牌”晶体的名号;世纪之交诞生的氟代硼铍酸钾晶体(KBBF),突破了激光波长200纳米的限制,在这片天地独领风骚……

接过前人衣钵,成立十余载,中科院光电材料化学与物理重点实验室形成了一批又一批中坚力量。他们颠覆、创造,不断超越。

问“晶”:连接基础与应用丨结“晶”:十年一剑,薪火相传丨耀“晶”:灵活调整,极致变换丨育“晶”:为后人铺路

新药研究国家重点实验室 更多>>   

制药路漫漫 吾自当求索
——走进新药研究国家重点实验室

新药研发向来是一场勇敢者的征途,大浪淘沙,“剩”者为王。

在“寻找治疗疾病的新药,为人民解除病痛”的过程中,已有88年历史的中国科学院上海药物研究所(以下简称药物所)一直扮演着举足轻重的角色。

30年前,新药研究国家重点实验室的成立仿佛给药物所的新药创制装上了一个引擎,加速其走过跟踪仿制阶段、模仿创新阶段。当下,它正处于走向原始创新的关键时刻。

建体系,平台为先丨破机制,人才为王丨制新药,初心为本丨闻令而动 敢打硬仗

固体润滑国家重点实验室 更多>>   

薪火相传 “润”化万物
——走进固体润滑国家重点实验室

钻木取火、机械运转、搬运工具……生活中摩擦无处不在,人类早已习惯利用或克服摩擦来解决生活或生产实践中的问题。实际上,全世界每年约30%的一次能源因为摩擦被消耗,约60%的机器零部件因为磨损而失效,约50%的机械装备恶性事故起源于润滑失效和过度磨损。

对抗摩擦,润滑是极其重要的一环。

在中国科学院兰州化学物理研究所(以下简称兰州化物所),就有这样一支专注润滑的科研团队——从“东方红一号”卫星到“风云”系列卫星,从“神舟”飞船到“天宫”系列飞行器,60余年来,兰州化物所润滑实验室及之后的固体润滑国家重点实验室(以下简称润滑实验室)四代科研人在这里默默坚守、薪火相传,开创和发展了中国的固体润滑事业。

填空白 建立固体润滑学科丨拓方向 立足国民经济主战场丨谋发展 壮大青年科研力量丨迎挑战 成为润滑科学创新研究高地丨“小众学科”如何成为“大众科学”

催化基础国家重点实验室 更多>>   

“催”陈出新 谋“化”未来
——走进催化基础国家重点实验室

分毫不差地操作着精密仪器、精雕细琢地制备着催化剂、严谨认真地调控着原子分子层次的微环境……在方寸天地之间,申博官方在线充值:从每一次微妙的反应变化之中,追求更快、更纯、更稳定,探寻万吨级乃至百万吨级的化工生产解决方案。

这些,是催化基础国家重点实验室的科研人员日复一日的工作与目标。从实验室小试牛刀到工厂工业示范,他们“点石成金”;从国际前沿到国家需求,他们“顶天立地”。

在中国从催化大国迈向催化强国的征途中,催化基础国家重点实验室的名字熠熠生辉。

“任务带学科”踏入国际一流丨让成果走出实验室丨“大催化”优势突出丨学科交叉促催化新未来

中国科学院病原微生物与免疫学重点实验室 更多>>   

百炼“枪杆”战病毒
——走进中国科学院病原微生物与免疫学重点实验室

5月中旬的一天,晚9时许,中国科学院院士高福步履匆匆地走进位于北京奥运村的中国科学院微生物研究所(以下简称微生物所)。依托该所建立的中国科学院病原微生物与免疫学重点实验室(以下简称病原室)是高福做科研的一个主战场。他担任该实验室主任已逾十年。

国内新冠肺炎疫情余烬仍在,作为中国疾控中心主任,高福每天的日程表都超载,他只能在晚上给课题组开会,和大家一起沟通新进展,策划研究方向。

几个月来,病原室战“疫”捷报频传。而这一切则得益于多年沉淀。

经过十余年的发展,病原室在病毒跨种机制传播研究等方面已走在国际最前沿。不过,高福依旧时刻“敲打”和“鞭策”室里的研究人员:“必须保持清醒头脑,如果不努力就会掉队,成为龟兔赛跑中的那只兔子。”

平战结合 直面大考丨顶天立地 与国共振丨和而不同 创新跨越丨科研路上情浓时

大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室 更多>>   

坐看“风云”起
——走进大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室

每天《新闻联播》结束后,《渔舟唱晚》的音乐响起,《天气预报》的画面随之出现,那感觉再也熟悉不过。

这是中国当代年轻人共同的童年记忆。很多人还记得,当年的天气预报并不那么准,一场意料之外的雷雨常常成为人们茶余饭后的谈资;可时至今日,小到每个小时的精准天气情况,大到牵动全球的国际气候谈判,中国的大气科学,已经悄悄地变得越来越厉害。

天气和气候,已经深深地融入到每个人的生活之中。但很多人不曾想过的是,这些看似司空见惯的背后,却是中国大气科学工作者几十年奋发图强、锐意创新的结果。

大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室就是其中的一支重要力量。这个依托于中国科学院大气物理研究所(以下简称中科院大气所)建设的国家重点实验室自1985年成立以来,就一直在气候模式研发、气候模拟和气候研究等领域深耕不辍,摘得累累硕果。

“当掉裤子也要买计算机!”丨30多年的变与不变丨“七连优”的背后

细胞生物学国家重点实验室 更多>>   

大含“细”入 同“胞“共气
——走进细胞生物学国家重点实验室

美国冷泉港实验室举办的学术会议上,年轻的中国女科学家曾艺站在讲台上,分享自己尚未发表的实验数据。这是一个出人意料的科学故事,台下众人听得津津有味。在报告最后,曾艺热情地表示:“欢迎大家来重复我们的实验!”

走下讲台,她很快接到了知名学术期刊编辑的橄榄枝:“这个工作很棒,投给我们吧!”

“直到这一刻,我心里的石头才落了地。”曾艺笑道。在此之前,她担心这项成果太“前卫”,难以被同行接受,这才精心策划了这场华丽“剧透”。2020年3月,这项成果顺利发表于《细胞》杂志。

“当你有最心爱的工作时,就要为它做到100%——这是我在细胞生物学国家重点实验室学到的最重要的事。”曾艺说。

呵护创新的萌芽丨攀登卓越的阶梯丨开创广阔的平台丨走向应用的天地丨温暖·自由

中国科学院动物生态与保护生物学重点实验室 更多>>   

传奇写在祖国大地上
——走进中科院动物生态与保护生物学重点实验室

长江、黄河、澜沧江——三条大江滚滚东去。而它们共同的家园,正守望在青藏高原的西南腹地。

这就是三江源——中国第一个国家公园即将在这里成立。

上世纪50年代,中国科学院动物研究所(以下简称动物研究所)的科学家开始了三江源地区的科学考察。进入新时代,动物研究所和三江源国家公园管理局深度合作,他们将共同编制三江源野生动物未来的保护规划。

“好的科学故事一定在大自然里!”动物研究所主持工作的副所长詹祥江研究员说。他们迫不及待地,要把自己在实验室里练就的一身本事,放到祖国西部的广阔天地里去接受锤炼,去书写传奇……

传奇写在高原丨传奇写在历史丨传奇写在世界丨传奇写在未来丨谁说宏观研究不“高级”?

北京凝聚态物理国家研究中心 更多>>   

凝心聚力 筑强国之基
——走进北京凝聚态物理国家研究中心

中科院院士、北京凝聚态物理国家研究中心研究员赵忠贤因40年如一日探索高温超导体、将冷板凳坐热而为人知。他也是国家科学技术奖励大会的“常客”——在多次获得国家自然科学奖之后,2017年,75岁的赵忠贤登上国家最高科学技术奖的领奖台。

就在3年前,赵忠贤等人因在铁基高温超导研究方面取得的重大突破,斩获2013年国家自然科学奖一等奖。《科学》杂志在《新超导体将中国物理学家推到最前沿》专题中如是评述:“中国如洪流般涌现的研究结果标志着,在凝聚态物理领域,中国已经成为一个强国。”

推动这股“洪流”的,正是来自北京凝聚态物理国家研究中心(以下简称凝聚态物理国家研究中心)的科学家们。在铁基超导体之后,拓扑绝缘体、量子反常霍尔效应、外尔费米子……凝聚态物理国家研究中心的科学家们凝心聚力,创造着一个又一个新洪流。

“先头军”一马当先丨“三剑客”融会贯通丨“金字塔”根基牢固丨“新高地”呼之欲出

中国科学院理论物理前沿重点实验 更多>>   

格“物”致新 穷“理”尽微
——走进中国科学院理论物理前沿重点实验室

北京,中关村。中国科学院基础科学园区东南角,有一座看上去很普通的小楼。走进小楼,安静而敞亮的天井里弥漫着淡淡的咖啡香味,时常有一些学者在这里驻足,端上一杯咖啡,或侃侃而谈,或激烈争论,或在黑板上默默演算,或倚在墙上若有所思……

这栋楼里,没有大型科研仪器,也没有试管交错的实验台。如果不是楼外挂的牌子上写着“中国科学院理论物理前沿重点实验室”(以下简称理论物理前沿重点实验室),人们很难将它与传统意义上的实验室联系起来,更难以想到这里学霸云集——楼道里偶遇的那些人,每天都徜徉在大宇宙和小粒子之间,与国内外同行进行着密切的合作和激烈的争论。

不做“实验”的实验室丨不关大门的实验室丨不数论文的实验室丨不甘现状的实验室丨千金易得 知音难求

环境化学与生态毒理学国家重点实验室 更多>>   

持之以恒,让生活更健康
——走进环境化学与生态毒理学国家重点实验室

地球上有多少种人工合成的化学品?这个问题无法精准回答,据美国《化学文摘》统计,已注册登记的化学物质超过1.6亿种,其中被大量生产和使用的约有10万种。

美国化学会的徽标上写着一句名言:化学为了生活。化学品的广泛使用极大促进了社会进步和经济发展,但它也是一把双刃剑。“理论上说,化学品只要生产出来就可能被使用,从而进入环境,也就有可能进入生命体。”中国科学院院士、环境化学与生态毒理学国家重点实验室主任江桂斌告诉《中国科学报》。

在这10万种化学品中,虽然科学家已经锁定了一些影响人体健康的“真凶”,但仍有大量“嫌疑犯”逍遥法外。

环境化学与生态毒理学国家重点实验室的目标之一就是要发现更多隐匿在环境中、对我国生态环境和人体健康影响巨大的新型污染物。“在我们实验室的布局中,始终把解决有毒有害化学品导致的环境与健康问题放在首位。”江桂斌说。

开创国内持久性有机污染物研究先河丨迎来跨越式发展丨扎实科研基础支撑国家履约谈判丨凝心聚力 和谐奋进丨科研创新从研制仪器开始

计算机体系结构国家重点实验室 更多>>   

“计算”未来
——走进计算机体系结构国家重点实验室

最近几年,中国工程院院士、中国科学院计算技术研究所所长孙凝晖觉得自己的脾气明显变急了。“计算所历史上做得很不错,我站在巨人的肩膀上,本来也能舒舒服服过日子。可现在,经常走廊那头的同事都能听到我发火。”

嘴上的急源于心里的急。除了所长,孙凝晖还兼任计算机体系结构国家重点实验室的主任。他很清楚,中国计算机产业很大,但要真正变强,是路漫且艰的。而作为我国在计算机体系结构方向的首个“国字号”实验室,计算机体系结构国家重点实验室从诞生之初,就承担着将中国计算机产业做强的历史重任。

“我们不会做那种只有一两个用户的技术,也不会去做改良式的创新,这些都不是国家重点实验室的使命。要做,我们就要做对产业有深远影响的工作,国家重点实验室要成为技术创新的源头。”孙凝晖说。

如何续写“高光时刻”丨系统思维铸就“团魂”丨青年才俊“分兵把守”丨想要改变世界的年轻人

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超前引领 “智”图未来
——走进资源与环境信息系统国家重点实验室

这是一个跨越地理时空的时代。

身处北京,可身临其境般掌握万里之外海峡、航道的状况,可实时掌控千里之外地理区域的水体、土壤、气象、植被等地理要素信息,可远程操控城市地下水管、水表、电表等设施与设备,真正实现地理环境无人化监管和远程实时控制。

物理世界与信息世界实时联动,彼此界限日渐模糊。用资源与环境信息系统国家重点实验室主任苏奋振的话说,这是“智能地理”时代带来的全新图景,而他们正站在“智能地理”研究团体的“C位”,并在国际上占据着不可或缺的重要地位。

地理智能、全息地图、空间异质性统计学、地理学第三定律……走过35个春秋的国家重点实验室,有着从“0”到“1”的深厚积累。当下,他们满怀雄心壮志,再次出发,着力重建全球新的地理学“坐标原点”。

而这一切,始终离不开一个“智”字。

智谋路:超前布局,站在时代浪潮之巅丨智胜策:立足需求,急国家之所急丨智取道:团队作战,集中力量办大事丨智才略:稳定支持,“冷板凳”上出成果丨来的人才不愿意再离开了

北京分子科学国家研究中心 更多>>   

“乘风破浪”的“造物者”
——走进北京分子科学国家研究中心

设计新分子、创造新物质,当分子科学涌进化学学科的潮流中,化学家成为名副其实的“造物者”。

2020年6月下旬的一天午后,中国科学院化学研究所(以下简称化学所)研究员、中国科学院院士韩布兴拐进化学所通向成府路的一条小巷。他一边走,一边思考着和合作者、北京大学化学与分子工程学院(以下简称北大化学学院)教授马丁正在进行的有关生物质的绿色化学研究。

两个课题组紧密合作的10多年里,韩布兴无数次穿过这条小巷,像走亲戚一样来到北京大学中关新园“串门”。

他们所在的“大家庭”,便是北京分子科学国家研究中心。在这一“国字头”平台的支持下,化学家们齐心协力,在分子科学的世界里“乘风破浪”。

一条小巷连起的“大家庭”丨“中国牌”碳材料结硕果丨从0到1,初心不变丨科学午餐会,真香!

生物大分子国家重点实验室 更多>>   

大分子里“探”乾坤
——走进生物大分子国家重点实验室

生物大分子国家重点实验室1989年经国家计划委员会批准,依托中科院生物物理研究所建设,1991年1月通过验收并正式开放运行。

实验室主要针对生命科学前沿和人口健康领域的重大科学问题,开展生物大分子结构与功能、相互作用与动态变化的基础研究,致力于从分子、细胞乃至个体水平揭示生命活动的基本规律,努力成为开拓生命科学前沿领域、产出重大成果的国际一流生物大分子研究基地,为解决人口健康、医药生物技术等领域的重大问题提供基础理论和技术方法支撑。

目前实验室的重要研究方向为:重要疾病发生与防御的蛋白质结构与功能基础,染色质结构、表观遗传调控与细胞命运决定的分子机理,细胞内膜系统形成与稳态维持的调控机制和膜蛋白的结构与功能研究。

探路:结构与功能共舞丨探求:强强联手攻难关丨探贤:不拘一格引人才丨探索:科研路上“两条腿”丨坚守与创新

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上天入地 做最前沿的物理
——走进中国科学院粒子天体物理重点实验室

太空中,550公里外的近地轨道,“慧眼”卫星(HXMT)巡视宇宙,追逐黑洞的踪影。

高山上,4300米高的雪域之巅,高海拔宇宙线观测站(LHAASO)透过稀薄的大气层,捕捉宇宙线的痕迹。

地底下,700米深的幽暗洞室,江门中微子实验(JUNO)从极其微弱的闪烁光中,解读中微子的奥秘。

这些上天入地的大科学装置,来自同一个地方——中国科学院粒子天体物理重点实验室(以下简称粒子天体物理重点实验室)。

粒子天体物理重点实验室是做什么的?它凭什么能成为那么多大科学装置的“基地”?带着疑问,《中国科学报》记者走进实验室一探究竟。

从深地到深空丨从坚守到绽放丨从“一”到“多”丨从现在到未来丨他们把意大利同行说服了

机器人学国家重点实验室 更多>>   

人机融合 和而不同
——走进机器人学国家重点实验室

10907米,这是“海斗一号”全海深自主遥控潜水器今年5月在马里亚纳海沟4次万米下潜的最大深度。在成功完成首次万米海试与试验性应用任务、取得多项重大突破的同时,“海斗一号”还填补了我国万米级作业型无人潜水器的空白。

“海斗一号”诞生于机器人学国家重点实验室,该实验室曾孕育了“探索”“潜龙”“海翼”“海星”等无人潜水器,也诞生了“蛟龙”号载人潜水器的控制系统。

如今,面向国家重大需求和国民经济主战场,机器人学国家重点实验室正在机器人与人融合、机器人与信息融合、机器人与环境融合等领域持续开展前沿探索。

从无到有 着眼深海丨基础研究 应有担当丨打破短板 实战培养丨上天入海 延续特色丨家庭矛盾是这样化解的

重点实验室巡礼

 

今年是国家“十三五”规划的收官之年,也是我国进入创新型国家行列的决胜之年。在中国科学院前沿科学与教育局的支持下,《中国科学报》报道组走进中国科学院的30余个实验室,深入探寻了这些实验室的建设发展实践,讲述富有成效的创新案例和鲜为人知的创新故事,为国家重点实验室创新体系建设提供有益借鉴。

据悉,中国科学院主管4个国家研究中心、78个国家重点实验室和217个院重点实验室。经过数十年的建设和发展,这些实验室已经成为我国孕育重大原始创新、推动学科发展和解决国家战略重大科学技术问题的重要力量。

 
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