28歲，博士畢業(yè)一年多，這個科研大獎為什么選中了她？

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撰文 |戴晶晶

在申報青山科技獎時，上海交通大學(xué)助理教授、28 歲的陳一彤把申報材料交給一位前輩請教。對方看完后直言不諱：“你這 PPT 不行，看起來像剛博士畢業(yè)沒多久的人做的。”

陳一彤愣了一下，“我確實(shí)博士畢業(yè)才一年多”。

就在昨天，她成為青山科技獎有史以來最年輕的獲獎?wù)撸@是一個由美團(tuán)發(fā)起的，聚焦綠色、低碳、可持續(xù)發(fā)展，面向青年科學(xué)家的公益性獎項(xiàng)。

第五屆青山科技獎得主、上海交通大學(xué)助理教授陳一彤

28 歲，是博士階段過渡到獨(dú)立開展研究的起點(diǎn)。但正是在這個起點(diǎn)上，她做出了一件“超綱”的事。

在摩爾定律逐漸逼近物理極限的年代，陳一彤選擇了一條困難重重的研究方向：用光而不是電子完成計算。2023 年，她以第一作者身份在Nature發(fā)表論文，提出一種全模擬光電智能計算芯片（ACCEL）。在特定任務(wù)下，這種芯片的能耗比當(dāng)下的通用計算芯片低了數(shù)百萬倍。

但在很長一段時間里，陳一彤并沒有把自己的研究與“綠色低碳”直接聯(lián)系在一起，芯片并不是一個傳統(tǒng)意義上的綠色低碳研究方向。

真正促使她重新思考的，是交叉研究中發(fā)現(xiàn)的切實(shí)需求。

Nature論文發(fā)表后，她與博士導(dǎo)師戴瓊海院士討論這項(xiàng)研究的下一步：芯片已經(jīng)做出來了，如何更好地服務(wù)國家重大需求？老師提醒她，關(guān)注人工智能蓬勃發(fā)展中帶來的芯片新需求。

深入調(diào)研后，陳一彤意識到，隨著人工智能在社會中的廣泛應(yīng)用，算力帶來的用電需求，可能占到全社會用電量的 3% 甚至更高，這個問題無法被忽視，而自己研究的超低功耗芯片正與“綠色 AI”高度相關(guān)。而在上海交大圖像所，數(shù)十年智能媒體應(yīng)用的一線需求，給了她所研制的超高速、超低功耗AI光芯片真刀真槍的應(yīng)用場景和驗(yàn)證沃土。

也正是在這個過程中，陳一彤逐漸意識到：讓從事人工智能和芯片研究的人參與到綠色議題中，本身就是一件重要的事。不是等到技術(shù)被貼上“環(huán)保”的標(biāo)簽，而是開始重視蓬勃發(fā)展的新技術(shù)對能源和碳排放的影響。

也正是在這樣的背景下，陳一彤成為第五屆青山科技獎得主——也是歷屆獲獎?wù)咧凶钅贻p的一位。

第五屆青山科技獎獲獎名單

01 不以“帽子”為前提

在第五屆青山科技獎的獲獎?wù)咧校粋€顯著的變化是：獲獎?wù)哒w呈現(xiàn)出明顯的年輕化趨勢。

多位獲獎?wù)哒幵诳蒲猩牡脑缙陔A段，尚未完成學(xué)術(shù)體系中常見的“頭銜積累”，卻已在各自領(lǐng)域中展開了面向現(xiàn)實(shí)問題的研究。在這一評審背景下，一些并不占據(jù)傳統(tǒng)評價體系優(yōu)勢位置的青年學(xué)者，開始被看見。

清華大學(xué)化學(xué)工程系長聘副教授張如范，正是其中之一。

2021年，他剛剛進(jìn)入光熱調(diào)控材料領(lǐng)域，此前，他的主要研究方向是碳納米管。2022年他帶著學(xué)生去杭州參加一次全國性電致變色材料學(xué)術(shù)會議時，張如范發(fā)現(xiàn)自己幾乎不認(rèn)識會場里的任何人——“沒有人邀請，我們是自己報名去的。”他回憶起當(dāng)時的忐忑與不安。

在隨后的三年多時間里，張如范圍繞電致變色和輻射制冷兩類節(jié)能技術(shù)展開研究。這些研究最終落到了一些實(shí)際產(chǎn)品上：能向外太空輻射熱量的建筑涂料與功能玻璃、在烈日下依然保持涼爽的織物以及可以降溫的防曬霜。

回憶起評審答辯的過程，張如范仍印象深刻。同組的候選人中，他是少數(shù)既沒有傳統(tǒng)意義上的大人才“帽子”也沒有擔(dān)任院系行政職務(wù)的學(xué)者。“最后順利通過的時候，我自己是非常意外的，”張如范說。

張如范團(tuán)隊(duì)近年的一項(xiàng)代表性成果，是一種“可以自動降溫的防曬霜”。在全球各地頻繁遭遇極端高溫、熱浪已成為導(dǎo)致人群超額死亡的重要因素的背景下，對于戶外工作者等高風(fēng)險人群而言，哪怕是幾攝氏度的降溫，都可能帶來實(shí)質(zhì)性的健康保護(hù)。

團(tuán)隊(duì)還研發(fā)了可應(yīng)用于建筑外墻的輻射制冷涂料，以及具備光熱調(diào)控能力的窗戶材料。在夏季強(qiáng)烈日照條件下，這類材料在測試中可使建筑物表面溫度降低15~30℃，并有望減少空調(diào)20%~40%的能耗。

這些材料之所以能夠“降溫”，并不依賴制冷設(shè)備或額外耗電，而是一種被稱為“輻射制冷”的過程：材料將自身的熱量，以8~13 μm波段紅外輻射的形式，通過大氣層透明窗口源源不斷地發(fā)射到寒冷的外太空。

“對于科研起步不久的青年學(xué)者來說，青山科技獎是極大的鼓勵。”第五屆獲獎?wù)摺?0歲的同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院教授雷振東告訴《知識分子》，因?yàn)椤霸诂F(xiàn)有的學(xué)術(shù)體系中，獎項(xiàng)和基金申請往往需要經(jīng)過一個遞進(jìn)上升的過程，而青山科技獎更多關(guān)注研究的社會環(huán)境價值，不局限于過去的頭銜或成果。”

第五屆青山科技獎得主、同濟(jì)大學(xué)教授雷振東

青山科技獎所關(guān)注的，并不是研究者已經(jīng)“站在什么位置”，而是他們正在走向哪里：是否在科研生涯的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)上，選擇了雖更具挑戰(zhàn)，卻對綠色低碳更能產(chǎn)生長期價值的方向。

當(dāng)然，這并不意味著評選標(biāo)準(zhǔn)的降低。相反，它更像是一次評價重心的前移，將目光更多投向研究本身所回應(yīng)的問題、所承擔(dān)的風(fēng)險，以及其在真實(shí)系統(tǒng)中的潛在價值。

在青山科技獎的評審邏輯中，“帽子”沒有被否定，只是被有意識地放回到它原本的位置——作為長期積累的結(jié)果，而非判斷研究價值的唯一前提。

這不是一套與既有學(xué)術(shù)體系對立的新標(biāo)準(zhǔn)，而是在另一條坐標(biāo)軸上，提前確認(rèn)那些尚未被充分覆蓋、卻已經(jīng)被現(xiàn)實(shí)問題反復(fù)驗(yàn)證的研究方向。

02 真正的科研問題，來自現(xiàn)實(shí)

如果把獲獎?wù)邆兊难芯糠旁谝黄鹂矗瑫l(fā)現(xiàn)一個并不顯眼、卻反復(fù)出現(xiàn)的共同點(diǎn)：他們面對的科學(xué)問題，并不是在實(shí)驗(yàn)室里被“設(shè)計”出來的。相反，許多研究的起點(diǎn)，來自已經(jīng)運(yùn)行多年的現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。

清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院副院長蘭華春面對的，正是這樣一類問題。他的科研生涯的起點(diǎn)，并不在實(shí)驗(yàn)室中，而是在污水處理系統(tǒng)的運(yùn)行現(xiàn)場。

蘭華春一直在和“污水”打交道。他早年提出的“螯合吸附”工藝，不用對污水廠進(jìn)行整體改造，而是使用低劑量的藥劑，精準(zhǔn)“抓取”污水中的重金屬離子，使其在原有流程中被穩(wěn)定去除。在浙江溫州，一座日處理規(guī)模達(dá)十余萬噸的污水處理廠，正是借助這一技術(shù)解決了重金屬超標(biāo)問題。

第五屆青山科技獎得主、清華大學(xué)蘭華春教授

這些年，蘭華春被媒體稱為水處理的“膜法師”，源于他圍繞飲用水和復(fù)雜水源中的關(guān)鍵難題所做的一系列工作：在水流很快的情況下，如何高效過濾那些濃度不高、但風(fēng)險很高的污染物。

蘭華春和團(tuán)隊(duì)選擇從膜材料入手，通過在膜表面構(gòu)建功能層，讓水能夠高速通過的同時，在極短的接觸時間內(nèi)完成對有害物質(zhì)的截留。這種設(shè)計并不追求復(fù)雜流程，而是直面真實(shí)水廠的運(yùn)行條件——大水量、長周期、低能耗、不能出故障。目前，這項(xiàng)膜技術(shù)已經(jīng)完成多輪實(shí)驗(yàn)與放大驗(yàn)證，開始進(jìn)入工程化測試階段。

對蘭華春而言，這些場景并不是“成果轉(zhuǎn)化”的后續(xù)環(huán)節(jié)，而是科研本身的一部分。“先在現(xiàn)場遇到問題，再回到實(shí)驗(yàn)室里拆解問題，”他這樣形容自己的科研路徑。

在他看來，高水平論文是結(jié)果，而不是目的。環(huán)境工程學(xué)科的任務(wù)是解決實(shí)際問題，把技術(shù)做成藥品、材料、裝備或者整套集成技術(shù)。

美國學(xué)者唐納德·司托克斯提出“巴斯德象限”，指出基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究并非對立，它們可以交錯融合，應(yīng)用需求甚至能夠啟發(fā)科學(xué)突破。

張如范做光熱調(diào)控的研究，非常注重從社會需要出發(fā)。圍繞高溫條件下的能耗問題，他和團(tuán)隊(duì)將輻射制冷、電致變色等光熱調(diào)控技術(shù)，分別應(yīng)用到涂料、車漆和窗戶等材料上。

針對被烈日暴曬的汽車，他和團(tuán)隊(duì)想開發(fā)一種輻射制冷車漆。外觀與普通車漆無異，但在同樣的日照條件下，車內(nèi)升溫明顯更慢，用于降低停車后車廂內(nèi)的極端高溫。

在建筑領(lǐng)域，團(tuán)隊(duì)推進(jìn)最快的是涂料。它可以直接刷在廠房屋頂、倉庫外墻或彩鋼結(jié)構(gòu)上，無需對原有建筑進(jìn)行大規(guī)模改造。這類輻射制冷涂料已在多家用戶單位投入使用，用于降低屋頂和外表面在夏季暴曬條件下的溫度負(fù)荷。

在建筑節(jié)能的應(yīng)用場景中，張如范的團(tuán)隊(duì)還開發(fā)了一種高性能的電致變色節(jié)能窗，具有明亮、涼爽、黑暗三種工作模式，可大幅度調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，有望降低建筑能耗并提升居住舒適度。

張如范希望，能夠?qū)ふ业叫碌募夹g(shù)路線，在保證性能的前提下，把這種節(jié)能窗戶的成本真正降下來。“科研并不是一蹴而就的事情，成果轉(zhuǎn)化更不是。需要不斷在技術(shù)可行性、成本可接受性和市場真實(shí)需求之間反復(fù)權(quán)衡。”

從蘭華春到張如范，青山科技獎得主們的研究并不指向同一條技術(shù)路線，但有相似的出發(fā)點(diǎn)：研究更多從應(yīng)用場景出發(fā)，它們誕生于污水廠、倉庫屋頂、烈日下的車輛與建筑，而不是參數(shù)已經(jīng)被設(shè)定好的實(shí)驗(yàn)條件中。

也正是在這樣的意義上，青山科技獎所獎勵的，是一種科研姿態(tài)：研究是否真正從現(xiàn)實(shí)問題出發(fā)，是否回應(yīng)正在發(fā)生的需求。

03 從實(shí)驗(yàn)室到工廠，不是一個“階段”，而是一條長期路線

在“雙碳”成為國家戰(zhàn)略之后，綠色低碳技術(shù)真正面臨的考驗(yàn)，并不在實(shí)驗(yàn)室里。它們最終要回答的，是一連串更具體、也更現(xiàn)實(shí)的問題：能不能持續(xù)運(yùn)行？成本能不能被接受？出了問題有沒有解決方案？

科研成果轉(zhuǎn)化最常見的困境，不是“做不出來”，而是“走不下去”。從實(shí)驗(yàn)室到工廠，并不是一個簡單的階段跳躍，而是一條漫長、反復(fù)試錯的路線。

從實(shí)驗(yàn)條件下的可行性，到現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的可運(yùn)行性，中間往往隔著一整套尚未被解決的問題。這是科研從“知識創(chuàng)新”走向“產(chǎn)業(yè)應(yīng)用”必須面對的核心挑戰(zhàn)，也是最需要持續(xù)投入、卻往往最難獲得支持的階段。

所以，青山科技獎自美團(tuán)在2021年響應(yīng)國家雙碳目標(biāo)設(shè)立之初，就更關(guān)注那些位于“中間地帶”的工作，它希望通過獎勵“從 0.5 到 5”的科研工作，推動實(shí)驗(yàn)室技術(shù)跨過中試與示范應(yīng)用的門檻，真正轉(zhuǎn)化為可落地的解決方案，降低綠色技術(shù)的應(yīng)用成本。

在張如范看來，科研成果能否走向應(yīng)用，關(guān)鍵不在于某一項(xiàng)性能是否做到極致。“我們更希望科研成果在多個維度上都表現(xiàn)出色，包括性能、成本、穩(wěn)定性、耐候性、規(guī)模化制造能力和環(huán)境友好性等。”他說，如果把這些指標(biāo)畫成一張圖，更像是一個“六邊形戰(zhàn)士”，單項(xiàng)未必最強(qiáng)，但綜合起來，才最適合進(jìn)入真實(shí)應(yīng)用場景。

第五屆青山科技獎得主、清華大學(xué)副教授張如范

目前，張如范團(tuán)隊(duì)制備的輻射制冷涂料已在多家用戶單位得到應(yīng)用。這些應(yīng)用案例對團(tuán)隊(duì)而言尤為關(guān)鍵，因?yàn)樗鼈兲峁┝藖碜哉鎸?shí)環(huán)境的反饋。

“在實(shí)驗(yàn)室里，你可以把條件控制得非常好，但一到現(xiàn)場，就會遇到很多在實(shí)驗(yàn)室里根本想不到的問題。”他舉例說，在涂料研發(fā)的初期，在某些金屬基材上涂覆后，出現(xiàn)了輕微生銹現(xiàn)象，這在實(shí)驗(yàn)室階段很難提前發(fā)現(xiàn)，卻必須在實(shí)際應(yīng)用中加以解決。

這種反復(fù)“被現(xiàn)實(shí)糾偏”的過程，在蘭華春的科研經(jīng)歷中同樣反復(fù)出現(xiàn)。蘭華春職業(yè)生涯前期長期扎在工程現(xiàn)場，使他對工程實(shí)踐與實(shí)驗(yàn)室研究之間的差異有著切身體會。在他看來，實(shí)驗(yàn)室最大的優(yōu)勢在于“可控”：燒杯里輕輕一攪，藥劑和水就能充分混合；但在工程現(xiàn)場，很多條件并不存在，方案必須首先考慮實(shí)際可達(dá)性。

“做工程的人強(qiáng)調(diào)‘10個手指必須一樣長’，任何一個短板都會導(dǎo)致工程失敗。”蘭華春認(rèn)為，將科學(xué)思維與工程思維真正揉合在一起，是科研走向應(yīng)用過程中具備挑戰(zhàn)性的部分。

在能源領(lǐng)域，這條路線往往更長。東南大學(xué)首席教授張會巖自2005年起持續(xù)開展有機(jī)固廢資源化研究。目前其團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)攻關(guān)以秸稈等農(nóng)林有機(jī)固廢為原料，制備烴類液體燃料、實(shí)現(xiàn)生物航油生產(chǎn)的技術(shù)路線，正在推進(jìn)可再生能源驅(qū)動的百噸級裝備驗(yàn)證。

在生物航油領(lǐng)域，油脂路線已率先實(shí)現(xiàn)工程化應(yīng)用。張會巖團(tuán)隊(duì)與企業(yè)合作，相關(guān)產(chǎn)品已完成試飛，并在建設(shè)百萬噸級煉制裝置，主要以地溝油、廢棄油脂為原料。

企業(yè)是科研成果走向應(yīng)用的“橋梁”。基礎(chǔ)研究取得突破后，與企業(yè)結(jié)合，能幫忙完成工程化和產(chǎn)業(yè)化。

張會巖回憶，早期合作的一些企業(yè)在技術(shù)尚未成熟、短期并不盈利的情況下，選擇“先相信、先投入”，才為后續(xù)的示范和復(fù)制奠定了基礎(chǔ)。

如今的張會巖已經(jīng)是一位資深科學(xué)家，但剛畢業(yè)時，資金也非常有限。“只能帶幾個學(xué)生做基礎(chǔ)研究”，想把科研成果落地做技術(shù)開發(fā)和示范，卻缺乏資金支持，只能先構(gòu)思，嘗試與企業(yè)進(jìn)行探索性合作。

他感慨，“如果當(dāng)時有類似青山科技獎這樣民營設(shè)立的自由資金，很多想法就可以落實(shí)，開辟新的方向，有些方向還能產(chǎn)生更多成果”，對科研工作者而言，這將是一種重要激勵。

在綠色低碳這樣高度依賴長期投入的研究領(lǐng)域，真正缺少的，往往不是概念和方向，而是愿意為“不確定階段”買單的耐心。

04 企業(yè)科研獎項(xiàng)，究竟補(bǔ)了什么“缺”？

美團(tuán)青山科技獎迄今已頒發(fā)五屆，累計有 49 名青年科學(xué)家獲獎。每位獲獎?wù)攉@得稅后100 萬元獎金，用途不設(shè)限制，由科學(xué)家自行支配。

這一點(diǎn)，使它與科研經(jīng)費(fèi)形成了清晰區(qū)別。科研經(jīng)費(fèi)通常綁定具體任務(wù)，而個人獎勵則更接近一種“無條件信任”。張如范直言，這筆獎金可以用于緩解房貸壓力——這并非題外話，而是科研現(xiàn)實(shí)的一部分。穩(wěn)定的生活狀態(tài)，本身就是長期科研投入的前提。

近年來，圍繞企業(yè)設(shè)立的科技獎勵的討論明顯增多。除了美團(tuán)發(fā)起的青山科技獎，還有科學(xué)探索獎、新基石研究員項(xiàng)目等，它們是當(dāng)下主流科研資助體系的有益補(bǔ)充，提供一種不以“立項(xiàng)—結(jié)題”為核心的支持方式。

國家科研項(xiàng)目和基金體系，也正在通過制度改革，逐步加大對青年科學(xué)家和交叉研究的支持力度，但仍需依托明確的項(xiàng)目邊界、研究目標(biāo)和評審指標(biāo)來運(yùn)行。相比之下，企業(yè)科研獎項(xiàng)并不承擔(dān)“配置科研資源”的功能，而是提供一種更自由的探索空間。

在第五屆青山科技獎獲獎?wù)咧校s一半并非“杰青”或“長江學(xué)者”，評審更關(guān)注研究本身是否進(jìn)入了需要持續(xù)投入、且值得被耐心對待的階段。

這種彈性空間在處理復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)問題時尤為關(guān)鍵。本屆青山科技獎特別強(qiáng)調(diào)數(shù)字技術(shù)與綠色低碳技術(shù)的交叉融合，并非因?yàn)椤敖徊妗备鼤r髦，而是源于一個明確判斷：綠色轉(zhuǎn)型已進(jìn)入系統(tǒng)性階段，單一學(xué)科路徑已難以獨(dú)立應(yīng)對。

這一判斷，也體現(xiàn)在獲獎?wù)叩难芯繉?shí)踐中。第五屆青山科技獎的 10 位獲獎人中，多項(xiàng)研究位于數(shù)字技術(shù)與綠色低碳的交叉地帶——從高效率、低能耗的新型顯示材料與器件，到光熱調(diào)控材料、智能芯片架構(gòu)，不少研究已經(jīng)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)端應(yīng)用或示范階段。

陳一彤的研究正是其中的代表之一，面對 AI 帶來的算力能耗激增問題，在與張文軍院士、翟廣濤教授深入探索過程中，她提出全光語義生成芯片方案，并共同發(fā)表了國際首個全光大規(guī)模生成式AI芯片LightGen于Science，在實(shí)測中較頂尖芯片端到端耗能降低數(shù)百倍。

對她而言，交叉不是刻意的方法選擇，而是研究走向現(xiàn)實(shí)后的必然狀態(tài)——很多主線上“卡住”的問題，終于在交叉中被解開。

類似的判斷也出現(xiàn)在其他獲獎?wù)咧校?/p>

• 來自華東師范大學(xué)的姜雪峰計劃進(jìn)一步聚焦硫化學(xué)硫化工產(chǎn)業(yè)化導(dǎo)向研究，推動人工智能綠色合成化學(xué)發(fā)展。

• 中國科學(xué)院化學(xué)研究所的董煥麗則聚焦有機(jī)發(fā)光晶體管（OLET）的新型顯示技術(shù)，通過核心功能層半導(dǎo)體材料創(chuàng)新和一體化集成架構(gòu)，在器件層面大幅提高集成度與降低功耗。“青山科技獎對我而言不僅是榮譽(yù)，更是對研究方向的肯定與激勵。”她說，未來將開展OLET與人工智能深度融合的類腦顯示相關(guān)研究。

從這些實(shí)踐可以看到，青山科技獎所強(qiáng)調(diào)的“交叉”，是一種面向現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的工作方式。

當(dāng)研究開始真正面對能耗、成本、穩(wěn)定性和產(chǎn)業(yè)鏈適配性等具體約束時，數(shù)字化與綠色化往往同時出現(xiàn)，彼此嵌套。也正是在這一階段，企業(yè)科研獎項(xiàng)的特別之處開始顯現(xiàn)：它不要求在既定周期內(nèi)交付明確成果，也不對照預(yù)設(shè)指標(biāo)逐項(xiàng)驗(yàn)收，它所介入的，往往正是科研過程中最難被制度性資助覆蓋的那一段——研究方向已經(jīng)顯現(xiàn)出現(xiàn)實(shí)指向，但技術(shù)路徑尚未完全清晰，投入與回報之間仍存在較大不確定性。在這一階段，科研人員既需要推進(jìn)技術(shù)，也需要在真實(shí)條件中校正方案。企業(yè)科研獎項(xiàng)以個人為單位，使研究者能在不被短期節(jié)點(diǎn)牽引的情況下，維持對一條路線的持續(xù)投入。

從這個意義上看，企業(yè)科研獎項(xiàng)并不是對既有體系的替代，而是在體系之間補(bǔ)上了一塊“緩沖地帶”：當(dāng)研究已經(jīng)走出概念驗(yàn)證，卻尚未具備穩(wěn)定產(chǎn)出能力時，為科研人員提供一次繼續(xù)向前的空間。它的意義不在于“選出最成熟的成果”，而在于確認(rèn)哪些研究已經(jīng)清楚地指向了真實(shí)需求，并愿意為此承擔(dān)不確定性——這是一種對長期科研路線的信任。