光荣与梦想 | 北大科技强国七十年之路
全文共7509字，阅读大约需要21分钟
2015年9月16日，10多位年过八旬的老人聚在了中国科学院上海生命科学研究院的大楼里，北京大学化学与分子工程学院教授叶蕴华就是其中的一位。当她再一次看到展厅里的分液漏斗、三颈反应瓶、蒸馏装置等科研设备，老人眼里饱含热泪，仿佛又回到了50年前在实验室里不眠不休、克服重重艰难攻克“人工全合成牛胰岛素结晶”的日日夜夜。叶蕴华是当年组里最年轻的助理教授。
这是人类历史上第一次人工合成与天然胰岛素分子化学结构相同并具有完整生物活性的蛋白质，是新中国科技自主创新的头号“代表作”，在生命科学发展史上具有永恒意义。北大的科研人员在这场“兵团作战”中立下了汗马功劳。
著名有机化学家邢其毅教授在指导人工合成胰岛素的研究
从“两弹一星”到我国第一台每秒运算百万次计算机的诞生，从让印刷业彻底告别铅字的汉字激光照排技术到广泛应用于公安刑侦领域的指纹识别技术，从打破“信息孤岛”到在试管婴儿研究领域作出巨大贡献……新中国成立70年来，北京大学的科技工作者在中国共产党的正确领导下，艰苦奋斗、不懈努力，取得了一项又一项举世瞩目的科研成就。
百废待兴，为社会主义生产建设服务
（1949年—1956年）
1949年以前，我国科技事业的发展十分缓慢。1928年至1949年间，全国总共培养了18万名大学毕业生，科研院所及科研人员更是寥寥无几。新中国刚一成立，党和政府就认识到科学技术对国家和人民的重要性。1953年，高等教育部召开综合大学会议，明确综合大学的主要任务为：“培养在理论科学或基础科学（自然科学和社会科学）方面从事研究或教学工作的专门人才。”1956年，毛泽东同志代表党中央向全国人民发出了“向科技进军”的号召，在周恩来同志的亲自主持下，国务院成立了科学规划委员会，调集有关专家学者共同起草制定了《1956-1967年全国科学技术发展远景规划》，确定了“重点发展，迎头赶上”的方针。
北京大学的科学研究工作在国家政策的指向下进入了快速发展的道路。这一时期的科技工作最重要的特点是为社会主义生产建设服务。我国在社会主义改造和社会主义建设的过程中提出了大量的理论问题和科学技术问题。每年，教育部将“中央各业务部门需要研究解决的问题”汇集转发给学校予以参考。为了更有成效地开展这方面工作，学校自然科学各系与有关产业部门签订合同或者建立合作关系，很多系也主动地结合生产需要来开展研究工作，如生物系结合“农业发展纲要”所进行的关于鼠类对农作物的危害性及根治棉蚜虫的研究，地质地理系结合国民经济的发展在温榆河上游地区利用大比例尺地图进行自然地理与经济地理的综合调查研究。
1956年，学校成立科学工作处，主管全校科学研究的计划组织、培养研究生与科学出版等方面的工作。1955-1957年，北大连续召开了3次科学讨论会，共宣读论文220余篇。1955年，北京大学学报人文科学版和自然科学版创刊。这一时期，学校依托科学研究工作，在很多方面取得了长足发展。北大与国内其他科研单位特别是中国科学院的联系与合作日益加强，学术氛围日益浓郁。
曲折前行，用坚守铸就民族的脊梁
（1957年—1976年）
在这段艰难曲折的时期，北京大学党委、行政及广大师生认真执行上级指示，在曲折中积极探索适合中国国情的社会主义高等教育发展模式，组织开展了多项重大科学研究项目并取得了重要成果。
北京大学为中国核科学事业的发展作出了重大贡献。20世纪50年代中期，以毛泽东同志为核心的第一代党中央领导集体，为抵制西方的武力威胁和核讹诈，果断地作出了独立自主研制“两弹一星”的战略决策。包括数位北大人在内的大批优秀科技工作者义无反顾地投身到这一伟大事业中。1955年，北京大学成立了物理研究室，率先承担起为国家培养原子能人才的重任，在研究室的基础上，1958年扩建成我国第一个原子能系（1960年改称为技术物理学系）。这里培养的优秀人才为我国“两弹一星”事业作出了重大贡献，仅首届毕业生中就涌现了两院院士5人，因而也被誉为核科学家的摇篮。“两弹一星”核心科学家钱三强、彭桓武、郭永怀、邓稼先、朱光亚、于敏、周光召等都曾在北京大学或西南联大学习和工作过。1999年，国家表彰“两弹一星”元勋，其中有12位是北大校友。
“两弹一星”元勋中有12位北大校友
在青海省美丽的金银滩草原，中国的核工业科研人员从3顶帐篷起家，在相当长的一段时间里向家人和亲友隐瞒了工作内容，从此“消失”于苍茫世界，在艰苦卓绝的环境下，打破了苏联人所谓“没有苏联专家，中国休想造出原子弹”的狂妄论断。据周光召回忆，当时美苏等国在核武器方面对中国高度保密，中国唯一可供参考的是苏联总顾问在中苏关系破裂前留下的一份介绍原子弹的简要记录。可惜的是，这份口授记录中在数据上有个别错误，周光召和同事们凭借着在数学、物理方面的过硬素养，在极其简陋的条件下每天进行着“最大功”的人工验算，圆满地解决了资料上的错误和漏洞。这些优秀的核工业科研人员的艰辛努力没有白费，1964年10月16日我国第一颗原子弹爆炸成功，1967年6月17日我国第一颗氢弹空爆试验成功，1970年4月24日我国第一颗人造卫星东方红一号发射成功。中国人在一穷二白的条件下打破了美苏的核垄断，而凝聚着科技工作者报效祖国的满腔热血和赤胆忠心的“两弹一星”精神也成为了鼓舞中国人民不断前进的宝贵精神财富。
北大人在核工业领域大显身手的同时，在多肽化学的研究方面也取得了重大进展。1964年，北京大学化学系与中国科学院有机化学研究所、生物化学研究所“兵团作战”，共同从事胰岛素的合成工作。1965年，科学家们在世界上第一次用人工方法合成了具有与天然分子相同化学结构和完整生物活性的蛋白质——结晶牛胰岛素，标志着人类在认识生命、探索生命奥秘的征途中迈出了关键性的一步，开辟了人工合成蛋白质的时代，在生命科学发展史上产生了重大的意义与影响。
据叶蕴华回忆，1960年开始，北大化学系就开始着手合成胰岛素的科研工作，参加研究的师生们凭借着一股革命热情，不分昼夜地加班加点。1964年，北大抽调了包括叶蕴华在内的5位年轻教师去上海。“为了争取早日合成A链，我们没有周末，没有节假日，整天泡在实验室做实验或到图书馆查阅文献。当时没有奖金和加班费，谁都没有计较……尽管我们和家人分离，生活非常单调，但认识到这是在进行一项为国争光的重要任务，也就不顾及个人得失了。”
数学学科一直都是北京大学引以为傲的重点学科。在紧张而动荡的年代，北大的数学家们依然坚守家园，精心浇灌着智慧之花。作为我国拓扑学的奠基人，江泽涵教授终身致力于不动点理论研究。不动点理论是20世纪数学发展中的重大课题之一，在他的指导下，姜伯驹和石根华在尼尔森数的计算和尼尔森数的实现问题上取得了重大突破。他们的工作打破了50年来国际上这个课题研究工作长期停滞的状态，从而在国际上得到很高的评价，被称为“目前国际上关于不动点理论的最新成果”，同行称他们为拓扑学界的一个新的“中国学派”。
数学系教授江泽涵（右）与姜伯驹（左）一起讨论问题
在这一时期，北大人还为成功研制中国第一台原子钟立下了汗马功劳。原子钟是目前世界上最准确的计时工具。主持研制我国第一台原子钟的是北京大学无线电系教授王义遒。1963年秋，在王义遒的主持下，北京大学与电子工业部第十七所合作，开始研制光抽铯汽室频标，并于1965年成功研制我国第一台原子钟，为我国国防、航天、通信、计量等事业作出了重要贡献。王义遒还主持研制了我国第一批批量生产的“光抽运铷原子钟”，这项高科技成果在我国几项国防科研试验中发挥了重要作用，于1978年全国科学大会上被授予重大成果奖。在动荡的年代里，王义遒与同事们齐心协力，开拓进取，凭借着“完不成任务坐牢也要坚持为国奉献的信念”，在原子钟的攻关领域取得了一项又一项重要的突破。
为这一时期留下浓墨重彩一笔的还有后来被称为“稀土之父”的北京大学化学系教授徐光宪。中国稀土资源储量占世界储量的70%左右，位居世界第一。但由于生产技术长期掌握在外国人手里，直到20世纪70年代，我国还只能向国外廉价出口稀土原料，然后再高价进口深加工的稀土产品。
这令人扼腕叹息的局面，正是被徐光宪改变。1972年，北京大学化学系接受了一项紧急任务——分离镨钕，研究生产稀土的技术。52岁的徐光宪临时受命，成为了这一研究课题的领军人。经过艰辛探索，他大胆摒弃国际上通用的离子交换法，另辟蹊径，提出串级萃取理论，使本身难以分离的镨钕具有高达4的分离系数，远远超过了国际同行的结果。
在此基础上，徐光宪推导出100多个公式，成功设计出了整套工艺流程，实现了稀土的回流串级萃取。此外，他还率先办起“全国串级萃取讲习班”，使新的理论和方法广泛应用于实际生产，大大提高了中国稀土工业的竞争力，使我国在稀土分离技术和产业化水平上跃居世界首位。
北京大学化学与分子工程学院教授徐光宪院士（中）在指导团队进行实验
曲折发展时期，北京大学的科研在艰难的条件下进行。电子仪器厂半导体方面研制成功1024位MOS随机存贮器、中规模ECL超高速电路；地质地理系地热小分队在西藏羊八井地区发现湿蒸汽田；大气专业研制成功第一台氮氧化合物测试仪，和有关单位协作研究成功无球探空仪、红外光电测距仪。北大电子仪器厂与738厂、646厂一起，于1969年12月接受了国家交给的百万次集成电路大型数字电子计算机的设计、试制任务。经过3年多的苦战，我国第一台集成电路百万次电子计算机（150机）研制成功，在我国科研史上具有划时代意义。
改革开放，探索产学研一体化的道路
（1977年—1997年）
波澜壮阔的历史证明，北京大学的发展始终是与我们党领导人民团结奋斗的历史进程和中华民族走向全面复兴的前进步伐紧密相连的。十一届三中全会后，随着党的工作重心转移和建设中国特色社会主义战略目标的提出，北京大学的科研工作者欢欣鼓舞，只争朝夕，在改革开放和社会主义建设的伟大实践中，为祖国和人民贡献智慧的力量。
从1985年起，党和政府开始改革科技体制，充分引入市场和竞争机制，促进科技事业的进一步发展。1988年的全国科学大会上，邓小平提出了“科学技术是第一生产力”的论断，再次强调了科学技术与经济发展之间的紧密联系。北京大学从20世纪80年代开始，通过不断努力，在将科研成果向现实生产力转化方面下功夫，形成了具有一定规模和竞争力的科技产业，北京大学著名计算机应用专家王选在汉字激光照排方面的贡献成为了国内产学研结合的典范之一。
1975年，王选对国家正要开展的精密照排项目发生了兴趣。当时国外已经在研制激光照排四代机，而我国仍然停留在铅印时代。王选提议要大胆进行技术上的跨越，直接研制西方还没有产品问世的第四代激光照排系统。针对汉字的特点和难点，他发明了高分辨率字形的高倍率信息压缩技术和高速复原方法，率先设计出相应的专用芯片，在世界上首次使用“参数描述方法”描述笔画特性，并取得欧洲和中国的发明专利。这些成果的产业化和应用，占领了99%的国内报业市场、90%的书刊（黑白）市场以及90%的海外华文报业市场，取代了我国沿用上百年的铅字印刷，引发了我国报业和印刷出版业“告别铅与火，迈入光与电”的技术革命。
1981年，汉字激光照排系统原理性样机研制成功，王选在向来访者介绍该系统性能
从1981年开始，王选便致力于研究成果的转化工作。1988年后，作为北大方正的主要开创者和技术决策人，他提出了“顶天立地”的高新技术企业发展模式，遵循国家产学研一体化的发展方向，积极倡导技术与市场的融合。自1979年第一代汉字激光照排系统问世以来，该产品不断升级换代，使中国传统报业、印刷业继告别“铅与火”后，又迈入告别“纸和笔”的电子报纸时代。2018年12月18日，中共中央、国务院授予王选改革先锋称号，颁授改革先锋奖章，称其为“科技体制改革的实践探索者”。
如果说王选的汉字激光照排系统用光和电代替了铅与火，引发了排版领域的一场深刻革命，那么北大指纹自动识别系统的出现，就彻底改变了传统的刑侦模式，用信息化引发一场破案思维方式和侦破技术的革命。引领这场革命的是来自北京大学信息科学中心的教授石青云。
1982年初，石青云率先开展了“图像数据库的理论与方法”研究，并得到国家自然科学基金的连续资助。1986—1990年，石青云主持了国家“七五”科技攻关研究项目“模式识别图像数据库”，取得4项具有国际先进水平的成果，她对数字图像的离散几何性质进行了深入研究，创造了从指纹灰度图像精确计算纹线局部方向、进而提取指纹特征信息的理论与算法。随后，在她主持的国家“七五”科技攻关项目中，研制成功了适于民用身份鉴定的全自动指纹鉴定系统，以及适于公安刑事侦破的指纹鉴定系统，从而开创了我国指纹自动识别系统应用的先河。该系统正式通过了公安部验收并向全国进行产业化推广。这套指纹识别系统也为我国多地大案要案的侦破立下了汗马功劳。
1995年，党中央、国务院发布了《关于加速科学技术进步的决定》，提出实施科教兴国战略，这标志着我国对科技、科研的发展和扶持上升为国家战略。
借着“科教兴国”战略的东风，北京大学在科学研究各领域取得了累累硕果：数学系教授张恭庆以同调类的极小极大原理为基础，把许多临界点定理纳入无穷维Morse理论，使几种不同理论在这里汇合交织，形成一个强有力的理论框架，由此发现了多个新的重要临界点定理；物理系教授胡济民在核结构的宏观模型及核裂变的研究居于世界领先地位；计算机科学技术系教授杨芙清主持研发了众多软件工程和管理信息系统；微电子所教授王阳元在新器件、新工艺和新结构电路方面的研究成果斐然；力学与工程科学系教授王仁长期从事塑性力学研究，在地学和力学相结合的有关地球动力学研究方面取得丰硕成果；环境科学中心教授唐孝炎所承担的城市光化学烟雾污染课题研究成为治理环境污染的重要依据；生命科学学院教授翟中和在细胞核骨架及其基因表达方面作出重要贡献，根据其理论成果创制的细胞疫苗具有广泛的应用前景；城市环境学系教授侯仁之长期致力于历史地理学研究，他的研究成果为北京旧城改造与城市总体规划建设提供重要理论基础；地质学系教授董申保在岩石学研究方面居于世界领先水平；化学与分子工程学院教授张滂不断追踪有机合成和天然产物的研究前沿，取得了一系列重要研究成果……
1983年，计算机科学技术系教授杨芙清（前排左二）在辅导研究生
群星闪耀，北京大学的科研工作者为即将迎来百岁生日的北大送上了一份份厚重的“礼物”。
继往开来，“高、精、尖”领域取得重大突破
（1998年至今）
创建世界一流大学是数代北大人为之不懈奋斗的梦想，更是新时期党和国家赋予北京大学的神圣历史使命。1998年，北京大学迎来建校100周年校庆。2000年，北京大学与北京医科大学合并成为新的北京大学。20年来，北京大学凭借自主创新成果的不断涌现，在“高、精、尖”领域书写了辉煌篇章。
2018年5月2日，习近平同志到北京大学考察。在金光生命科学大楼一层大厅，展示了近年来北京大学在理科、工科、医科等领域的科研成果。北京大学物理学院重离子所所长颜学庆为总书记讲解了他的团队用3D打印技术以1：10的比例打印的激光加速器原型装置。他激动地向总书记介绍：“这台激光加速器，从理论搭建到样机的建造，最后不断完善并建成首台真正的激光质子加速器，整个过程都是我们中国人自己完成的。”粒子加速器一方面可以服务于基础研究，另一方面还可以广泛应用于生物、材料、化学、能源、国防、工业辐照和核医学等几乎所有的前沿科学领域。
颜学庆是陈佳洱院士的弟子，而陈佳洱当年作为青年骨干参与了“两弹一星”的研究工作，在1955年时陈佳洱便开设了加速器相关课程。从“两弹一星”的资深老专家到陈佳洱院士再到现在的颜学庆及其团队，数代北大人在加速器研究中投入了无数的心血，无数次从失败中铩羽而归，再一次又一次从头再来。加速器的研究正是北大科研攻关的一个缩影。比之前辈，颜学庆是幸运的。他曾在接受采访时表示：“目前在中国做科研，我们赶上了非常好的时代，受到了足够的重视，同时也有较多的资源去做想做的事情，这是一件非常幸福的事情。”
2016年5月，北京大学核物理与核技术国家重点实验室（重离子物理研究所）的“激光粒子加速器与技术革命”项目参与了全国科技周展示，图为颜学庆教授为刘延东等领导同志汇报科研进展
北大人引领着一项又一项改变国计民生的宏大课题：南海可燃冰开采、打破“信息孤岛”的“云-端”融合技术、试管婴儿难题的不断突破、白血病“北京方案”的巨大成就……北大人用智慧和气魄为祖国和人民攻克了一道又一道难关，在多个“高、精、尖”领域实现了从无到有、从有到优、从优到强的重大跨越。
首例MALBAC胚胎全基因组扩增测序试管婴儿研究人员与新生儿合影（左起：谢晓亮、乔杰、闫丽盈、汤富酬）
北京大学梅宏团队的“云-端融合系统的资源反射机制及高效互操作技术”获得2018年国家技术发明一等奖，图为团队成员在颁奖仪式后合影
今日之北大，理工医学以数理化学科为基础，重点建设生命医学学科群和高新技术学科群，科研经费逐年增长。2016-2018年，北京大学共获批80项国家重点研发计划重点专项项目，项目经费超过15亿元。
近5年来，北京大学共获批国家自然科学基金重大项目41项（牵头项目6项、课题35项）、国家重大科研仪器研制项目17项、重点项目167项、重点国际合作项目24项、重大研究计划139项、创新群体项目20项，立项数和经费数全国领先。
近5年来，北大共有67人获得国家杰出青年科学基金项目资助，至今，共有258人获得“杰青”资助，位居全国之首，培养造就了一批优秀的学科带头人。目前，北大有国家级科研创新基地19个；量子物质科学协同创新中心、纳光电子前沿科学中心通过首批认定；牵头建设生物医学成像“十三五”国家重大科技基础设施。
近5年来，全校发表SCI文章超过4万篇，其中通讯作者近2.4万篇，数量与质量同步增长；在ESI的全部22个学科中北大已有21个学科进入世界前1%；2019最新自然指数排名北大位列全球第6位，均居国内高校之首。
北京大学作为法人单位建设的多模态跨尺度生物医学成像设施鸟瞰图
科技弱则国弱，科技强则国强。回顾过去，我们感怀于老一辈北大科研工作者栉风沐雨、辛勤劳作，在艰苦的条件下为国坚守的精神；展望未来，我们欣慰于新一代的年轻科学家追求卓越、忘我付出，在新时代的号角中继往开来的斗志。
巍巍上庠，百廿荣光，今日之北大在创建世界一流大学的进程中取得了让世人瞩目的成就。国之重器，在于科技，未来之北大也将秉承传统，努力引领尖端技术发展，继续奋斗在科学创新与技术进步的一线，坚守科技强国阵地，坚实助力时代发展。
相关阅读
来源：北京大学新闻网
审校：黄洪翔 李昊霖 李楠 黄琬婷
美编：杨圆