青年院士 奥加诺夫教授讲座：“个人学术之路与国际科学合作的未来”

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计算材料学家奥加诺夫教授受邀讲座

个人学术成长之路

& 国际科学界合作的未来

奥加诺夫教授

个人学术之路& 国际科学合作的未来

斯科尔科沃科学与技术研究院杰出教授、俄罗斯科学院教授阿尔特姆·奥加诺夫（Artem R. Oganov）于2024年7月15日访问了科睿研究院与合作伙伴中俄国际实验室建设的新疆办公室及乌鲁木齐新材料实验室，并就个人学术经历、科研成果及对国际学术界现状和未来等议题发表了个人演讲。

阿尔特姆·奥加诺夫教授系国际科学与人文学院 International Core Academy of Sciences and Humanities于2024年选举并正式接受加入的Fellow

第一部分·生平

LIFE

阿尔特姆于1975年出生于乌克兰（苏联时期），并于1991年以金奖从中学毕业并进入莫斯科国立大学就读。他于1997年毕业后前往英国伦敦大学学院（UCL）就读晶体科学博士学位。

于2002年博士毕业后作为博士后研究员任职于伦敦大学学院，并在2003年前往苏黎世联邦理工学院（ETH）担任资深科学家，在此期间阿尔特姆还获得了等同于博士的Habilitation学位。在ETH进行研究时，他获得了苏黎世联邦理工颁发给年轻学者奖励其优秀独立研究成果的Latsis Prize (2006)和欧洲矿物联盟奖章（2007）。

阿尔特姆于2008年至2014年期间作为教授任教于美国石溪大学，这一期间他获得了俄罗斯政府（Megagrant）巨额资助项目和中国政府的高层次海外人才引进项目，从而分别于俄罗斯和中国开设了自己领导的实验室。

他于2014年返回俄罗斯，作为教授任职于由俄罗斯政府支持与美国麻省理工学院（MIT）联合在2011年创立的斯科尔科沃科学技术研究院（Skoltech）。 他在2016 年和 2017 年分别被评为化学和物理学领域被引用次数最多的俄罗斯科学家之一，并在2022年被列入高被引研究人员名单（科睿唯安 Clarivate）。

阿尔特姆在科学界可谓成果斐然，基于他对晶体科学、计量材料学、物理和化学等学科做出的杰出贡献，他先后当选欧洲科学院院士（Academia Europea 2017）、美国物理学会会士（APS 2020）及英国皇家化学学会会士（FRSC 2020）。

他于2019年与李克强总理会面，获得了“中国政府为表彰在中国现代化建设和改革开放事业中作出突出贡献的外国专家而设立的最高奖项” —— 中国政府友谊奖，并受邀与习总书记共进晚餐。

阿尔特姆同时非常注重大众科普活动，他受邀参与了多场科普活动及演讲为大众进行科学知识普及；他的“化学 Chemistry”一书作为畅销书获得了多个奖项。

自2023年起，他当选VYZOV奖项评委会主席（国际科学与人文学院及科睿研究院亦受邀参与了该奖项的宣传与推广），该奖授予在基础和应用科学与工程领域取得突破性进展的科学家。其中设立于 2024 年的"发现 （discovery）"类奖项，面向任何国家的科学家，不受国籍、居住地或所属单位的限制。

时至今日，奥加诺夫教授自豪的成为了四个孩子的父亲、超过20位教授的导师（包括一位中科院院士）；他发表了超过300篇科研论文及书籍章节（引用量已超36000次，h-index: 89 谷歌学术）。

奥加诺夫还曾担任十多个特邀教授职位（米兰大学、里尔理工大学、巴黎大学、普瓦捷大学、香港中文大学、中国科学院、日本学术振兴会等）。2011 年，《福布斯》杂志将奥加诺夫列为 "征服世界的 50 位俄罗斯人 "之一。2012 年，备受赞誉的电影导演、国家奖得主弗拉基米尔-格奇科夫拍摄了一部关于奥加诺夫的电影《水晶的颜色》， 2015 年，著名电视记者列昂尼德-帕尔费诺夫拍摄了一部关于奥加诺夫的电影《俄罗斯人制造》。2013 年，《俄罗斯记者》和《专家》杂志将奥加诺夫列为当今俄罗斯最具影响力的 100 人之一。

第二部分·科学研究

SCIENCES

奥加诺夫教授最重要的研究领域是计算材料发现（computational materials discovery），特别是压力对化学键的影响，以及极端条件下（如地球内部和其他行星）的物质状态。

奥加诺夫教授于2001年发表在Nature上的研究发现，地球矿物的弹性特性有助于破译地球的热结构地：球地幔的温度反差达到 2000 K！

奥加诺夫提出了化学元素电负性和化学硬度的新标度，并将其扩展到高压下。奥加诺夫及其同事能够解释许多不寻常的高压化学现象，并预测新的现象和化合物。对新的高压含水化合物 Mg2SiO5H2 的预测激发了对地球水圈起源的新假设。奥加诺夫及其同事（从理论和实验上）预测和研究了一些新型超导体，这些超导体是迄今已知温度最高的超导体之一。

奥加诺夫教授工作中的亮点也包括：发现了硼的超硬相（gamma-B）、钠的透明相、新的碳同素异形体的结构，预测了MgSiO3后透辉石及其在地幔中的稳定性，预测了其他形成行星的矿物，预测并合成了 "禁用 "化合物（如Na3Cl），发现了氦在压力下的化学性质，并创造了硼吩--一种由硼原子组成的二维单分子层，为未来技术带来了巨大前景。

奥加诺夫及其同事能够解释许多不寻常的高压化学现象，并预测新的现象和化合物。对新的高压含水化合物 Mg2SiO5H2 的预测激发了对地球水圈起源的新假设。奥加诺夫及其同事（理论和实验）预测和研究了一些新型超导体，它们是迄今已知温度最高的超导体之一：ThH10 和 ThH9、YH6、(La, Y)H6 和 (La, Y)H10。奥加诺夫开发的计算方法为发现具有所需特性的材料开辟了道路，从而为计算材料发现这一蓬勃发展的新科学领域奠定了基础。

2022年发表于Physical Review Letter上的论文，通过研究已经灭绝了的矿物解释了地球海洋的起源，最终证明了在地球形成1.5亿年后，海洋就已经出现了。

2022年发表于PNAS美国国家科学院学报的研究中，奥加诺夫和研究伙伴们为了解释常压和高压下的化学现象，重新定义了电负性的概念。

恢复正常压力：计算证明钻石是最坚硬的材料

奥加诺夫教授开发了新颖高效的晶体结构预测方法，该方法成为了日后他开创USPEX 代码的基础。（图中图片来源于奥加诺夫发表于Science和 Nature等期刊的论文）。

USPEX (Universal Structure Predictor: Evolutionary Xtallography的缩写)是一种基于进化算法开发的晶体结构预测方法和程序。 “uspekh”在俄语译为“成功”，这象征着这种预测方法的高成功率和取得的丰硕的研究成果。USPEX的开发、探索和普及士奥加诺夫教授对国际学术界的另一大杰出贡献。

USPEX 计算材料发现实验室

该计量方法是奥加诺夫教授的实验室从 2004 年以来开发的一种晶体结构预测方法和程序。 晶体结构预测问题由来已久，而且一直是理论晶体化学的重要核心问题，然而 USPEX顺路解决了这个问题；仅需给定材料的化学成分，就可以预测该材料体系在任意压力-温度条件下的潜在晶体结构。 目前为止，全世界有超过10000名的研究人员正在使用USPEX计量方法。

USPEX算法成功被用于蛋白质结构预测方面，并在近年取得初步进展。

于2023年发表于Protein的文章

蛋白质结构预测是现代生物物理学的主要问题之一：目前从氨基酸序列预测蛋白质三级结构的尝试，大多是在利用大数据和机器学习将 "预测问题 "简化为 "识别问题 "后取得成功的。与深度学习最近取得的成功相比，经典预测方法在预测稳定构象的准确性方面已经落后。因此，在这项工作中，我们扩展了进化算法 USPEX，以基于氨基酸序列的全局优化来预测蛋白质结构。此外，我们还比较了蛋白质结构预测任务中常用的力场。蛋白质结构松弛和能量计算是通过 Tinker（使用多种不同力场）和 Rosetta（使用 REF2015 力场）代码完成的。为了在 USPEX 算法中创建新的蛋白质结构模型，我们开发了新型变异算子。”

奥加诺夫教授最后讲述了他的科研成果在社会中的一些实践用途和与华为等公司合作开展的项目。
目前他的科研成果可以实践应用的领域非常广泛，涵盖了具有热膨胀/杨氏模量习惯/弹性模量特性组合的材料、药物制作领域、AI人工智能驱动的多晶体机械性能预测（如超强合金）、隔热涂层、散热片、非线性光学材料（如DUV激光器）、寻找锂电池的电解质等等。

第三部分·对科学界

未来的思考

Future of Sciences

在奥加诺夫教授个人演讲的最后章节，根据亲身经历和思考，表达了对当今全球局势、国际科学界和跨国合作情况的担忧，以及个人的思考与见解。

奥加诺夫教授认为，当今全球已经不存在自由市场、公平竞争、自由信息和不带偏见的媒体报道；这所有的一切似乎都已被带上了政治的锁链。

因为国家间竞争或冲突的存在，整个国家的所有人都有可能被视为敌人，而学者可能被视为间谍。 比如美国知名纳米材料学家、哈佛大学教授Charles M. Lieber因为与中国的合作先后被美国政府起诉和逮捕（利伯教授和奥加诺夫教授一样受“海外高层次人才引进计划”资助来华，前者成为了武汉理工大学战略科学家）；美国工程院院士、流体学者陈刚教授被美国政府质控与多个中国教育项目的联系未披露而被逮捕；还有真相难以明了的“张首晟自杀”事件等等。

当今奥运会和残运会似乎已经成为了政治工具，可以被暗中操控和布局。而学术界也已经越来越多的走向了政治化而非客观中立。以奥加诺夫教授亲身经历而言，某些期刊和会议会要求参与者或投稿人删除与俄罗斯机构的联系（如国际地质学会），否则将不允许他/她进行投稿和参与活动；而且越来越多的国际科学联盟变得政治化和带有明显政治倾向，丧失了这些学会与联盟最初所拥抱的客观、中立、非政治化等理念。

我们正在看到越来越多“学者”和“科学家”不但没有拥抱和平及推动平等合作，反而在努力鼓吹战争和加剧冲突。

贪婪、傲慢和不安全感将世界推向第三次世界大战的边缘，而我们已经离更大的冲突和矛盾越来越近。

奥加诺夫教授希望，科学能真正远离政治的操控。每个学者和思考者都应负有个人责任，那就是我们不应让世界大战发生。

科学家和思想家应该呼吁和平，而不是战争。我们需要的是超越政治的平台，团结所有国家的所有科学家、科学院、学会、科学期刊和会议，为国际科学合作和人类的进步做出贡献。

奥加诺夫教授相信Core Academy-国际科学与人文学院和科睿研究院在努力为这样的一个平台奋斗，故而欣然接受并加入学院，为了我们共同的事业而奋斗。

奥加诺夫教授成员证书，他作为正式成员（Fellow），加入了Core Academy大家庭

随后在雷厉教授、李昊旻教授、吴家睿副秘书长等人的主要介绍和带领下，奥加诺夫教授一行参访了新材料实验室，并就新型材料科学的理论研究及实践应用、中俄及一带一路等国家的国际科学合作的现状和未来等议题进行了深入交流和讨论。乌鲁木齐市科技局副局长艾积保、中国科学院Lu Juanjuan博士、中国科学院新疆理化技术研究所Zhihua Yang教授、乌鲁木齐甘泉堡经济技术开发区招商服务局局长苟彦忠等人参与了活动和交流。

部分活动照片

科睿研究院最早成立于中国香港特别行政区，是国际科学与人文科学院（International Core Academy of Sciences and Humanities）建设的综合性研究机构，致力于搭建学术界与社会间高效沟通的桥梁，将前沿的学术研究成果赋能至新时代社会发展。

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