一、航天領(lǐng)域開(kāi)展“1→0”反向基礎(chǔ)研究的重要意義
1.航天科技發(fā)展的內(nèi)在需求
航天科技發(fā)展是國(guó)家工業(yè)整體水平和綜合實(shí)力的集中體現(xiàn)。我國(guó)航天事業(yè)自立自強(qiáng)走出了一條具有中國(guó)特色的航天發(fā)展道路，載人航天、探月工程和火星探測(cè)等重大任務(wù)的成功增強(qiáng)了我國(guó)的綜合國(guó)力和國(guó)際影響力。面向航天強(qiáng)國(guó)建設(shè)、空天融合發(fā)展的需求，原有的模仿跟研模式已不能適應(yīng)，目前很多航天前沿科技研究已經(jīng)不存在模仿的對(duì)象，即將進(jìn)入“無(wú)人區(qū)”，亟需打通基礎(chǔ)科學(xué)研究與工程技術(shù)攻關(guān)?！?→0”回溯式的反向基礎(chǔ)研究正是實(shí)現(xiàn)這一變革的橋梁，從重大工程中反向提煉科學(xué)問(wèn)題，讓工程實(shí)踐成為基礎(chǔ)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的“富礦”，讓基礎(chǔ)研究成為技術(shù)突破的“源頭”，真正挖到根挖到0，獲得的機(jī)理、定律和模型將會(huì)促進(jìn)新的工程創(chuàng)新，從根子上推動(dòng)航天科技源頭創(chuàng)新。
航天學(xué)院在前期的工作中也有這樣的例子，組合動(dòng)力團(tuán)隊(duì)將某型導(dǎo)彈高過(guò)載條件下發(fā)動(dòng)機(jī)燒穿的工程問(wèn)題，逐步分析到發(fā)動(dòng)機(jī)中微納米尺度鋁顆粒的燃燒、聚集和碰撞的基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題，獲得相關(guān)機(jī)理和模型，為某重大任務(wù)解決了關(guān)鍵難題，獲得了國(guó)家級(jí)科技獎(jiǎng)勵(lì)。只是還未將這樣的反向基礎(chǔ)研究工作方法系統(tǒng)化、體系化的推廣。抓住這次“1→0”反向基礎(chǔ)研究的重大機(jī)遇，將為航天學(xué)院科研工作發(fā)展注入新的活力和動(dòng)力。
2.學(xué)科交叉發(fā)展的有效途徑
航天科技作為多學(xué)科交叉應(yīng)用的典型代表，其發(fā)展離不開(kāi)新興技術(shù)的支撐。當(dāng)前，人工智能、超材料等新興技術(shù)正逐步應(yīng)用于航天領(lǐng)域，但同時(shí)也面臨著基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題研究不夠深入的挑戰(zhàn)。例如，人工智能技術(shù)在航天器自主導(dǎo)航、在軌維護(hù)、故障診斷等方面的應(yīng)用，極大地提高了航天器的智能化水平。然而，人工智能算法的優(yōu)化和應(yīng)用往往依賴(lài)于對(duì)底層數(shù)學(xué)原理和物理機(jī)制的深入理解，通過(guò)“1→0”反向基礎(chǔ)研究，可以深入剖析人工智能算法在航天應(yīng)用中的性能瓶頸，反向推導(dǎo)出算法優(yōu)化的數(shù)學(xué)原理和物理機(jī)制，進(jìn)而推動(dòng)人工智能技術(shù)與航天科技的深度融合。只有持續(xù)對(duì)新興學(xué)科交叉發(fā)展中的“黑箱”問(wèn)題、大模型幻覺(jué)等問(wèn)題“向下挖到根”，才能更好的促進(jìn)學(xué)科交叉融合，形成新質(zhì)生產(chǎn)力，推動(dòng)航天科技的持續(xù)創(chuàng)新。
3.培養(yǎng)總師型人才的重要手段
當(dāng)前我國(guó)已進(jìn)入創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展、科技引領(lǐng)未來(lái)的大發(fā)展時(shí)期，需要加快推進(jìn)教育科技人才一體化發(fā)展，當(dāng)前，學(xué)校正在“以總師育人文化”為牽引，大力推進(jìn)人才培養(yǎng)工作，這就要求高年級(jí)的本科生和研究生進(jìn)入到科技攻關(guān)的主戰(zhàn)場(chǎng)，將理論與實(shí)踐的緊密結(jié)合，在國(guó)家重大需求中得到鍛煉?！?→0”反向基礎(chǔ)研究模式，引導(dǎo)學(xué)生從航天重大工程的樣機(jī)研制、演示驗(yàn)證中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、梳理問(wèn)題，通過(guò)深入研究找到問(wèn)題的根源，從基礎(chǔ)科學(xué)的角度思考解決方案，這一過(guò)程不僅能夠鍛煉學(xué)生的科技攻關(guān)能力，還能磨練出總師型人才的基本特質(zhì)，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和系統(tǒng)思維，為航天事業(yè)培養(yǎng)更多總師型領(lǐng)軍人才。
二、航天學(xué)院持續(xù)深入推進(jìn)“1→0”反向基礎(chǔ)研究的思考
1.持續(xù)開(kāi)展研討交流，共筑思想共識(shí)，凝聚發(fā)展合力
學(xué)院仍存在著習(xí)慣于傳統(tǒng)的科研思維模式，對(duì)于“1→0” 反向基礎(chǔ)研究這一相對(duì)較新的理念認(rèn)識(shí)不夠深入。在實(shí)際工作中，難以快速準(zhǔn)確地從復(fù)雜的工程實(shí)踐中識(shí)別出具有研究?jī)r(jià)值的 “1”，反推出關(guān)鍵的基礎(chǔ)研究到不了“0”，只到了“0.X”。這就需要發(fā)揮學(xué)院的主動(dòng)引領(lǐng)作用，繼續(xù)組織團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人及骨干教師深入領(lǐng)會(huì)“1→0”反向基礎(chǔ)研究的內(nèi)涵和意義；成立“1→0” 反向基礎(chǔ)研究聯(lián)合工作小組，由基礎(chǔ)研究團(tuán)隊(duì)和工程實(shí)踐團(tuán)隊(duì)的骨干成員組成，負(fù)責(zé)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)相關(guān)研究工作，邀請(qǐng)航天工程一線(xiàn)單位的成員參與其中，定期召開(kāi)“1→0”重大工程科學(xué)問(wèn)題研討會(huì)，結(jié)合學(xué)院實(shí)際深入研討如何開(kāi)展相關(guān)工作，結(jié)合工程實(shí)際研討如何準(zhǔn)確發(fā)掘基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題。通過(guò)研討深化學(xué)院全員反向基礎(chǔ)研究意識(shí)，明確研究方向和目標(biāo)。
2.夯實(shí)人才梯隊(duì)根基，優(yōu)化科研團(tuán)隊(duì)架構(gòu)，提升原始創(chuàng)新能力
目前學(xué)院科研團(tuán)隊(duì)的研究方向多集中于傳統(tǒng)航天技術(shù)領(lǐng)域，多圍繞航空宇航科學(xué)與技術(shù)、力學(xué)等傳統(tǒng)學(xué)科構(gòu)建知識(shí)體系，在跨學(xué)科知識(shí)融合與創(chuàng)新能力方面存在不足?；诖?，學(xué)院需繼續(xù)加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)建設(shè)和人才引進(jìn)，吸引國(guó)內(nèi)外在深空探測(cè)、信息科學(xué)、基礎(chǔ)科學(xué)等交叉領(lǐng)域有突出研究成果的高層次青年人才加入學(xué)院，充實(shí)“1→0”研究的人才隊(duì)伍。通過(guò)培養(yǎng)高水平科研人才和引進(jìn)多學(xué)科背景人才，形成具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的科研團(tuán)隊(duì)，提升團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)解決工程實(shí)踐中核心基礎(chǔ)問(wèn)題的能力。同時(shí)，學(xué)院將鼓勵(lì)團(tuán)隊(duì)成員開(kāi)展跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的合作研究，挖掘新的科學(xué)問(wèn)題和技術(shù)難題，提升原始創(chuàng)新能力，推動(dòng)“1→0”反向基礎(chǔ)研究的多元化發(fā)展，為航天科技的持續(xù)發(fā)展提供有力支撐。
3. 優(yōu)化科研資源配置，完善激勵(lì)機(jī)制與保障體系
“1→0”反向基礎(chǔ)研究具有一定的探索性和不確定性，需要長(zhǎng)期穩(wěn)定的科研資源投入。學(xué)院將探索對(duì)“1→0”反向基礎(chǔ)研究取得重大進(jìn)展或具有很強(qiáng)創(chuàng)新想法的的團(tuán)隊(duì)提供經(jīng)費(fèi)、研究生指標(biāo)、實(shí)驗(yàn)條件等方面的支持。繼續(xù)探索“揭榜掛帥”機(jī)制，對(duì)重大反向基礎(chǔ)研究問(wèn)題揭榜成功且取得階段性成果的團(tuán)隊(duì)和教師，給予后續(xù)滾動(dòng)支持。同時(shí)聯(lián)合校外航天院所和企業(yè)為研究提供良好的實(shí)驗(yàn)資源，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)院科研團(tuán)隊(duì)的積極性和創(chuàng)造性，推動(dòng)反向基礎(chǔ)研究工作的深入開(kāi)展。
三、航天學(xué)院“1→0”反向基礎(chǔ)研究實(shí)踐
1.成立校企研究聯(lián)合體，面向國(guó)家重大需求共同開(kāi)展 “1→0”研究
目前，國(guó)家已經(jīng)啟動(dòng)了多個(gè)航天領(lǐng)域的科技重大工程，抓住機(jī)遇通過(guò)“1→0”反向基礎(chǔ)研究，在重大工程的科技屬性上做文章，通過(guò)機(jī)理挖掘促進(jìn)重大工程關(guān)鍵技術(shù)突破。2024年學(xué)院召開(kāi)了航天科技、航天科工、中國(guó)兵器、中船重工和中科院參與的“1→0”研討會(huì)，成立了多個(gè)校企“1→0”聯(lián)合研究體，院所總師和教師雙向聯(lián)合或掛職。目前取得了可喜進(jìn)展，如在空間維護(hù)專(zhuān)項(xiàng)中牽頭了多項(xiàng)科學(xué)基礎(chǔ)任務(wù)；在飛行器基礎(chǔ)設(shè)計(jì)理論突破后建立的基于概率的總體上設(shè)計(jì)方法，已經(jīng)在載人登月飛船任務(wù)中得到了重要應(yīng)用。
2.培養(yǎng)跨?？缭旱慕徊鎴F(tuán)隊(duì)，營(yíng)造“1→0”研究的生態(tài)圈
針對(duì)學(xué)院原有團(tuán)隊(duì)研究方向單一，缺乏基礎(chǔ)研究力量的問(wèn)題。學(xué)院在原有的科研團(tuán)隊(duì)基礎(chǔ)上，出臺(tái)“揭榜掛帥”基礎(chǔ)問(wèn)題研究基金等系列政策，鼓勵(lì)建立學(xué)科交叉的跨學(xué)校和跨學(xué)院團(tuán)隊(duì)，鼓勵(lì)團(tuán)隊(duì)引進(jìn)海外高層次基礎(chǔ)研究人才，加強(qiáng)培養(yǎng)基礎(chǔ)研究隊(duì)伍，團(tuán)隊(duì)內(nèi)實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)和工程的雙向耦合。工程團(tuán)隊(duì)或基礎(chǔ)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行跨團(tuán)隊(duì)合作，努力打造“工程需求→科學(xué)問(wèn)題→理論突破→技術(shù)革新”的“1→0”研究生態(tài)，孵化原創(chuàng)技術(shù)反哺工程應(yīng)用，解決工程中的科學(xué)瓶頸問(wèn)題，努力成為新質(zhì)生產(chǎn)力的源頭供給。學(xué)院已經(jīng)建立了12個(gè)交叉團(tuán)隊(duì)，其中1個(gè)團(tuán)隊(duì)入選了學(xué)校第一批“1→0”重大工程基礎(chǔ)問(wèn)題研究項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，在空間博弈與空間機(jī)器人、無(wú)人智能與集群、組合動(dòng)力與超高速飛行器等方面基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題取得較好的突破。
3.依托“飛天班”和“強(qiáng)基班” 打造本研貫通的“1→0”研究工廠(chǎng)
航天學(xué)院學(xué)生有參與重大科研項(xiàng)目良好傳統(tǒng)，從“教室到靶場(chǎng)”的做法培養(yǎng)了大量具有系統(tǒng)集成和技術(shù)攻關(guān)能力的人才。把這些好的做法進(jìn)一步發(fā)揚(yáng)，將本研貫通的總師型人才培養(yǎng)與“1→0”研究相結(jié)合，既為學(xué)生進(jìn)入科技攻關(guān)的主戰(zhàn)場(chǎng)和大舞臺(tái)創(chuàng)造機(jī)會(huì)，又同時(shí)作為科研主力參與“1→0”重大基礎(chǔ)研究工作。依托“飛天班”和“強(qiáng)基班”本研貫通機(jī)制，結(jié)合空間維護(hù)操作、運(yùn)載火箭一子級(jí)重復(fù)使用、超高速飛行器設(shè)計(jì)理論等“1→0”重點(diǎn)研究，借鑒“臭鼬工廠(chǎng)”的快速創(chuàng)新的經(jīng)驗(yàn)，打造面向?qū)W生的“1→0”研究工廠(chǎng)，將教室-實(shí)驗(yàn)室-靶場(chǎng)打通，讓學(xué)生進(jìn)入基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)耦合攻關(guān)的一線(xiàn)，2024年學(xué)院有2名博士生獲得國(guó)家自然基金委項(xiàng)目支持也是一個(gè)例證。
4.加強(qiáng)國(guó)際合作與交流，拓寬國(guó)際視野和影響力
學(xué)院將積極推動(dòng)與國(guó)際航天領(lǐng)域的交流與合作，與國(guó)外知名航天研究機(jī)構(gòu)或高校建立聯(lián)合研究中心，積極參與國(guó)際航天重大合作項(xiàng)目，在深空探測(cè)、探月和探火等重大任務(wù)中與國(guó)際同行共同分析任務(wù)中的技術(shù)瓶頸與科學(xué)難題，和國(guó)際知名航天研究機(jī)構(gòu)共同開(kāi)展“1→0”反向基礎(chǔ)研究，為航天科技創(chuàng)新提供新的思路和方向，提升國(guó)際化水平與國(guó)際影響力。
注：本文一些觀(guān)點(diǎn)源于工作中作者與科研副院長(zhǎng)秦飛的交流，在此表示感謝。
（文字：黃攀峰；審核：馬西平）
