先進(jìn)材料通常與威爾士無關(guān)，但是時候讓二者走到一起了，英國帝國理工學(xué)院光化學(xué)教授James Durrant表示。2013年，Durrant接受了位于威爾士的斯旺西大學(xué)“威爾士之星”（Sêr Cymru）太陽能講席教授的聯(lián)合聘任。如今，他同時負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)拓展太陽能應(yīng)用范圍的新材料研究，力求將英國打造為這種新材料的領(lǐng)跑者。在斯旺西大學(xué)的“創(chuàng)新功能性工業(yè)涂料可持續(xù)產(chǎn)品工程中心（SPECIFIC）”，Durrant參與研發(fā)的技術(shù)能讓建筑物生產(chǎn)、存儲和釋放自己的能量。
Durrant在帝國理工已經(jīng)有一家成功的研究實驗室，但聯(lián)合聘任讓他能夠?qū)⒌蹏砉さ幕A(chǔ)科學(xué)知識與斯旺西的工程制造專長相結(jié)合。“帝國理工是世界級研究殿堂，但倫敦的環(huán)境并不專注于制造業(yè)。”他表示。歷史上斯旺西就是制造業(yè)中心，延續(xù)至今——斯旺西大學(xué)現(xiàn)在仍保持著這一傳統(tǒng)，走在校園里，碰到業(yè)界專家在SPECIFIC實驗室閑逛的幾率就和遇到學(xué)者的幾率一樣大，Durrant表示。
Durrant是威爾士政府“威爾士之星”計劃的首批受益者，這份于2012年公布的計劃是威爾士政府尋找“有機(jī)會邁入全球最前列”研究領(lǐng)域的科學(xué)戰(zhàn)略的一部分，威爾士高等教育基金委員會主席David Allen表示。“威爾士之星”計劃于第一階段撥款5000萬英鎊（6620萬美元），在威爾士各大學(xué)引入著名學(xué)術(shù)帶頭人，并且在三大“重大挑戰(zhàn)”領(lǐng)域支持國家研究網(wǎng)絡(luò)：生命科學(xué)與健康；低碳、能源與環(huán)境；以及先進(jìn)工程與材料。這些網(wǎng)絡(luò)旨在“推動威爾士高校的橫向而非縱向思維”，Allen表示，并且增強他們作為科學(xué)研究中心的聲望。該計劃的二期經(jīng)費6000萬英鎊（7950萬美元）于2015年12月啟動，為中青年科研人員和目前處于事業(yè)中斷期的科學(xué)家提供經(jīng)費，以進(jìn)一步提升研究能力。通過兩大舉措，威爾士希望能夠引進(jìn)20~30名科技界的“明日之星”，并支持120名科研人員“圍繞我們的優(yōu)勢發(fā)揮關(guān)鍵效應(yīng)”，威爾士政府首席科學(xué)顧問Julie Williams表示，“我們的雄心在于研究增長”。
為了再進(jìn)一步提升能力，威爾士的卡迪夫大學(xué)、斯旺西大學(xué)、班戈大學(xué)和阿伯里斯特維斯大學(xué)也大量投入經(jīng)費進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，建設(shè)新大樓和設(shè)備。
當(dāng)前，多國將知識增長看作是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一大支柱，威爾士也設(shè)立了自己的科學(xué)議程，在拓展學(xué)術(shù)科研工作的同時，也重視將科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化為推動經(jīng)濟(jì)發(fā)展的應(yīng)用。因此，這也邀請產(chǎn)業(yè)界與專家學(xué)者在最具商業(yè)潛力的領(lǐng)域合作開展研究，Williams表示。
卡迪夫：全球一流的大腦成像技術(shù)
卡迪夫大學(xué)致力于與產(chǎn)業(yè)緊密合作的目標(biāo)，形成了一個新的實體空間：3億英鎊（3.936億美元）的創(chuàng)新園區(qū)。該園區(qū)正在進(jìn)行分期建設(shè)，旨在利用現(xiàn)有商業(yè)發(fā)展人員協(xié)助開發(fā)學(xué)校的研究、設(shè)施與服務(wù)資源。它將重點打造社交網(wǎng)絡(luò)和創(chuàng)新空間，鼓勵對問題的求解、開放式創(chuàng)新和合作。園區(qū)未來還將引入其它研究設(shè)施，現(xiàn)已在公共基金和慈善信托的資助下建設(shè)了價值4400萬英鎊（5830萬美元）的卡迪夫大學(xué)腦研究成像中心（CUBRIC）。
在CUBRIC中心的五個新掃描儀中，其最為自豪的是歐洲最強大的顯微結(jié)構(gòu)腦部掃描儀——西門子3 Tesla Connectome磁共振成像系統(tǒng)，這款特殊改裝的磁共振成像掃描儀在全球僅有兩臺，另外一臺位于美國哈佛大學(xué)。這套系統(tǒng)的優(yōu)勢技術(shù)在于能夠測量大腦的微觀結(jié)構(gòu)特征，例如神經(jīng)細(xì)胞軸突的直徑，因此它也讓研究人員能夠回答全新的問題，CUBRIC中心主任Derek Jones表示，“相比單純地繪制腦圖譜，我們可以開始解決更多生物學(xué)上的具體問題，如‘在軸突直徑上的個體差異如何與沖動性的差異相關(guān)聯(lián)’。”
Jones在2006年加入卡迪夫大學(xué)，成為CUBRIC中心的聯(lián)合主任。他的工作是從頭開始創(chuàng)立神經(jīng)成像研究項目。Jones接受過醫(yī)學(xué)物理學(xué)的培訓(xùn)，并有幸能與其他兩名背景互補的物理學(xué)家一同工作。他們想要在卡迪夫建立新的綜合性神經(jīng)成像研究中心，并一起起草了商業(yè)計劃書。該建議與威爾士想要在幾個關(guān)鍵領(lǐng)域領(lǐng)先全球的宏偉科學(xué)目標(biāo)完美相結(jié)合。“我覺得他們很高興能夠看到學(xué)校有真正獨特的東西。”Jones回憶道。他們的計劃獲得批準(zhǔn)。CUBRIC新中心引以為榮的正是在全歐洲都獨一無二的成像設(shè)備。
任何人都可以帶著一份研究計劃來找我們中心，Jones表示，該中心將與學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界合作伙伴一同研究腦刺激技術(shù)，包括制藥企業(yè)研究實驗藥物的效果。Jones利用中心設(shè)備，以獲取髓鞘形成的最佳估計、密度和直徑等軸突特征，以及大腦連通性。然后，他利用這方面信息理解腦電生理學(xué)和認(rèn)知的個體差異。例如，最近的一項實驗顯示，6周的認(rèn)知訓(xùn)練可以產(chǎn)生大腦微觀結(jié)構(gòu)可檢測到的差異。
斯旺西：研究成果的轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化
在斯旺西，“威爾士之星”資助的太陽能子計劃中，大部分研究項目都十分注重產(chǎn)業(yè)化。Durrant與帝國理工學(xué)院塑料電子中心的同事正在研發(fā)與理解基于墨水的涂層，可作為半導(dǎo)體材料打印到表面捕獲太陽能。斯旺西的研究人員正在與產(chǎn)業(yè)合作，研究這些可打印材料的延展性與穩(wěn)定性，研究新型太陽能電池。“愿景是直接將墨水打印到蓋屋頂?shù)漠a(chǎn)品上。”他說。
Durrant本質(zhì)上是名學(xué)者。“我想讓自己的研究更有用。”他表示，“但我并不擅長應(yīng)用它。”在斯旺西，他可以專注于基礎(chǔ)研究，其他人與他并肩作戰(zhàn)研發(fā)應(yīng)用。他指出，SPECIFIC中心的執(zhí)行總裁此前是在鋼鐵業(yè)工作。“這種產(chǎn)業(yè)界的視角滲透到SPECIFIC的文化當(dāng)中，因此你也有巨大的驅(qū)動力，將科學(xué)轉(zhuǎn)化為實際應(yīng)用。我很高興能夠參與其中。”Durrant補充道。
在距離斯旺西大學(xué)辛格頓公園校區(qū)16公里之外的創(chuàng)新與知識中心，已經(jīng)建立起了一座涂層屋頂?shù)脑囼灩S。SPECIFIC中心投資2000萬英鎊（2650萬美元）的五年計劃將研發(fā)鋼鐵與玻璃涂層產(chǎn)品，用于現(xiàn)有建筑和新建筑，讓墻壁和屋頂都能夠產(chǎn)生、儲存和釋放能量。這種建筑上的涂層可以使英國每年的二氧化碳排放量減少數(shù)百萬噸。該項目是在多所高校間的合作，除了斯旺西之外還包括帝國學(xué)院、班戈、卡迪夫，以及塔塔鋼鐵和巴斯夫國際等跨國企業(yè)。
斯旺西大學(xué)最近進(jìn)一步擴(kuò)張，并于2015年開設(shè)了海灣校區(qū)，這片投資4500萬英鎊（5806萬美元）的科學(xué)與創(chuàng)新空間坐落在65英畝的海濱地區(qū)，距離辛格頓公園校區(qū)并不遠(yuǎn)。該校區(qū)目前擁有工程學(xué)院和管理學(xué)院，800人的禮堂、藏書豐富的圖書館，以及學(xué)生宿舍等設(shè)施。這項擁有多個合作伙伴、公私合作的計劃主要得到學(xué)校和威爾士政府通過歐洲地區(qū)發(fā)展經(jīng)費的支持。
威爾士：實力打造環(huán)境科學(xué)
在選定領(lǐng)域追求卓越的過程中，威爾士遵從的是一個經(jīng)過反復(fù)考驗的秘訣。Chris Thomas于2007年來到阿伯里斯特維斯大學(xué)協(xié)助組建生物學(xué)、環(huán)境與農(nóng)村科學(xué)研究所（IBERS）。Thomas是一名野生動物生物學(xué)家，但是他如今利用衛(wèi)星遙感等技術(shù)和地理信息系統(tǒng)等軟件應(yīng)用來模擬帶菌體的疾病傳播。“威爾士對環(huán)境和農(nóng)業(yè)研究的大量投資吸引了我。”Thomas表示，“我們?yōu)檫@里正在進(jìn)行的工作而自豪。”
2013年，Thomas被任命為阿伯里斯特維斯大學(xué)分管科研的副校長。他的首要目標(biāo)就是要確保當(dāng)前科學(xué)策略的成功。除了轉(zhuǎn)化研究的重要議題之外，Thomas也主要負(fù)責(zé)阿伯里斯特維斯投資4050萬英鎊（5360萬美元）的創(chuàng)新與企業(yè)新園區(qū)的設(shè)計與建設(shè)，該園區(qū)重視農(nóng)業(yè)創(chuàng)新。該學(xué)校已經(jīng)在牧場農(nóng)業(yè)的研究領(lǐng)域走在國際前沿，其中包括牧草育種、不同草種的營養(yǎng)特性，以及利用不同種類的植物開展從防洪到通過改善動物牧草飼料進(jìn)而改變?nèi)饽虪I養(yǎng)價值等應(yīng)用。
通過“威爾士之星”的低碳、能源與環(huán)境國家研究網(wǎng)絡(luò)（三大重大挑戰(zhàn)領(lǐng)域之一）的700萬英鎊（920萬美元）經(jīng)費，威爾士高校希望能進(jìn)一步利用它們在牧場農(nóng)業(yè)上的專業(yè)知識。該網(wǎng)絡(luò)鼓勵院系和高校間的交叉學(xué)科研究，讓環(huán)境學(xué)家能夠與能源科學(xué)家開展合作，再比如建筑師和植物學(xué)家，班戈大學(xué)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)責(zé)人David Thomas表示。“該網(wǎng)絡(luò)就像是一針催化劑，把他們帶進(jìn)同一個房間。”他補充道，“它鼓勵更具創(chuàng)新性的合作。”
這種協(xié)作的環(huán)境是Rosalind Dodd最欣賞這個網(wǎng)絡(luò)的一點。“我們有一些非常優(yōu)秀的研究人員也積極投入其中，而且合作得也很愉悅。”她表示。Dodd在美國阿肯色大學(xué)完成博士后之后，于1月份來到班戈大學(xué)。她感覺在阿肯色的工作十分有趣，但想要“在規(guī)模和范疇上有更大的突破”。Dodd是該網(wǎng)絡(luò)中智慧育草群體中的一員：她們小組研究極端天氣對不同品種牧草和生態(tài)系統(tǒng)的影響。該研究將成為農(nóng)業(yè)地區(qū)的重要議題，她表示，因為氣候變化預(yù)計會增加全球極端天氣事件的頻率。
建構(gòu)于科研實力之上的可持續(xù)未來
農(nóng)業(yè)一直也將繼續(xù)是威爾士經(jīng)濟(jì)的重要組成部分——對該領(lǐng)域研究的支持將繼續(xù)增長。威爾士在生命科學(xué)研究上的已有實力驅(qū)動著這里的科學(xué)發(fā)展，此外，威爾士未來的路要往哪里走，也是驅(qū)動威爾士科學(xué)發(fā)展的另一種動力。“威爾士想要將自己打造為一個可持續(xù)發(fā)展的國家。”Allen表示，“它定義著我們想要成為怎樣的威爾士。”
人口增長、氣候變化、環(huán)境破壞和人口老齡化是全球面臨的挑戰(zhàn)。人們普遍相信，只有科學(xué)技術(shù)能夠為這些潛在的災(zāi)難性社會與環(huán)境問題提供解決方案。威爾士并不是唯一一個投資可持續(xù)發(fā)展研究的國家，但它已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了自己的利基領(lǐng)域，要么是已有優(yōu)勢領(lǐng)域，或是有潛力突破重圍的領(lǐng)域。
這個國家最近實施的能力建設(shè)項目并非隨機(jī)而定。威爾士政府的“威爾士之星”計劃主要基于幾項研究，這些研究結(jié)果顯示，與威爾士的人口規(guī)模（英國總?cè)丝诘?%）相比，威爾士高校在英國研究理事會的競爭經(jīng)費占比上并不占優(yōu)勢。威爾士學(xué)會會長Peter Halligan收集的證據(jù)表明，問題不在于科學(xué)質(zhì)量，而是研究人員的數(shù)量。威爾士研究人員數(shù)量不足，例如，相對于人口數(shù)量而言，比蘇格蘭少了超過600人。最大的缺口在于科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，這些領(lǐng)域主要得到高支出的機(jī)構(gòu)資助，例如醫(yī)學(xué)研究委員會以及工程與自然科學(xué)研究委員會。
根據(jù)常用的效率與科學(xué)質(zhì)量評估方法顯示，盡管存在缺人的問題，但威爾士的整體科學(xué)表現(xiàn)仍優(yōu)于很多其它類似體量的小國家，例如挪威、愛爾蘭和新西蘭。“學(xué)科標(biāo)準(zhǔn)化后的科研論文影響力（FWCI）”是一種得到公認(rèn)的方法，該方法計算的是學(xué)科領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化后每篇論文的平均引用量。根據(jù)FWCI評估顯示，威爾士的引用影響力從2004年的39%（平均水平以上），增長至2014年的68%。2014年，每名威爾士研究人員的引用量也從2007~2011年的平均7.6增至9.6——“高于英國平均水平2個百分點”，威爾士學(xué)會Halligan表示。作為威爾士首個國家學(xué)會，威爾士學(xué)會始建于2010年，匯聚了全國最成功、最具天賦的研究人員，共同提升和推動所有學(xué)術(shù)學(xué)科的研究實力。
Halligan的研究為“威爾士之星”走向第二階段提供了頗具價值的支持。“威爾士之星2.0”中的一系列計劃部分通過“地平線2020”瑪麗居里行動COFUND計劃獲得歐洲委員會的支持，部分通過歐洲地區(qū)發(fā)展經(jīng)費得到威爾士歐洲經(jīng)費辦公室的支持。除了支持研究員和有潛力的科研人員之外，“威爾士之星”還額外為12名在長期休假后重返科研工作的科學(xué)家提供經(jīng)費支持。
政府的支持力度為研究人員留下了深刻印象。“我震驚于卡迪夫的領(lǐng)導(dǎo)層如此平易近人。”Durrant表示，“威爾士的政治介入和決心讓他們能夠集中資源創(chuàng)建真正的世界級中心。”
威爾士的各高校在提供高品質(zhì)的科學(xué)之外也有其它的特殊待遇。“人們在交流思想時非常開放、不受拘束。”Dodd表示，“他們看起來并不擔(dān)憂其他人對他們的認(rèn)識。”Jones也有這種感覺：“這所學(xué)校是我接觸過的最學(xué)院派的地方。”
而且，不同于小機(jī)構(gòu)是職業(yè)發(fā)展桎梏的刻板印象，“我并不需要去大機(jī)構(gòu)才能成為成功的科學(xué)家。”班戈大學(xué)的Thomas表示，他已在威爾士生活了20年。同時值得一提的是，近距離接觸大海、高山和其它自然美景，Thomas表示，讓威爾士成為“生活的絕佳選擇”。■
Gunjan Sinha是德國柏林的自由撰稿人。
DOI: 10.1126/science.opms.r1600169
鳴謝：“原文由美國科學(xué)促進(jìn)會（www.aaas.org）發(fā)布在2016年10月14日《科學(xué)》雜志”。官方英文版請見http://www.sciencemag.org/careers/features/2016/10/wales-wants-more-scientists。