世界顶级基础科研机构纪行：东京大学IPMU研究所的开放与自由
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虽然我们无法预先确定科学研究的方向，但我们相信真正的创新是在人们能够自由和专注于梦想的时候实现的。
——加州理工大学前校长让·卢·查莫（Jean Lou Chameau）
撰文 | 庄辞（中国科学院理论物理研究所）
2019年2月24日，在蔡荣根院士的带领下，我与数学与系统科学研究院王晓欢博士一起踏上了此次日本基础科学研究机构的访学之旅。
经过约3个小时的飞行，下午四点半，飞机平稳降落在东京羽田国际机场，来自东京大学IPMU的皮石博士热情地接待了我们一行。从羽田机场乘坐班车直达东京大学附近的三井花园酒店入住，行程需要1个半小时，但路况非常好，完全没有堵车，让人心情格外舒畅，感觉此次日本之行必定也会顺利圆满。
第二天一早，乘坐公交车，我们抵达了此次行程的第一站：东京大学Kavli数物联携宇宙研究机构（IPMU） ，这里要顺便赞一下日本的公交系统，公交车到站时间非常准时，与站牌上的时刻表前后误差不到两分钟，方便乘客尤其是上班族安排出行时间。IPMU坐落于东京市千叶县东京大学柏之叶校区内，紧邻著名的日本东京国立癌症研究中心。柏之叶校区并不大，东京大学的众多研究机构都汇聚于此，包括东京大学宇宙线研究所（2015年诺奖得主Kajita Takaaki(梶田隆章)任所长）、物性研究所等等。
东京大学柏之叶校园
IPMU是一座外表其貌不扬的独立建筑，水泥砖块结构，外墙没有任何修饰，保留了水泥的原生态面貌，坚固而冷峻，很契合基础科学研究机构的气质：化繁为简、去伪存真。在接下来的几天与IPMU的科学家们的交谈中，我们了解到，IPMU的整体建筑结构是由几位创始科学家们（Hitoshi Murayama（村山齐）、Tsutomu Yanagida（柳田勉）等）精心设计的，他们借鉴了包括英国牛顿数学所在内的欧美知名研究机构的设计理念，充分考虑了开展基础研究所需要的自由、开放和促进交流的科研环境，设计了这座大楼的总体结构，然后由日本本土的建筑师们加以实现，这座建筑还获得了日本设计大赏的荣誉。
IPMU正门
从IPMU的正门走进去，左手边是一整排移动黑板，右手边是一块望不到尽头的长黑板，黑板上画满了七倒八歪、五花八门的公式和草图。在多媒体如此盛行的时代，黑底白字的手工推演依然是科学家们最喜爱的交流方式。
IPMU一层走廊
上到二层，从电梯口出来拐个弯儿，才终于看到了这所研究机构的全貌。它是一个中空的大loft结构，几乎80%的空间是开放式的，像是一个大广场，广场上错落有致地摆放着各种课桌椅、大长桌、圆桌、沙发和茶几，如果不是被四周林立着的黑板和白板上的数学和物理公式包围，你会误以为自己来到了一个五六百平的大咖啡馆。这种感觉并不是空穴来风，在当天下午与IPMU副所长Tomiyoshi Haruyama（春山富义）教授的交谈中，我们得知，IPMU每天下午3点都安排了CoffeeTime, 并要求在IPMU的每一位科学家、研究生和访问学者参加，这项要求甚至被写进了合同里！看来，咖啡与黑板、粉笔一样，是科学家们的必备，不可或缺！
科学家们的办公室位于二、三、四、五层，呈螺旋型上升结构环绕于大厅四周，在大厅讨论或者喝咖啡时，透过墙上的玻璃门可以清楚地看到科学家们的办公室，这样的设计初衷也是方便大家打招呼、交流和找人讨论问题。也许某一天你在咖啡厅喝着咖啡，突然灵光一现有个想法不知是否可行，激动到立刻想找一位同行讨论，抬头看到某某大牛的办公室亮着灯，这时你只需要直呼其名一声，或者迅速跑上楼去，分分钟就能完成讨论，甚至一篇论文由此诞生（据说IPMU有一年发表了一篇著名的关于超新星的论文，就是由当时的一位数学家和理论物理学家在咖啡厅讨论完成的，并在随后不久被实验物理学家观测到，不得不说这才是做基础科学研究的正确打开方式）。
与这个超大咖啡厅相比，科学家们的办公室可以说是非常简单迷你了，十多平方米的面积，有的还要两人共享。据说这样的设计也是为了促进交流，局促的空间让科学家们不要总是在办公室里待着，能时常出来讨论讨论。看来，为了给科学家们营造合作交流的环境，IPMU确实是煞费苦心，做到了极致！
IPMU Coffee Time
从左到右：春山富义、蔡荣根、佐佐木节
在IPMU访问的第一天，我们与研究所的创始人之一柳田勉教授和副所长春山富义教授进行了访谈。在访谈中，我们了解到，IPMU的成立源于从2007开始，日本政府下决心要建立一批世界一流国际化科研机构的初衷，为此推行WPI项目计(The World Premier International Research Center Initiative)，并在全日本征集项目建议书，并找到了当时在东京大学任职的柳田教授。柳田教授从事粒子物理的理论研究，他非常有兴趣加入这个计划。机缘巧合，当时柳田教授的隔壁来了一位访问学者是做数学物理的，两人喝着咖啡就聊起了这个事儿，聊着聊着就一拍即合，决定写个proposal，成立这么一个研究机构，它的科研方向就定为三大领域：数学、高能物理和天体物理，因为他们认为这三个领域是研究宇宙最基本的起源和结构的，是人类好奇心驱动所想要知道的最最终极和本质的问题。而当时柳田教授的这位邻居正是来自美国Caltech的Hirosi Ooguri（大栗博司）教授，他也成为了IPMU的5位创始人之一，并于2018年接任Hitoshi Murayama（村山齐）教授，成为了IPMU的第二任所长。这也是通过学术交流活动产生思想的碰撞进而推动基础科学研究发展的又一例证，也被传为了佳话。
采访柳田勉教授
正是本着对开放交流和国际合作精神的推崇，IPMU在运行模式、人员配置、和经费安排上都处处体现出国际化、促进合作交流、营造开放自由环境的特质。固定科研人员和流动科研人员（博士后）的比例为1:2（目前IPMU有35位固定研究人员，65位博士后研究人员）， 运行经费中的50%以上用于学术活动和访问交流，每年有500-600位访问科学家，所有的行政管理人员都要求双语且工作语言为英语，所有IPMU的members必须参加每天的Coffee Time (下午三点准时打铃提醒) ，每位固定研究人员要求每年必须出国1-3个月，等等。在IPMU，博士后和研究生的经费由研究所承担，无需从科研人员的经费支出，正因如此，青年科研人员可以自由选择博导和合作导师，自由选择自己感兴趣的研究方向，而不必担心导师是否有充足的经费支持。
IPMU报告厅
春山副所长的报告
在与IPMU所长大栗博司教授和副所长佐佐木节教授的访谈中，我们进一步了解到了IPMU的运行理念和发展模式。大栗所长告诉我们，IPMU每年都要接受日本WPI的项目评估，评估专家由研究所以外的科学家们组成，每次评估他们都会在所里待上整整两天的时间，除了听取所长的年度报告以外，其余时间都在所里与科学家们一起交流讨论，了解研究所的科研进展情况。而WPI项目对IPMU的支持也只剩下最后的三年了（WPI项目一个周期支持10年，最多延长5年，IPMU是全日本唯一一个获得5年延续支持的研究机构），IPMU目前也正在积极寻求其他的经费资助，以保证不减少研究所学术交流活动的频次和规模，因为这是研究所真正的核心价值所在，不能削减。包括日本政府、东京大学、各类基金项目以及民间资本都是可以争取的经费来源，也正因为此，大栗所长认为，科学家们对科学文化和科学精神的传播有着责无旁贷的义务，他本人曾经撰写过科普书籍，还经常在日本的财经杂志上撰写一些科学散文和随笔，通过这样的方式向公众传播科学，尤其是让日本的企业家们了解科学，培养科学情怀，用这样的方式来推动全社会支持基础科学研究。我想，这样的理念也正是我们所需要学习的。基础科学研究由于其过于抽象和深奥，几乎不可能与普通民众的日常生活联系在一起。如果做基础科学研究的科学家们不能通过适当的方式向公众和社会传达他们在想什么，做什么，要解决什么问题，就很难获得共鸣，科学的种子得不到播种，科学的精神也就不可能生根发芽，基础科学研究也就很难获得全社会的支持。这样一个科学家与公众的良性互动如果不能够形成，会在很大程度上和很长时间内制约基础科学研究的代际传承和发展。希望我们的科学家们也都能够积极行动起来，将投入科学研究一样的热情也投入到科学传播工作中去！
与大栗博司所长访谈
从左到右：庄辞、大栗博司、蔡荣根、佐佐木节
为了了解和比较日本对基础科学研究的经费投入情况，蔡荣根院士就基础科学研究的稳定支持和竞争性经费的比例问题与大栗所长展开了热烈的讨论。在讨论中，我们了解到，日本政府对大学和研究院所的所有经费支持都用在且只能用于科学家身上，也就是提供给科学家的收入，而开展学术活动、招聘博士后的经费是需要科学家们自己去争取的竞争性经费，但研究生的开支也是由政府提供的，由学生自己向政府申请，如JSPS计划等，不需要由导师经费负担。这样，申请科研经费对于日本的科研人员来说并不是必不可少的，他完全可以从自己的需求出发，选择申请或是不申请，也不会影响本人的收入，因为收入多少与经费多少完全无关。在IPMU，为了招聘到全世界最优秀的博士后，由研究所提供有国际竞争力的薪酬来招聘PostdocFellow。IPMU的博士后不属于任何一个PI的科研团队，可以没有合作导师，他们可以自由地开展科研工作，这也是IPMU对于优秀的青年科学家来说最具吸引力的地方。除了博士后和研究生以外，IPMU每年还邀请许多杰出的科学家作为Affiliate Member加入到IPMU，为他们提供旅费和食宿，随时欢迎他们来IPMU开展合作研究。我想，这样的一种自由开放的理念，正是科学家们所崇尚和追求的。当科学家申请经费不与个人利益挂钩，培养学生不与个人收入挂钩，发论文也不与绩效奖励挂钩；当博士后能够按照自己感兴趣的方向选择合作导师，研究生可以自由申请经费的资助，是不是他们的学问也可以做得更加纯粹和自由？而对于从事基础研究的科学家来说，不需要申请大量的经费以维持科研团队的人员开支，是否也能省出更多的时间和精力专注于科研本身？
蔡荣根与大栗博司
大栗博司教授是国际著名超弦理论物理学家，在与蔡荣根院士一起谈到基础科学研究的重要性时，他认为，基础科学研究的有用性不是短期可见的，它的重要性最主要的体现在其对其他所有学科的影响上，这种影响是颠覆性的和长期的。大栗教授引用普林斯顿高级研究所的创始主任亚伯拉罕·弗莱特纳（Abraham Flexner）在他1939年的文章中的话：“大多数最终证明对人类有益的真正伟大的发现，都是由男人或是女人们做出的，这些人不是因为想成为有用的人，而是为了满足他们的好奇心。”从这个意义上来说，科学家是科学研究的主体，他们中的每一位才是实现科技创新最基本的单元和最需要支持的对象，而一个一流的科研机构所要做的，就是创造条件、营造环境，让科学家们能够在其中充分地施展他们的才华，激发他们的灵感，让他们的原始好奇心转化成原创的科研成果。加州理工大学前校长让·卢·查莫（Jean Lou Chameau）曾经说过：“虽然我们无法预先确定科学研究的方向，但我们相信真正的创新是在人们能够自由和专注于梦想的时候实现的。我相信这种鼓励好奇心和追求看似无用的知识的理念依然是这个国家需要保护和培养的。”我想，这也是每一个愿意为人类科技进步做出贡献的国家所需要保护和培养的！
在IPMU的访问短暂而充实，这里的国际化程度之高、学术活动之频繁、学术氛围之开放，以及科研人员的自信、从容和笃定都让人印象深刻、心生向往。当我们结束最后一天的访问，乘坐新干线列车离开东京前往京都时，我收到了IPMU秘书裕子小姐发来的邮件，她已经把我们在IPMU的照片挑选整理好放到IPMU的网盘中供我们下载，同时，她还非常贴心地推荐我们在京都可以吃到的非常好吃的日本传统小食和甜品，惊讶于裕子小姐如此高效的工作和温馨的服务，瞬间让我们旅途的疲倦烟消云散，平添一丝美好！
在此，隆重感谢在IPMU工作的皮石博士、韩成成博士、葛韶峰博士，东京理工大学的章颖理博士和京都大学的张云龙博士的大力帮助和热情招待，让我们的行程顺利圆满！
从左到右：葛韶峰、章颖理、庄辞、蔡荣根、王晓欢、皮石
背景介绍：
2018年6月，在中科院数学与系统科学研究院席南华院士和理论物理研究所蔡荣根院士的大力推动下，中科院学部工作局通过了《从世界范围内数理科学研究的发展历程探索我国数理科学研究的突破之路》咨询项目的立项，该项目将总结世界范围内基础科学研究的发展规律和历史经验，对基础科学领域革命性、颠覆性成果的产出过程和所具备的条件进行分析和研究，并结合我国经济社会发展的实际情况，从基础科学的重点方向布局、高水平研究基地构建、机制体制环境优化、稳定经费支持、人才队伍建设等方面，探索出一条适合我国基础科学研究能够取得原创性突破成果的可行之路，为国家相关管理部门提供咨询建议。为了开展该项目的研究，项目首席科学家席南华院士和蔡荣根院士在前期进行了深入的探讨，并建议我与数学院科研处王晓欢博士，走访世界上知名基础科学研究机构，通过实地调研、对话访谈、采集资料，全面了解和分析它们成为世界基础研究领域顶级科研机构的关键之所在，他山之石，可以攻玉，这也是我们开启此次世界顶级科研机构之旅的初衷。文本为行程第一站——日本东京大学Kavli数物联携宇宙研究机构（IPMU）纪行。
（未完待续）
本文经授权转载自微信公众号“中科院理论物理研究所”。
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