揭秘赵忠贤、屠呦呦凭何获得国家最高科学技术

编者按：2017年1月9日，当半世纪研磨超导体的赵忠贤与一辈子专注青蒿素的屠呦呦出现在国家最高科学技术奖的领奖台上时，身上闪耀的不仅是备受瞩目的成就与众望所归的荣誉，还有勇担重任、勇攀高峰的科研精神，特别是在他们身上彰显出对科学的坚守、热爱与专注。他们用自己的智慧和创造，为中国甚至人类的科学事业作出了杰出的贡献。为此，本报特推出两位获奖者的事迹介绍，向科学家致敬。

 
忠贤报国 超导楷模
 
——记2016年度国家最高科学技术奖获得者赵忠贤
 
　　创新足迹：赵忠贤，超导专家，中国科学院物理研究所研究员、中国科学院院士。1941年出生，辽宁新民人，1964年中国科学技术大学毕业后到中国科学院物理研究所工作至今。赵忠贤长期从事低温与超导研究，探索高温超导电性研究。研究氧化物超导体BPB系统及重费米子超导性，在Ba-La-Cu-O系统研究中，注意到杂质的影响，并参与发现了液氮温区超导体。1987年赵忠贤获第三世界科学院物理奖；1988年获首届陈嘉庚物质科学奖；1989年因“液氮温区氧化物超导电性的发现”获国家自然科学奖集体一等奖；2002年作为中国科学院化学研究所的合作者获国家自然科学奖二等奖；2011年因对超导量子尺寸效应的贡献作为成员获国家自然科学二等奖；2013年，因“40K以上铁基高温超导体的发现及若干基本物理性质研究”荣获国家自然科学奖一等奖；2015年，获得国际超导领域重要奖项马蒂亚斯奖。
 
　　他40余年如一日潜心超导技术研究，在硬件条件不及国外1%的情况下取得世界领先的重大技术突破，创造了科技创新的奇迹；他从不看重名利，却十分珍惜自己拥有的专利；他带领团队以“啃硬骨头”的精神，把不可能变成了现实，使中国跻身超导技术研究国际前列。他，就是2016年度国家最高科学技术奖获得者之一、我国高温超导研究的领军人、中国科学院物理研究所院士赵忠贤。
 
　　突破“麦克米兰极限”
 
　　1987年，赵忠贤作为全球5位特邀报告人之一参加了美国物理学会会议。此时，正值国际高温超导技术研究“竞赛”迎来巅峰，赵忠贤在现场所作报告中，向世界展示了中国高温超导研究的重大突破，在现场掀起了高潮。当天，来自全球各地3000多名从事超导研究的物理学家挤进了平常只能容纳1100人的学术大厅，大家对来自中国科学家的介绍感到十分振奋，学术交流的激情与狂热持续了若干个小时，后来被称作“物理学界的摇滚音乐节”。从此，国际超导研究领域记住了赵忠贤的名字，也记住了来自中国的成就。
 
　　无论是经历辉煌，还是面对低谷，赵忠贤都能保持一份平和的心态，专注精力，潜心研究，厚积薄发，屡创奇迹。近半个世纪以来国际上两次高温超导领域技术研究的重大突破，都有着赵忠贤的身影，以及中国人创造的世界纪录。
 
　　超导技术是20世纪最重要的科学研究领域之一，是指某些材料在温度降低到某一临界值以下时，电阻突然消失的现象。超导体在信息通讯、生物医学、航空航天等领域有着巨大应用潜力，从核磁共振成像仪到超导磁悬浮列车，超导技术正在为人类创造可观效益。百余年来，已有5次诺贝尔奖颁发给了10位研究超导技术的科学家。所谓“高温超导体”，是指临界温度在40K（约零下233摄氏度）以上的超导体。1968年，物理学家麦克米兰根据传统理论计算推断，超导体的转变温度一般不能超过40K，这一温度也被称为“麦克米兰极限”。突破这一极限，成为国际科学界共同的梦想。
 
　　这一极限能否被突破？1975年，赵忠贤从英国剑桥大学进修回国后，就把自己的研究方向定位到世界科技前沿的高临界温度超导体研究上。1977年，他在《物理》杂志上发表论文，从理论上提出可以使超导临界温度达到40K到55K，甚至可以达到80K，挑战“麦克米兰极限”经典理论。
 
　　虽然当时科研条件艰苦，好多设备是赵忠贤及其团队自己研发制造的，但是研究进展却十分迅速。1986年底，赵忠贤及其团队与国际领先的研究者几乎同时获得了40K以上的高温超导体，突破了“麦克米兰极限”。中国科研者立即成为国际高温超导的“明星”。1987年2月，赵忠贤带领团队又在研究中发现了临界温度93K的液氮温区超导体，震惊了世界，也因此荣获1989年度国家自然科学集体一等奖。
 
　　引领超导研究潮流
 
　　生于辽宁新民的赵忠贤，尽管已经75岁高龄，但身材魁梧，声音洪亮，性格里透着东北人的直爽和幽默。“只有不断创新不断超越，才能不落在别人后面。”朴实的话语，恰似赵忠贤朴实的人品。
 
　　在研究团队中，他从不以领军人自居，而是与大家一起摸爬滚打。多少个不眠之夜，反反复复的试验过程中，累了，就在椅子上靠一靠或者在桌子上趴一趴；饿了，就简单地煮碗面条。正是凭借这种精神，赵忠贤的研究不仅有领先的成果，还发明了大量创新的方法，使得超导体低温环境的创造由原本昂贵的液氦替代为便宜而好用的液氮，并在全世界范围刮起了液氮温区超导体研究的旋风。
 
　　2008年2月，国外超导研究者在四方层状的铁砷化合物中发现存在转变温度为26K的超导电性，但没有突破“麦克米兰极限”。赵忠贤下决心要解决这一问题，他提出了高温高压合成结合轻稀土元素替代的研究方法，并组织团队全力以赴，很快将铁基超导体的临界温度提高到50K以上，创造了大块铁基超导体55K的世界纪录并保持至今。
 
　　这些年来，赵忠贤及其研究团队始终保持着高温超导研究领域的世界纪录，引领着国际超导研究的潮流。如今，已过古稀之年的赵忠贤仍然在奇妙的超导世界中不断创新，他希望找到新的方法，研究出临界温度更高、能广泛应用于实际生活的超导体；同时也很关注新材料、新技术，力争率先实现国际超导研究的第三次突破。
 
　　数十年如一日的工作，从未让赵忠贤感到枯燥。“作为创新工作者，最幸福的就是每天都在逼近真理。”赵忠贤说，他一直觉得自己很幸运，一辈子干着自己喜欢的事业。“你问我遇到困难时怎么想？就像有人打麻将，即使坐得久了挺难受，也还是想打。我就是在享受着研究的乐趣。”赵忠贤说，“在充满创新的研究工作中，我每天都能够看到新的事物，这是我的乐趣。”他多次表示，科技创新与知识产权实力花钱买不来，只能立足于自己咬牙攻关，取得突破，要把个人志趣与国家命运结合在一起，才有美好的未来。
 
　　赵忠贤的成绩得到了国际上的高度评价。美国《科学》杂志多次报道并评论说：“中国如洪流般不断涌现的超导研究成果，标志着在凝聚态物理领域中国已经成为强国。”
 
　　“忠诚超导数十载，后学尽忙挠耳腮。哲贤升温铜雀台，人皆仰止齐喝彩。”中国科学院超导研究团队在赵忠贤70岁寿诞时所做的祝辞，不但巧妙嵌入了他的名字，更是肯定了他的贡献。
 
　　荣誉等身，赵忠贤却从未自满。他常说，荣誉归于国家，成绩属于集体，要成就世界科技强国，就需要不断创新，才能为国争光。（本报记者 赵建国）
 
 
 
呦呦绕梁 德音孔昭
 
——记2016年度国家最高科学技术奖获得者屠呦呦
 
　　创新足迹：屠呦呦，药学家，抗疟药青蒿素和双氢青蒿素的发现者，中国中医科学院终身研究员兼首席研究员、青蒿素研究中心主任。1930年12月出生，浙江宁波人，1955年北京医学院药学系毕业后到中国中医科学院中药研究所工作至今。屠呦呦多年从事中药和中西药结合研究，突出贡献是创制新型抗疟药青蒿素和双氢青蒿素。1978年屠呦呦领导的卫生部中医研究院中药研究所“523”研究组受到全国科学大会表彰；1979年“抗疟新药青蒿素”获得国家发明奖二等奖；2011年屠呦呦以“发现了青蒿素，一种治疗疟疾的药物，在全球特别是发展中国家挽救了数百万人的生命”，获美国拉斯克临床医学奖；2015年10月，屠呦呦以“从中医药古典文献中获取灵感，先驱性地发现青蒿素，开创疟疾治疗新方法”，获得诺贝尔生理学或医学奖。
 
　　她是一代中医人才，辛勤耕耘，屡建功勋，为发展中医药事业、造福人类健康作出了重要贡献；同样，她也是没有法律背景、没有从中获利却积极运用知识产权制度的“专利达人”；她在药物研发领域的成功在100多个国家和地区挽救了无数人的生命，她在专利保护运用方面的经历在中国唤醒了众多科研工作者的知识产权意识。她就是2016年度国家最高科学技术奖获得者之一、中国中医科学院研究员屠呦呦。
 
　　在浩瀚典籍中发现良方
 
　　“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁，尽服之。”这句在东晋医书《肘后备急方》中记录的“治寒热诸疟”药方，开启了屠呦呦以药物发明拯救万千生命的“大门”。1955年从北京医学院（现北京大学医学部）药学系毕业后，屠呦呦进入卫生部直属的中医研究院（现中国中医研究院）从事中药研究。没人会想到，十几年后这位助理研究员参加的一项科研任务，让她与青蒿素结下一生的缘分。
 
　　1969年，屠呦呦加入了代号为“523”的疟疾防治药物研究项目。当年，越南战争期间，美军和越军在枪林弹雨的对峙中，一直备受疟疾的困扰，氯喹等原有抗疟药因疟原虫对其产生抗药性而失效，许多人倒在了疟疾的魔爪下。为了防治疟疾，越南方面向中国寻求帮助。一个由全国60多家科研单位、500多名科研人员组成的研集体就这样诞生了。彼时的中国正处于特定历史时期，科技落后，社会动荡，药物研发领域更是落后西方发达国家一大截。如何迅速研制出治疗疟疾的良方呢？“我决定还是从中国的传统医学来找，还有人民来信、民间的方药，我大概找了200多种药，共有2000多味中药。”在浩如烟海的中医药典籍中，从青蒿中寻找可能的配方成了屠呦呦研究的重点。
 
　　针对青蒿的第一次药物筛选实验后，屠呦呦发现提取物对疟疾的抑制率只有68%，“这还不如胡椒提取物的效果好！”凭借深厚的现代药物学知识，屠呦呦意识到，古籍中的高温煮沸方式可能会破坏有效成分的生物活性。考虑到温度、酶解等因素对实验的制约，屠呦呦将原来用作溶液的水替换为沸点较低的乙醚后，获得了更有效果的提取物。数年间，屠呦呦和团队经历了190次失败，终于历尽艰辛，利用乙醚提取出青蒿中有效抗疟成分，成功制取抗疟效果为100%的青蒿素成药。那些年里，为了测试出效果最好的溶剂配比，年轻的屠呦呦每天回到家都“酒气熏天”。为了确定药物对人类的有效性，她甚至成为第一批志愿者之一，以身试药，还因此患上了中毒性肝炎。
 
　　“一个科研项目的成功不会很轻易，要做艰苦的努力，要坚持不懈、反复实践，关键是要有信心、有决心来把这个任务完成。”屠呦呦说。由于我国当时尚没有专利和知识产权保护法规，屠呦呦团队只能选择以集体名义公开发表论文，将青蒿素“无偿”展示在世人面前。历尽艰辛研制出的“中国神药”青蒿素并没有为屠呦呦个人带来太多名利，但她的研究拯救的生命比金钱更为宝贵。正如她在获得诺贝尔奖后寄语全国青年科技工作者时所言：“科学要实事求是，不是为了争名争利。”
 
　　在专利制度中贡献力量
 
　　一张简单中药配方也许是已有技术的创新凝练，这造成了中药成果难以专利化，不易保护。受限于此，屠呦呦和团队失去了很多本应享有的权益，但她并没有放弃对知识产权制度的学习和运用，积极提交专利申请，并带领团队不断投入外围专利的研发，进行专利布局。
 
　　1985年4月1日，我国专利法正式实施。这一天，屠呦呦团队向中国专利局（国家知识产权局前身）提交了一件名为“还原青蒿素的生产工艺”的发明专利申请。自此，青蒿素的生产工艺终于有了在国内获得专利保护的可能。1993年1月1日，我国专利法第一次修改后正式实施，在原有药品生产工艺可获得专利保护的基础上，将“药品和用化学方法获得的物质”一并列入专利权保护范围。中国抗疟药从此也穿上了专利的“盔甲”。
 
　　此后，屠呦呦和团队继续提交专利申请，并拥有复方双氢青蒿素（专利号：ZL99109669.X）等专利权，还以此专利为基础与北京一家企业合作开发了双氢青蒿素哌喹片，并把双氢青蒿素的使用拓展至红斑狼疮和光敏性疾病的治疗上。
 
　　屠呦呦对知识产权的追寻并不是徒劳。令她和后来者们欣喜的是，2016年年底，第十二届全国人民代表大会常务委员会第二十五次会议通过了《中华人民共和国中医药法》，就建立健全中医药管理体系、保护中医药知识产权等做出明确规定。其中提出，鼓励中医药科学技术创新，推广应用中医药科学技术成果，保护中医药知识产权，提高中医药科学技术水平。这一重大利好为和屠呦呦一样的研究者打了一针“强心剂”--有完善的法律保护，未来的研究者们不需要再重演屠呦呦利国利民却两袖清风的悲壮故事，而是可以通过专利研发和运营等方式“名利双收”。
 
　　“呦呦鹿鸣，食野之蒿。我有嘉宾，德音孔昭。”《诗经·小雅》里的名句，不仅浑然天成地“预言”了屠呦呦与青蒿素的不解之缘，也激励着更多人传承她的科研创新精神，向着科技之巅不断攀援。（本报记者 孙迪）

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（文章来源：中国知识产权报）