“要做出別人想都想不到的事”

吳嘉敏還記得自己2013年加入戴瓊海團隊后的感覺：“可謂如沐春風。團隊成員都有一個共同的特質(zhì)——對科研有一種特別的熱愛。但最吸引我的，則是戴老師‘要敢于做顛覆性的科學研究’的理念?！?

“我認為，做學問的人分三個層次：做研究做到極致，那是牛人；做別人做不到的事，那是高人；做出別人想都想不到的事，那是神人?！贝鳝偤Ｐχf，“我要求團隊的青年教師和學生們，選題必須去想‘圖諾問題’——圖靈獎和諾貝爾獎級別的問題，致力于成為‘神人’?！?

我們小時候大都觀察過螞蟻搬家，但如果想隔著一公里遠去看螞蟻搬家，該如何實現(xiàn)？

鏡頭的成本和尺寸，會隨著有效像素數(shù)的增加迅速增長。而一旦隔著很遠的距離，成像過程中就會出現(xiàn)各種各樣的環(huán)境干擾，如同霧里看花?！耙还锿饪次浵仭本褪且豁椀湫吞魬?zhàn)，以傳統(tǒng)技術手段很難實現(xiàn)。

吳嘉敏表示，團隊采用的元成像技術，能通過對高維光信號的精確感知，突破這一難題，“簡要來說，我們建立了數(shù)字自適應光學架構，通過多角度信息實現(xiàn)大視場多區(qū)域的快速像差估計與矯正，進而在后處理過程中實現(xiàn)完美聚焦，即使在動態(tài)復雜的成像環(huán)境中仍能保持高分辨率。目前，我們已經(jīng)能夠隔著一公里遠的距離看清毫米尺度的一個螞蟻，有望極大提升我國的遙感觀測能力”。

針對復雜大場景動態(tài)感知難題，團隊成員、清華大學電子工程系副教授方璐提出了非結(jié)構光場感知新原理，突破了寬視場—高分辨固有矛盾，研制了十億像素級動態(tài)光場成像裝備，應用于北京冬奧會上。

“就像戴老師強調(diào)的，做科研一定要致力于原始創(chuàng)新?！狈借凑f。為此，她經(jīng)常鼓勵學生們多看科幻電影，“科幻電影的想象力更豐富，我希望大家能夠從中獲得更多靈感。如果把科幻電影里最有可能實現(xiàn)的東西做出來，就是很原創(chuàng)的東西”。

如今，方璐正帶領同學們攻關非結(jié)構元光場智能成像的理論與技術，期望為觀測天體和遙感成像帶來新契機。

在這里，青年人才茁壯成長

重大原始創(chuàng)新成果往往萌發(fā)于深厚的基礎研究，產(chǎn)生于學科交叉領域。

戴瓊海想得很清楚，過去100余年，有20多項獲諾貝爾獎的研究與腦科學有關，而在醫(yī)學影像界，僅核磁共振技術就催生了多位諾貝爾獎得主。在這些領域，有太多“顛覆性研究”值得探索。

“所謂‘顛覆性研究’有三個標準：是否改變了科學研究的路徑，是否改變了產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向，是否可以寫進教科書。我常常告訴團隊成員，你們的科研成果不能只是曇花一現(xiàn)。因此，我鼓勵他們通過學科交叉成為綜合型科技人才?！贝鳝偤Ｕf。

“記得做‘RUSH’的時候，我們不僅要開展對病毒遺傳、神經(jīng)元損傷機理、藥物篩選的研究，還要建立和完善多種腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移、神經(jīng)環(huán)路響應的體內(nèi)外研究模型，更要構建多維多尺度計算攝像儀器的基礎數(shù)據(jù)庫。”喬暉說，雖然辛苦，但大家斗志滿滿。不久前，“RUSH”被美國科學院院士、美國腦計劃發(fā)起人之一馬克·施內(nèi)策（Mark Schnitzer）教授在《細胞》上稱贊：“這一精心杰作是未來更廣泛普及的介觀觀測儀器的先驅(qū)?！?

在做光場元成像這個課題時，為實現(xiàn)地對月的高質(zhì)量成像，團隊的博士生郭鈺鐸有一段時間夜夜值守在中國科學院國家天文臺興隆觀測基地做地對月觀測。“那是2021年3月，溫度在夜里已經(jīng)降到零下二三十攝氏度，我常常一待就是三四個小時，為了保暖穿三件羽絨服?！惫曡I說。

“元成像系統(tǒng)突破了大氣湍流像差影響，成功拍到了月亮高清照！”有一天夜里一點鐘，方璐接到了郭鈺鐸打來的電話。電話那頭的郭鈺鐸興奮地說：“方老師，我現(xiàn)在感覺零下二三十攝氏度也沒那么冷了！”

能在團隊實現(xiàn)自身價值，始終激勵團隊成員奮力前行。

2021年8月，以團隊成員、博士生李欣陽為第一作者的論文在《自然·方法學》發(fā)表，于國際上首次提出高效實現(xiàn)鈣成像去噪的方法。歐洲分子生物學實驗室顯微技術專家阿爾瓦羅·克雷文納評價其“有望改變游戲規(guī)則”。對此，李欣陽直言：“一些人繞過問題，我想去解決問題?！?