先進材料通常與威爾士無關，但是時候讓二者走到一起了，英國帝國理工學院光化學教授James Durrant表示。2013年，Durrant接受了位于威爾士的斯旺西大學“威爾士之星”（Sêr Cymru）太陽能講席教授的聯合聘任。如今，他同時負責協調拓展太陽能應用范圍的新材料研究，力求將英國打造為這種新材料的領跑者。在斯旺西大學的“創新功能性工業涂料可持續產品工程中心（SPECIFIC）”，Durrant參與研發的技術能讓建筑物生產、存儲和釋放自己的能量。
Durrant在帝國理工已經有一家成功的研究實驗室，但聯合聘任讓他能夠將帝國理工的基礎科學知識與斯旺西的工程制造專長相結合。“帝國理工是世界級研究殿堂，但倫敦的環境并不專注于制造業。”他表示。歷史上斯旺西就是制造業中心，延續至今——斯旺西大學現在仍保持著這一傳統，走在校園里，碰到業界專家在SPECIFIC實驗室閑逛的幾率就和遇到學者的幾率一樣大，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“有機會邁入全球最前列”研究領域的科學戰略的一部分，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），在威爾士各大學引入著名學術帶頭人，并且在三大“重大挑戰”領域支持國家研究網絡：生命科學與健康；低碳、能源與環境；以及先進工程與材料。這些網絡旨在“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研究中心的聲望。該計劃的二期經費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中斷期的科學家提供經費，以進一步提升研究能力。通過兩大舉措，威爾士希望能夠引進20~30名科技界的“明日之星”，并支持120名科研人員“圍繞我們的優勢發揮關鍵效應”，威爾士政府首席科學顧問Julie Williams表示，“我們的雄心在于研究增長”。
為了再進一步提升能力，威爾士的卡迪夫大學、斯旺西大學、班戈大學和阿伯里斯特維斯大學也大量投入經費進行基礎設施建設，建設新大樓和設備。
當前，多國將知識增長看作是經濟發展的一大支柱，威爾士也設立了自己的科學議程，在拓展學術科研工作的同時，也重視將科學技術轉化為推動經濟發展的應用。因此，這也邀請產業界與專家學者在最具商業潛力的領域合作開展研究，Williams表示。
卡迪夫：全球一流的大腦成像技術
卡迪夫大學致力于與產業緊密合作的目標，形成了一個新的實體空間：3億英鎊（3.936億美元）的創新園區。該園區正在進行分期建設，旨在利用現有商業發展人員協助開發學校的研究、設施與服務資源。它將重點打造社交網絡和創新空間，鼓勵對問題的求解、開放式創新和合作。園區未來還將引入其它研究設施，現已在公共基金和慈善信托的資助下建設了價值4400萬英鎊（5830萬美元）的卡迪夫大學腦研究成像中心（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構腦部掃描儀——西門子3 Tesla Connectome磁共振成像系統，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。這套系統的優勢技術在于能夠測量大腦的微觀結構特征，例如神經細胞軸突的直徑，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聯’。”
Jones在2006年加入卡迪夫大學，成為CUBRIC中心的聯合主任。他的工作是從頭開始創立神經成像研究項目。Jones接受過醫學物理學的培訓，并有幸能與其他兩名背景互補的物理學家一同工作。他們想要在卡迪夫建立新的綜合性神經成像研究中心，并一起起草了商業計劃書。該建議與威爾士想要在幾個關鍵領域領先全球的宏偉科學目標完美相結合。“我覺得他們很高興能夠看到學校有真正獨特的東西。”Jones回憶道。他們的計劃獲得批準。CUBRIC新中心引以為榮的正是在全歐洲都獨一無二的成像設備。
任何人都可以帶著一份研究計劃來找我們中心，Jones表示，該中心將與學術界和產業界合作伙伴一同研究腦刺激技術，包括制藥企業研究實驗藥物的效果。Jones利用中心設備，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和認知的個體差異。例如，最近的一項實驗顯示，6周的認知訓練可以產生大腦微觀結構可檢測到的差異。
斯旺西：研究成果的轉移轉化
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業化。Durrant與帝國理工學院塑料電子中心的同事正在研發與理解基于墨水的涂層，可作為半導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業合作，研究這些可打印材料的延展性與穩定性，研究新型太陽能電池。“愿景是直接將墨水打印到蓋屋頂的產品上。”他說。
Durrant本質上是名學者。“我想讓自己的研究更有用。”他表示，“但我并不擅長應用它。”在斯旺西，他可以專注于基礎研究，其他人與他并肩作戰研發應用。他指出，SPECIFIC中心的執行總裁此前是在鋼鐵業工作。“這種產業界的視角滲透到SPECIFIC的文化當中，因此你也有巨大的驅動力，將科學轉化為實際應用。我很高興能夠參與其中。”Durrant補充道。
在距離斯旺西大學辛格頓公園校區16公里之外的創新與知識中心，已經建立起了一座涂層屋頂的試驗工廠。SPECIFIC中心投資2000萬英鎊（2650萬美元）的五年計劃將研發鋼鐵與玻璃涂層產品，用于現有建筑和新建筑，讓墻壁和屋頂都能夠產生、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院、班戈、卡迪夫，以及塔塔鋼鐵和巴斯夫國際等跨國企業。
斯旺西大學最近進一步擴張，并于2015年開設了海灣校區，這片投資4500萬英鎊（5806萬美元）的科學與創新空間坐落在65英畝的海濱地區，距離辛格頓公園校區并不遠。該校區目前擁有工程學院和管理學院，800人的禮堂、藏書豐富的圖書館，以及學生宿舍等設施。這項擁有多個合作伙伴、公私合作的計劃主要得到學校和威爾士政府通過歐洲地區發展經費的支持。
威爾士：實力打造環境科學
在選定領域追求卓越的過程中，威爾士遵從的是一個經過反復考驗的秘訣。Chris Thomas于2007年來到阿伯里斯特維斯大學協助組建生物學、環境與農村科學研究所（IBERS）。Thomas是一名野生動物生物學家，但是他如今利用衛星遙感等技術和地理信息系統等軟件應用來模擬帶菌體的疾病傳播。“威爾士對環境和農業研究的大量投資吸引了我。”Thomas表示，“我們為這里正在進行的工作而自豪。”
2013年，Thomas被任命為阿伯里斯特維斯大學分管科研的副校長。他的首要目標就是要確保當前科學策略的成功。除了轉化研究的重要議題之外，Thomas也主要負責阿伯里斯特維斯投資4050萬英鎊（5360萬美元）的創新與企業新園區的設計與建設，該園區重視農業創新。該學校已經在牧場農業的研究領域走在國際前沿，其中包括牧草育種、不同草種的營養特性，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而改變肉奶營養價值等應用。
通過“威爾士之星”的低碳、能源與環境國家研究網絡（三大重大挑戰領域之一）的700萬英鎊（920萬美元）經費，威爾士高校希望能進一步利用它們在牧場農業上的專業知識。該網絡鼓勵院系和高校間的交叉學科研究，讓環境學家能夠與能源科學家開展合作，再比如建筑師和植物學家，班戈大學網絡的負責人David Thomas表示。“該網絡就像是一針催化劑，把他們帶進同一個房間。”他補充道，“它鼓勵更具創新性的合作。”
這種協作的環境是Rosalind Dodd最欣賞這個網絡的一點。“我們有一些非常優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在美國阿肯色大學完成博士后之后，于1月份來到班戈大學。她感覺在阿肯色的工作十分有趣，但想要“在規模和范疇上有更大的突破”。Dodd是該網絡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系統的影響。該研究將成為農業地區的重要議題，她表示，因為氣候變化預計會增加全球極端天氣事件的頻率。
建構于科研實力之上的可持續未來
農業一直也將繼續是威爾士經濟的重要組成部分——對該領域研究的支持將繼續增長。威爾士在生命科學研究上的已有實力驅動著這里的科學發展，此外，威爾士未來的路要往哪里走，也是驅動威爾士科學發展的另一種動力。“威爾士想要將自己打造為一個可持續發展的國家。”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、環境破壞和人口老齡化是全球面臨的挑戰。人們普遍相信，只有科學技術能夠為這些潛在的災難性社會與環境問題提供解決方案。威爾士并不是唯一一個投資可持續發展研究的國家，但它已經發現了自己的利基領域，要么是已有優勢領域，或是有潛力突破重圍的領域。
這個國家最近實施的能力建設項目并非隨機而定。威爾士政府的“威爾士之星”計劃主要基于幾項研究，這些研究結果顯示，與威爾士的人口規模（英國總人口的5%）相比，威爾士高校在英國研究理事會的競爭經費占比上并不占優勢。威爾士學會會長Peter Halligan收集的證據表明，問題不在于科學質量，而是研究人員的數量。威爾士研究人員數量不足，例如，相對于人口數量而言，比蘇格蘭少了超過600人。最大的缺口在于科學、技術、工程、數學和醫學領域，這些領域主要得到高支出的機構資助，例如醫學研究委員會以及工程與自然科學研究委員會。
根據常用的效率與科學質量評估方法顯示，盡管存在缺人的問題，但威爾士的整體科學表現仍優于很多其它類似體量的小國家，例如挪威、愛爾蘭和新西蘭。“學科標準化后的科研論文影響力（FWCI）”是一種得到公認的方法，該方法計算的是學科領域標準化后每篇論文的平均引用量。根據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”，威爾士學會Halligan表示。作為威爾士首個國家學會，威爾士學會始建于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術學科的研究實力。
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，部分通過歐洲地區發展經費得到威爾士歐洲經費辦公室的支持。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家提供經費支持。
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導層如此平易近人。”Durrant表示，“威爾士的政治介入和決心讓他們能夠集中資源創建真正的世界級中心。”
威爾士的各高校在提供高品質的科學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，“他們看起來并不擔憂其他人對他們的認識。”Jones也有這種感覺：“這所學校是我接觸過的最學院派的地方。”
而且，不同于小機構是職業發展桎梏的刻板印象，“我并不需要去大機構才能成為成功的科學家。”班戈大學的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：“原文由美國科學促進會（www.aaas.org）發布在2016年10月14日《科學》雜志”。官方英文版請見http://www.sciencemag.org/careers/features/2016/10/wales-wants-more-scientists。