國之重器奠定創新未來
——十八大以來我國大科學裝置成就綜述
記者:齊芳
【沿著總書記指引的方向奮力前行·大科學裝置這五年】
“我(wo)國(guo)科(ke)技發(fa)展的方向就是創(chuang)(chuang)新(xin)、創(chuang)(chuang)新(xin)、再創(chuang)(chuang)新(xin)。要高度重視原始性(xing)(xing)專(zhuan)業(ye)基(ji)礎(chu)理論突(tu)破,加(jia)強(qiang)科(ke)學(xue)基(ji)礎(chu)設施(shi)建設,保(bao)證基(ji)礎(chu)性(xing)(xing)、系統性(xing)(xing)、前沿性(xing)(xing)技術研究和(he)技術研發(fa)持續推(tui)進,強(qiang)化自主(zhu)創(chuang)(chuang)新(xin)成果的源頭供給。要積(ji)極主(zhu)動整合和(he)利(li)用好全球創(chuang)(chuang)新(xin)資源,從(cong)我(wo)國(guo)現實(shi)需求(qiu)(qiu)、發(fa)展需求(qiu)(qiu)出發(fa),有選擇、有重點地參(can)加(jia)國(guo)際大科(ke)學(xue)裝置和(he)科(ke)研基(ji)地及(ji)其中(zhong)心建設和(he)利(li)用。”
——摘(zhai)自習近平總書記在中國科(ke)學(xue)院(yuan)第十七次院(yuan)士大(da)會、中國工程院(yuan)第十二次院(yuan)士大(da)會上的講話
重大(da)突破,科(ke)(ke)研儀(yi)器(qi)(qi)先行——從(cong)億萬(wan)光年(nian)之外(wai)的(de)宇(yu)宙星辰(chen),到組成世界的(de)基本粒子,科(ke)(ke)學(xue)發現(xian)與技(ji)術(shu)創新(xin)越(yue)(yue)來越(yue)(yue)離不開功能強大(da)的(de)科(ke)(ke)研儀(yi)器(qi)(qi),特別(bie)是大(da)科(ke)(ke)學(xue)裝置(zhi),這(zhe)已經成為科(ke)(ke)技(ji)界的(de)共識。
曾幾何時,因為缺(que)少相關的大(da)(da)(da)科(ke)(ke)(ke)學裝(zhuang)置,中(zhong)國(guo)(guo)的科(ke)(ke)(ke)學家只(zhi)能(neng)借助外國(guo)(guo)裝(zhuang)置進行(xing)研究。黨(dang)的十八大(da)(da)(da)以(yi)來,500米(mi)口徑球面射(she)電望(wang)遠(yuan)鏡(FAST)、中(zhong)國(guo)(guo)散裂中(zhong)子(zi)源等大(da)(da)(da)科(ke)(ke)(ke)學裝(zhuang)置先后建(jian)成(cheng),地球系統數值(zhi)模擬、高(gao)海拔宇宙線觀測(ce)站等或進入(ru)預研階段,或已開工建(jian)設。這(zhe)些大(da)(da)(da)科(ke)(ke)(ke)學裝(zhuang)置建(jian)設的持續推進,有力(li)地支撐了中(zhong)國(guo)(guo)基礎研究和高(gao)新技術的發展(zhan),助力(li)中(zhong)國(guo)(guo)科(ke)(ke)(ke)學家、中(zhong)國(guo)(guo)科(ke)(ke)(ke)學技術走向巔峰。
催生一批世界一流成果
2017年8月10日,科學期刊《自然(ran)》在(zai)線發表了兩(liang)篇“墨(mo)子(zi)號”量(liang)(liang)子(zi)科學實(shi)驗衛星的(de)(de)成果。原本預計(ji)兩(liang)年實(shi)現(xian)的(de)(de)科學目標,以中國科學技術(shu)大(da)學副(fu)校長潘建偉為核心(xin)的(de)(de)研究團隊(dui),在(zai)幾個月內就實(shi)現(xian)了。對此,中國科學院(yuan)院(yuan)長白春禮評價道:“墨(mo)子(zi)號”開啟(qi)了全球(qiu)化量(liang)(liang)子(zi)通信、空(kong)間量(liang)(liang)子(zi)物理(li)學和量(liang)(liang)子(zi)引(yin)力實(shi)驗校驗的(de)(de)大(da)門,搶(qiang)占了量(liang)(liang)子(zi)科技創新的(de)(de)制(zhi)高點,在(zai)國際(ji)上達(da)到全面領先的(de)(de)優勢地位(wei)。
科(ke)學(xue)技術的(de)進步依賴于基礎理論的(de)發展,基礎理論的(de)發現和(he)驗證有賴于科(ke)學(xue)儀器。黨的(de)十八大以來,中國在大科(ke)學(xue)裝(zhuang)置建(jian)設上(shang)持(chi)續發力,一份份科(ke)研捷報鼓舞人心(xin)。
在貴州,世(shi)界(jie)上(shang)最(zui)大口徑的(de)射電(dian)望遠鏡仰望蒼(cang)穹,諦聽來自宇宙最(zui)深(shen)處的(de)聲音;在合肥,被稱為“人造太(tai)陽(yang)”的(de)超導(dao)托卡馬(ma)克核聚(ju)變(bian)實(shi)驗裝置,將我國磁約束核聚(ju)變(bian)研(yan)究(jiu)帶(dai)入世(shi)界(jie)前沿(yan);在上(shang)海,生物(wu)學家、遺傳學家、材料學家等科(ke)研(yan)工作者正(zheng)使用上(shang)海光源,探索(suo)物(wu)質世(shi)界(jie)的(de)奧秘;在北京,中國第一座高能加速器——北京正(zheng)負電(dian)子對撞機(ji)經(jing)過(guo)幾輪(lun)改造和技術升級后,產出(chu)重(zhong)要科(ke)研(yan)成果。
仰望太空,首(shou)(shou)顆暗物質(zhi)探測衛星(xing)期(qi)待收(shou)獲,首(shou)(shou)顆碳(tan)衛星(xing)剛(gang)(gang)剛(gang)(gang)完成在軌測試,轉入(ru)業務化運行(xing)和(he)科(ke)(ke)(ke)學應用(yong)階段;凝眸遠(yuan)洋(yang),“科(ke)(ke)(ke)學號”綜合科(ke)(ke)(ke)學考察船深入(ru)人類從未(wei)探索(suo)過的西太平洋(yang)卡(ka)羅(luo)琳海山(shan),“探索(suo)一號”探秘萬米海底(di)深淵;俯瞰深地,位于四川錦屏的世(shi)界上最深、宇宙線通量(liang)最小的暗物質(zhi)實(shi)驗(yan)室,正(zheng)試圖捕捉暗物質(zhi)存在的最直接證據。
這些(xie)大科學(xue)(xue)裝置是(shi)公共實驗平臺,為多學(xue)(xue)科領域的基(ji)礎(chu)研(yan)究、應用(yong)基(ji)礎(chu)研(yan)究和應用(yong)研(yan)究服務提供強大技術支持;這些(xie)大科學(xue)(xue)工程(cheng)是(shi)專用(yong)研(yan)究裝置,是(shi)特定(ding)學(xue)(xue)科領域實現重大科學(xue)(xue)技術目標的研(yan)究利器(qi);這些(xie)大科學(xue)(xue)工程(cheng)是(shi)公益基(ji)礎(chu)設(she)施,為國家經濟建(jian)設(she)、國家安全和社會(hui)發展(zhan)提供基(ji)礎(chu)數據。
得益于國家科技實力的提升
在被問(wen)到中(zhong)(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)為(wei)什么要(yao)建“探索一號”科(ke)考船時,中(zhong)(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)科(ke)學院深海科(ke)學與工(gong)程研(yan)(yan)究所首席科(ke)學家彭(peng)曉彤這樣回答:我國(guo)(guo)(guo)(guo)海洋(yang)(yang)科(ke)技(ji)起步較晚,長期依賴國(guo)(guo)(guo)(guo)外進口海洋(yang)(yang)裝備。但是國(guo)(guo)(guo)(guo)外設備固有的技(ji)術封(feng)鎖和高昂的維(wei)護成(cheng)本(ben),決(jue)定了我們不可能(neng)單靠引進就能(neng)走到國(guo)(guo)(guo)(guo)際深海領域的前(qian)沿(yan)。中(zhong)(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)要(yao)想成(cheng)為(wei)海洋(yang)(yang)強(qiang)國(guo)(guo)(guo)(guo),必須(xu)改變這種情況,堅(jian)持自主研(yan)(yan)發是走到國(guo)(guo)(guo)(guo)際深海前(qian)沿(yan)領域的必由之路。
建造中(zhong)國(guo)自己的(de)大科(ke)學裝置是(shi)中(zhong)國(guo)科(ke)技發展(zhan)(zhan)的(de)客觀需(xu)求(qiu)——中(zhong)國(guo)的(de)科(ke)學研究(jiu)已經到(dao)(dao)達從量變到(dao)(dao)質變的(de)關口,正(zheng)在(zai)實現從跟蹤(zong)到(dao)(dao)并行再到(dao)(dao)領跑的(de)轉(zhuan)變,中(zhong)國(guo)科(ke)學家要做出從0到(dao)(dao)1的(de)原創性成果,走上(shang)國(guo)際科(ke)學前沿,必須發展(zhan)(zhan)自己的(de)大科(ke)學裝置。
而能夠建設(she)中(zhong)國(guo)自(zi)(zi)己(ji)的(de)(de)大(da)科學(xue)(xue)裝置(zhi),得益于中(zhong)國(guo)工業(ye)(ye)、制(zhi)造(zao)(zao)業(ye)(ye)等(deng)的(de)(de)飛速發展。大(da)科學(xue)(xue)裝置(zhi)由多學(xue)(xue)科支撐,是(shi)眾多高(gao)新技術的(de)(de)集成,集中(zhong)體現(xian)了一個(ge)國(guo)家(jia)的(de)(de)技術制(zhi)造(zao)(zao)能力(li)(li)。大(da)科學(xue)(xue)工程不(bu)(bu)是(shi)通用科研儀器(qi)設(she)備,大(da)多需要特殊的(de)(de)材料(liao)和(he)工藝。而這些材料(liao)和(he)工藝,往(wang)往(wang)都(dou)在封(feng)鎖、禁運(yun)之列,只能靠(kao)我們(men)自(zi)(zi)己(ji)研發,如果中(zhong)國(guo)工業(ye)(ye)和(he)制(zhi)造(zao)(zao)業(ye)(ye)不(bu)(bu)具備相(xiang)當的(de)(de)水平和(he)能力(li)(li),再好(hao)的(de)(de)科學(xue)(xue)設(she)想也無法實現(xian)。
每當提到500米口徑球面(mian)射(she)電望遠鏡(jing)(FAST)時,副總工(gong)程(cheng)師、中(zhong)國科學院國家天文臺研(yan)究員李菂總會說:“如果(guo)沒(mei)有中(zhong)國工(gong)程(cheng)技術的(de)發展,FAST不可能完成。”他介紹,FAST將使中(zhong)國擁有探測宇宙(zhou)的(de)最好儀器,而掌握相關專(zhuan)利(li)技術的(de)發達國家對中(zhong)國實(shi)施封(feng)鎖。
大(da)科學(xue)裝(zhuang)置建設中取得的(de)新技(ji)術成果也被廣泛應用在其(qi)他(ta)重大(da)工程中,反哺國民經濟發展(zhan)。中國科學(xue)院(yuan)高(gao)能物理研究(jiu)所(suo)所(suo)長王貽芳(fang)院(yuan)士介紹,中國互聯(lian)網的(de)誕生是(shi)北京正負電子對撞(zhuang)機的(de)“副(fu)產品”,而它的(de)建造和(he)之后的(de)每一次升級改造,都促進了(le)相(xiang)關企(qi)業(ye)的(de)技(ji)術提升。而為FAST研發的(de)抗疲(pi)勞索網技(ji)術及索網工程管(guan)理,應用在了(le)港珠澳大(da)橋的(de)建設中。
吸引和培養人才的法寶
2017年8月(yue),從哈(ha)佛(fo)大學(xue)(xue)歸來的(de)(de)八(ba)位博士后登上(shang)了(le)(le)各大媒體(ti)的(de)(de)頭條。王文超、張(zhang)欣、王俊(jun)峰(feng)、劉(liu)青松、劉(liu)靜、張(zhang)鈉、林(lin)文楚、任濤,被稱(cheng)為“八(ba)劍客”的(de)(de)他(ta)們告別波士頓、扎根(gen)安(an)徽(hui)合肥“科(ke)學(xue)(xue)島”。讓(rang)他(ta)們選擇(ze)回國(guo)(guo)的(de)(de)原因,除了(le)(le)拳(quan)拳(quan)愛國(guo)(guo)之心(xin)(xin),也因為這里有一個能(neng)(neng)讓(rang)他(ta)們施展才華的(de)(de)舞臺:中國(guo)(guo)科(ke)學(xue)(xue)院合肥物(wu)質科(ke)學(xue)(xue)研(yan)究院強磁場中心(xin)(xin)。這里的(de)(de)“穩態(tai)強磁場實驗裝置”綜合性能(neng)(neng)達到(dao)了(le)(le)國(guo)(guo)際領(ling)先水平,是世界一流(liu)的(de)(de)科(ke)研(yan)設備。
栽下梧桐樹,才(cai)能(neng)引(yin)來金(jin)鳳(feng)凰。從某種程度上說,科(ke)(ke)(ke)學(xue)家們(men)能(neng)否取得原創(chuang)性重大科(ke)(ke)(ke)研成果,取決于是(shi)否擁有(you)最先進的(de)科(ke)(ke)(ke)學(xue)儀器設備和(he)裝置(zhi)。而大科(ke)(ke)(ke)學(xue)裝置(zhi)能(neng)為科(ke)(ke)(ke)技工作者提供(gong)最好(hao)的(de)科(ke)(ke)(ke)研平(ping)臺,是(shi)凝聚人才(cai)、吸引(yin)人才(cai)的(de)最大法寶。
大(da)(da)科(ke)學(xue)(xue)(xue)裝(zhuang)置也是人才(cai)(cai)培(pei)(pei)養(yang)的(de)實戰(zhan)場。這一點,在(zai)高能(neng)物(wu)(wu)理(li)(li)(li)領域表現(xian)得尤為明(ming)顯。中國高能(neng)物(wu)(wu)理(li)(li)(li)界(jie)的(de)許多(duo)實驗物(wu)(wu)理(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)家和理(li)(li)(li)論物(wu)(wu)理(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)家,都與北京正負電子(zi)對撞機有千絲萬縷的(de)聯(lian)系(xi)。“30多(duo)年前,我(wo)(wo)們差不(bu)多(duo)是從零(ling)開始做北京正負電子(zi)對撞機的(de),如今(jin)已是三代人。在(zai)這個過(guo)程中,我(wo)(wo)們培(pei)(pei)養(yang)了很多(duo)人才(cai)(cai)。”王(wang)貽芳(fang)說,大(da)(da)科(ke)學(xue)(xue)(xue)裝(zhuang)置所需要(yao)的(de)儀(yi)器全部都要(yao)自(zi)行設(she)(she)計研(yan)制,這不(bu)僅可(ke)以培(pei)(pei)訓科(ke)研(yan)人員和企業開展世界(jie)領先的(de)儀(yi)器、設(she)(she)備(bei)、技術(shu)的(de)研(yan)發(fa),還可(ke)以培(pei)(pei)養(yang)大(da)(da)量(liang)頂尖的(de)青年科(ke)研(yan)人才(cai)(cai)和高質(zhi)量(liang)的(de)、國際水平的(de)設(she)(she)備(bei)研(yan)制人才(cai)(cai)。
不只“科(ke)學島”上的“八(ba)劍客(ke)”,今(jin)天,越來越多的年輕面(mian)孔(kong)出現在(zai)大科(ke)學裝置的建設(she)、維護(hu)和使用團隊中,中青年骨干力量逐漸(jian)挑(tiao)起科(ke)技創新(xin)的大梁,“90后(hou)”“00后(hou)”正在(zai)磨礪中成長。一(yi)代(dai)一(yi)代(dai),薪火相(xiang)傳,中國(guo)科(ke)技創新(xin)的腳步永不停歇!
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