|
|
|
|
|
向上“探”科研,向外“联”全球,向下“耕”产业:开放共享让大科学装置“三向发力” |
|
|
开放科学是推动人类文明进步的重要动力,是应对全球性挑战、实现可持续发展目标的关键路径。
3月26日,以“开放共享·交流合作”为主题的中关村论坛平行论坛——国家重大科技基础设施开放共享论坛暨怀柔综合性国家科学中心重大成果发布会(以下简称论坛)在怀柔科学城召开。论坛以大科学装置开放共享为纽带,着力打造具有全球影响力的国际科研交流平台,推动国内外科技创新资源协同联动、共赢发展。
向上突破:亮点成果频出
当前,我国已建成运行的重大科技基础设施正在源源不断产出重大科技成果。论坛期间,怀柔综合性国家科学中心发布了来自中国科学院、北京大学、雁栖湖应用数学研究院的8项突破性成果。
其中,中国科学院国家空间科学中心牵头运行的空间环境地基综合监测网(以下简称子午工程),揭示了重大空间天气事件响应特征与机理首次建立从磁层能量注入到热层成分变化,再到电离层极端响应的完整因果链条,揭示了北半球电离层电子密度极端耗损及其与南半球的显著不对称性,推动了当前对太阳风-磁层-电离层暴耦合物理过程的认识。
中国科学院大气物理研究所牵头运行的地球系统数值模拟装置,研发出“IAP天气-气候一体化预报系统万象GAP”技术体系,突破了传统同化预报分离、观测稀疏利用不足、AI预报不稳定等国际难题,实现全球气象要素预报,概率预报技巧达国际一流水平,可显著提升台风路径强度与强对流预报精度。
中国科学院物理研究所牵头运行的综合极端条件实验装置,将超短激光脉冲宽度突破至50阿秒以下,实现国际领先的超快时间分辨能力。该超短脉冲宽度及高光子能量的水窗波段阿秒光脉冲光源,将为装置开展阿秒时间分辨电子动力学提供强有力支撑,为电子动力学观测、量子材料表征等前沿研究提供关键支撑。
中国科学院空天信息创新研究院牵头运行的航空遥感系统,在国内首套机载冰川三维透视雷达上取得重大突破,自主研制国内首套冰川三维透视探测多频多极化成像雷达,在祁连山典型冰川成功获取了冰川厚度,准确估算了冰川储量,综合性达到国际领先水平。
中国科学院空天信息创新研究院牵头运行的中国遥感卫星地面站,实现五站组网正式运行,可承担资源系列、环境减灾系列、高分系列等国家陆地观测卫星的数据接收任务。
此外,北京激光加速创新中心,首次发现“类固体”水,成功解决了纳米流体领域长期存在的关键争议,系统揭示了纳米尺度下独特的液体结构与输运行为。多模态跨尺度生物医学成像设施自主研制高性能4Pi-SIM光机系统,实现三维各向同性100纳米分辨率下数百个时间点、数小时时程的延时成像。北京雁栖湖应用数学研究院首次验证了关于模空间边界拓扑结构的弱几何P=W猜想在一类广泛且重要的非平凡情形下的正确性。
向外联通:吸引全球科学家“打卡”
在北京怀柔,综合极端条件实验装置(以下简称装置)是《开放科学国际合作行动计划》宣布开放共享的10个大型科研基础设施之一。
该装置已从试运行转入正式运行近三年,目前吸引国内外100余家单位开展合作研究。中国科学院物理研究所副所长、研究员程金光介绍,仅2025年,外籍科研人员来访就达220余人次。
“尽管这样,我们觉得还不够。”程金光在接受《中国科学报》采访时说,“我们希望能进一步加强国际合作。”
为扩大国际影响力,装置连续四年举办综合极端条件国际研讨会。许多参会者在实地参观后表达了后续申请使用的意愿。程金光说:“我们是一个新的大装置,国外还不太了解,我们希望通过各种途径扩大知名度,通过国际合作产出有影响力的成果。”
每年3月和9月,装置面向全球公开征集课题。“我们坚持的唯一原则是课题的科学性,对国内和国际完全平等。”程金光说。
他介绍,目前,依托装置开展的国际合作已取得初步成效,例如,法国强磁场实验室利用装置的全超导磁体,在高温超导材料和低维量子材料研究方面取得重要进展。一位英国剑桥大学的用户曾跟他说:“我们学校里也在论证建一个类似平台,没想到你们已经建成了。”
谈及开放共享对于大科学装置发展的意义,程金光认为,大科学装置既是国家科研实力的体现,也能吸引国内外顶尖团队,成为原始创新的策源地。同时,通过国际合作,我们也可以与国际合作者相互学习、共同进步。
面向开放共享的未来,程金光充满信心:“打铁还需自身硬,我们只要不断提升极端条件水平,产出重大原创成果,自然会有合作者主动来找我们。这一点已经慢慢体现出来了。”
论坛发布的北京怀柔综合性国家科学中心发展报告显示,作为全球重大科技基础设施最密集的区域之一,北京怀柔综合性国家科学中心布局了37个科技设施,目前,已有17个科技设施面向全球开放,服务覆盖30余个国家和地区的1000余家创新主体。
向下扎根:从实验室到产业一线
在中国科学院电工研究所学术委员会主任、研究员王秋良院士看来,大科学装置首先是“公共用户设施”,必须具备开放性和共享性,“它不是为某个特定实验或内部团队独家建造的。,现在,大科学装置正在变成公用平台,为更多科学家服务,为大众服务”。
与此同时,他认为,大科学装置不仅是科学家探索极限的利器,装置的持续升级也不只是为了追求更极端的科研条件,“而是为了让装置对用户更友好,服务更便捷,促进科技创新与产业创新深度融合”。
作为长期从事超导磁体技术研究的专家,他介绍,科研团队正在逐渐将磁场强度做得更高、更均匀,并保持磁场的高度稳定,而这些技术上的突破已经溢出到产业领域。
王秋良介绍,在医疗领域,磁共振成像系统正从3特斯拉向7特斯拉发展,这背后依赖的正是超导强磁场技术,“这将为疾病诊断提供更为精确的诊断,服务国民经济和人民健康”。
在高端科学仪器,王秋良正带领团队推进核磁共振波谱仪PPMS测量装置等高端科学仪器的产业化。“磁场强度提升之后,仪器就可以做得性能更高、更好用,推广起来也就更容易,将产出更多的科技创新。”王秋良说。
此外,他介绍,在能源交通领域,从新能源装备到聚变装置,从超导磁悬浮交通到大型风机,超导强磁场技术正在为国民经济多个领域提供重要支撑。“例如,更高的磁场使得悬浮间隙可以做得更大,控制更容易,实现更高的速度,让交通更舒适。”王秋良说。
展望未来,王秋良表示,大科学装置既要向更深邃的科研领域持续探索,也要通过技术溢出推动产业升级。他相信,随着科技创新与产业创新的深度融合,大科学装置将为2035年建成科技强国提供坚实的技术平台支撑。
版权声明:凡本网注明“来源:中国科学报、科学网、科学新闻杂志”的所有作品,网站转载,请在正文上方注明来源和作者,且不得对内容作实质性改动;微信公众号、头条号等新媒体平台,转载请联系授权。邮箱:shouquan@stimes.cn。