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2019年5月19日，在全国科技活动周暨北京科技周启动现场，地球系统数值模拟装置“寰”，以模型形式参展。本报记者 邓伟摄
即将在怀柔科学城开建的“高能同步辐射光源”效果图。
正在怀柔科学城建设的“地球系统数值模拟装置”效果图。
国家材料服役安全科学中心效果图，这里也是重大工程材料服役安全研究评价设施所在地。 2019年5月19日，在全国科技活动周暨北京科技周启动现场，地球系统数值模拟装置“寰”，以模型形式参展。本报记者邓伟摄 即将在怀柔科学城开建的“高能同步辐射光源”效果图。 正在怀柔科学城建设的“地球系统数值模拟装置”效果图。 国家材料服役安全科学中心效果图，这里也是重大工程材料服役安全研究评价设施所在地。 本报记者任敏 30多年前，北京正负电子对撞机建成并首次对撞成功，被人民日报誉为“我国继原子弹、氢弹爆炸成功，人造卫星上天之后，在高科技领域又一重大突破性成就”。 半个月前，全国科技活动周暨北京科技周盛大开幕，“给地球做CT”的地球系统数值模拟装置仿真版、高能同步辐射光源沙盘模型等，成为主场展览中耀眼的“明星”。 这些令人瞩目的设施，有着一个共同的名字——国家重大科技基础设施，也叫大科学装置。如同望远镜之于天文学，显微镜之于医学，大科学装置是催生原始创新和尖端科研成果的“利器”，能显著提高我国自主创新能力，提升国际科研话语权。 北京市科委最新统计数据显示，目前北京在用、在建、拟建的大科学装置已达19个，其中怀柔科学城布局5个，占比26%。 “大块头”科技周上“自带流量” 北京科技周主场展厅里，约24平方米的高能同步辐射光源沙盘模型“自带流量”，从上方俯瞰，正中通体发亮的巨大圆环格外夺目。高能同步辐射光源能够解析物质结构生成及其演化的全过程，相当于一个探测微观世界的“超级显微镜”。借助它，科研人员能更清楚地认识与探测物质内部分子与原子尺度上的微观结构、功能和动态变化过程。该项目将在怀柔科学城北部核心区开工建设，建设周期为六年半，建成以后将成为我国拥有的第一台高能量同步辐射光源，将为基础科学和工程科学等领域原创性、突破性创新研究提供重要支撑平台。 在同一展厅，一个长方体的“小房子”，酷似缩小版超级计算机，内置的小灯和酷炫的投影一直在闪烁，这是已经在怀柔科学城开工建设的地球系统数值模拟装置的仿真版。展品顶部有个大大的“寰”字，如同这霸气的名字一样，这套装置的功能相当强大，建成后会成为我国在地球系统科学领域的综合数值模拟平台，利用它将实际观测数据同理论模式，以及大规模计算形成的数值模拟结合起来，能提高气候变化、大气污染、暴雨等预测的准确性，为我国防灾减灾、应对气候变化、大气环境治理等提供科技支撑。 当前，人类对大气、海洋、地质和生态等各个分系统的研究不断深入，并且越来越倾向于将地球系统作为一个有机整体进行研究。但地球系统极其庞大复杂，传统理论和观测实验方法局限性太大，远不能满足整体研究的要求，只有通过将理论模式和大规模计算结合的数值模拟才有可能。这就是“地球系统数值模拟装置”的核心原理,因此有人将它的功能形象地比喻为“给地球做CT”。 19个大科学装置助力科创中心 大科学装置，是为提高探索未知世界、发现自然规律、实现科技变革的能力，由国家统筹布局，面向社会开放共享的大型复杂科学研究装置或系统。 它们是突破科学前沿、解决经济社会发展和国家安全重大科技问题的技术基础，也是长期为高水平研究活动提供服务、具有较大国际影响力的国家公共设施。 作为全国科技资源最为密集的城市之一，北京布局大科学装置，既有远景规划，也有实际行动。 沿着京藏高速从北五环向北行驶，在昌平区满井桥附近，连片的灰色楼群相当打眼，这里是正在筹建的国家材料服役安全科学中心，也是重大工程材料服役安全研究评价设施所在地。 重大工程材料服役安全研究评价设施项目建设指挥部总指挥张卫冬告诉记者，大科学装置是硬件设备，相当于医院的X光机，但光有设备是无法提供医疗服务的，因此组建了国家材料服役安全科学中心，国科中心“相当于拥有各类科室和大夫的医院，让硬件设备能充分发挥作用”。 记者在国科中心的科研办公区看到，总建筑面积超过两万平方米的实验室和大型实验站已建成，位于二层的视景室内，仿真平台即将完工，未来，弧形的3D屏幕可逼真地演示仿真结果；在一层，100台蠕变实验机已安装到位，把镁铝合金、耐热钢、镍基高温合金等材料样品挂上后，再给予恒定载荷、恒定温度，可观察材料状态的变化；走进自然环境模拟实验站，可看到一个容积达168立方米的白色环境箱，它能就地模拟东西部等不同地区的自然环境……目前，重大工程材料服役安全研究评价设施中有三套装置已经通过工艺验收，今年底有望全部完成工艺验收工作。 从国科中心出发，再往东北行进50多公里，便是雁栖湖畔的怀柔科学城核心区，被围挡和苫布包围的多处工地正在紧张施工。这里是综合极端条件实验装置和材料基因组、清洁能源材料、先进光源技术等交叉研究平台的施工现场。 2017年国家发展改革委、科技部批复的《北京怀柔综合性国家科学中心建设方案》提出，北京怀柔综合性国家科学中心建设，要以怀柔科学城为核心承载区，以世界先进水平的重大科技基础设施群为依托，综合集成北京地区的相关科研机构、创新人才、研究装置和科技项目，开展高水平科研活动，提升我国在交叉前沿领域的源头创新能力和科技综合实力，代表国家在更高水平上参与全球科技竞争与合作。 当前，全市运行、在建、拟建的大科学装置已达19个，怀柔科学城就占了5个,占比26%，这里成为北京大科学装置最密集的区域。 怀柔科学城管委会副主任伍建民透露，怀柔科学城主要围绕物质科学、空间科学、地球系统科学、生命科学、智能科学等五个科学方向，来布局重大科学设施和科技研发平台。2017年5月以来的两年间，怀柔科学城已经开建了2个大科学装置和5个交叉研究平台。今年内，还有3个大科学装置、中科院11个科教基础设施和一批交叉研究平台将开工建设。 没有大科学装置就没有科研话语权 “大块头”有大作为，大科学装置在提高我国自主创新能力方面占据了重要地位。 |
