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探秘綜合性國(guó)家科學(xué)中心——
助力中國(guó)科創(chuàng) 逐夢(mèng)“星辰大海”

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2024年,無(wú)人機(jī)拍攝的位于上海市張江科學(xué)城的上海光源。 |
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2024年10月16日,在北京懷柔綜合性國(guó)家科學(xué)中心,科研人員在低溫原位掃描隧道—角分辨光電子譜實(shí)驗(yàn)站放置實(shí)驗(yàn)樣品。 |
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2025年1月10日,科研人員在廣東東莞阿秒科學(xué)中心實(shí)驗(yàn)室調(diào)試應(yīng)用于先進(jìn)阿秒激光設(shè)施的高性能激光器。 |
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2024年,科研人員在中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所阿秒科學(xué)與技術(shù)研究中心做實(shí)驗(yàn)。 |
5月初,在安徽省合肥市濱湖國(guó)際會(huì)展中心,第三屆中國(guó)(安徽)科技創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化交易會(huì)在此舉行。海內(nèi)外兩千多家企業(yè)、近兩百所高校院所參與,對(duì)接金額破千億元,成為一場(chǎng)創(chuàng)新鏈對(duì)接產(chǎn)業(yè)鏈的盛會(huì)。
推進(jìn)中國(guó)式現(xiàn)代化,科學(xué)技術(shù)要打頭陣,科技創(chuàng)新是必由之路。全國(guó)科技創(chuàng)新版圖中,安徽科創(chuàng)何以一再攀登高峰?這離不開(kāi)合肥綜合性國(guó)家科學(xué)中心的貢獻(xiàn)。
為了讓科研主體放開(kāi)手腳創(chuàng)新創(chuàng)造,發(fā)揮高能級(jí)科創(chuàng)平臺(tái)作用,持續(xù)提升原始創(chuàng)新能力,2016年,中國(guó)開(kāi)始建設(shè)綜合性國(guó)家科學(xué)中心,使之成為承載國(guó)家使命的全國(guó)科技創(chuàng)新重要力量。9年間,上海張江、安徽合肥、北京懷柔、粵港澳大灣區(qū)、陜西西安等五大綜合性國(guó)家科學(xué)中心先后獲批建設(shè),在原始創(chuàng)新、產(chǎn)研轉(zhuǎn)化、招才引智、加快培育新質(zhì)生產(chǎn)力等方面持續(xù)發(fā)揮作用,為中國(guó)加快建設(shè)科技強(qiáng)國(guó)、實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)貢獻(xiàn)力量。
綜合性國(guó)家科技中心如何幫助中國(guó)科技創(chuàng)新逐夢(mèng)“星辰大海”?本報(bào)記者進(jìn)行了采訪(fǎng)。
一項(xiàng)任務(wù)——
強(qiáng)化原始創(chuàng)新能力
在上海市張江機(jī)器人谷智能機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室里,可以快速行走、敏捷避障的人形機(jī)器人又添了新本領(lǐng)——兩條智能機(jī)械臂可自如揮舞,還擁有場(chǎng)景識(shí)別能力和學(xué)習(xí)能力,未來(lái)有望勝任很多職業(yè)。
“以前,這樣的技術(shù)迭代至少需要3至5年。現(xiàn)在,有了人工智能大模型的訓(xùn)練,它在半年內(nèi)就做到了‘眼明手快’。”上海傅利葉智能科技有限公司創(chuàng)始人顧捷說(shuō)。公司實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的康復(fù)機(jī)器人,已在2000多家醫(yī)療機(jī)構(gòu)服務(wù)。
談起張江的變化,在這里創(chuàng)業(yè)多年的顧捷說(shuō):“越來(lái)越多的跨國(guó)企業(yè)、創(chuàng)新公司入駐張江,我們找各類(lèi)人才、找上下游企業(yè)、找應(yīng)用場(chǎng)景,都十分便利。”
張江的發(fā)展,離不開(kāi)國(guó)家建設(shè)綜合性國(guó)家科學(xué)中心的政策規(guī)劃。
2016年,上海張江成為國(guó)家批復(fù)的首個(gè)綜合性國(guó)家科學(xué)中心,主要任務(wù)是通過(guò)加強(qiáng)基礎(chǔ)研究,增強(qiáng)創(chuàng)新策源能力,以建設(shè)高水平研究機(jī)構(gòu)、重大科技基礎(chǔ)設(shè)施和重大科技項(xiàng)目為依托,提升中國(guó)在交叉前沿領(lǐng)域的源頭創(chuàng)新能力和科技綜合實(shí)力。至此之后,百舸爭(zhēng)流,奮楫者先,上海張江這座昔日的“醬菜小鎮(zhèn)”變身“科創(chuàng)策源地”。行走張江科學(xué)城,大科學(xué)裝置目不暇接,讓本報(bào)記者對(duì)綜合性國(guó)家科學(xué)中心有了直觀(guān)感受。
什么是綜合性國(guó)家科學(xué)中心?
綜合性國(guó)家科學(xué)中心,關(guān)鍵詞是“國(guó)家”。它體現(xiàn)了國(guó)家意志和地區(qū)戰(zhàn)略,承載著國(guó)家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展的希望。
在國(guó)家“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要中,中國(guó)明確提出布局建設(shè)綜合性國(guó)家科學(xué)中心的目標(biāo)和任務(wù)。根據(jù)“十四五”規(guī)劃《綱要》的名詞解釋?zhuān)C合性國(guó)家科學(xué)中心以高水平大學(xué)、科研院所和高新技術(shù)企業(yè)等深度融合為依托,布局建設(shè)一批重大科技基礎(chǔ)設(shè)施、科教基礎(chǔ)設(shè)施和前沿交叉研究平臺(tái),組織開(kāi)展高水平交叉前沿性研究,產(chǎn)出重大原創(chuàng)科學(xué)成果和顛覆性產(chǎn)業(yè)技術(shù)。綜合性國(guó)家科學(xué)中心匯聚和配置全球創(chuàng)新資源,打造自由開(kāi)放的制度環(huán)境,有利于塑造國(guó)際科技競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
專(zhuān)家表示,綜合性國(guó)家科學(xué)中心就是國(guó)家組織尖端研究、集聚創(chuàng)新資源的基地。謀的是國(guó)家戰(zhàn)略最需要的核心技術(shù),聚的是世界上最發(fā)達(dá)的實(shí)驗(yàn)室和科學(xué)設(shè)施,求的是原始創(chuàng)新能力的提升。建好綜合性國(guó)家科學(xué)中心,對(duì)于提升中國(guó)基礎(chǔ)研究水平,強(qiáng)化原始創(chuàng)新能力有重大意義。
什么樣的城市能成為綜合性國(guó)家科學(xué)中心?
首要一條,必須擁有非常強(qiáng)大的科研實(shí)力。目前獲批的北京、上海、安徽合肥、粵港澳大灣區(qū)和陜西西安,其科創(chuàng)實(shí)力均不可小覷。
2017年,合肥綜合性國(guó)家科學(xué)中心建設(shè)方案獲批。此后,合肥綜合性國(guó)家科學(xué)中心依托大科學(xué)裝置集群,聚焦信息、能源、健康、環(huán)境等四大領(lǐng)域,開(kāi)展多學(xué)科交叉和變革性技術(shù)研究。
同樣在2017年,北京懷柔綜合性國(guó)家科學(xué)中心獲批建設(shè)。北京懷柔科學(xué)城致力于打造世界級(jí)原始創(chuàng)新承載區(qū)。根據(jù)規(guī)劃,到2030年,這座具有全球影響力的綜合性科學(xué)中心將在這里崛起。
2020年7月,國(guó)家發(fā)展改革委、科技部批復(fù)同意廣東東莞松山湖科學(xué)城與深圳光明科學(xué)城共同建設(shè)大灣區(qū)綜合性國(guó)家科學(xué)中心先行啟動(dòng)區(qū),這是全國(guó)第四座綜合性國(guó)家科學(xué)中心,標(biāo)志著松山湖科學(xué)城成為承載國(guó)家科技戰(zhàn)略的新平臺(tái)。
2022年底,西安獲批建設(shè)綜合性國(guó)家科學(xué)中心和科技創(chuàng)新中心,全力打造國(guó)家重要科研和文教中心、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和制造業(yè)基地。至此,分布在中國(guó)東西南北的5個(gè)綜合性國(guó)家科學(xué)中心均已批復(fù)建設(shè),成為中國(guó)科技進(jìn)步的重要組成部分。
兩件“利器”——
國(guó)家實(shí)驗(yàn)室+大科學(xué)裝置
綜合性國(guó)家科學(xué)中心,重點(diǎn)在“科學(xué)”。
其中兩項(xiàng)最具有指標(biāo)項(xiàng)意義:國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和大科學(xué)裝置。
國(guó)家實(shí)驗(yàn)室,屬于科學(xué)與工程研究類(lèi)國(guó)家科技創(chuàng)新基地,是突破型、引領(lǐng)型、平臺(tái)型一體化的大型綜合性研究基地,代表一個(gè)國(guó)家某一領(lǐng)域科學(xué)研究的最高水平。組建國(guó)家實(shí)驗(yàn)室,就是劍指科研布局碎片化、低水平重復(fù)等問(wèn)題,形成體現(xiàn)國(guó)家意志、實(shí)現(xiàn)國(guó)家使命、代表國(guó)家水平的戰(zhàn)略科技力量,保障國(guó)家創(chuàng)新發(fā)展和戰(zhàn)略安全。
目前中國(guó)建成的國(guó)家實(shí)驗(yàn)室僅有10個(gè)左右。北京和上海各有3個(gè),例如北京昌平國(guó)家實(shí)驗(yàn)室,上海張江國(guó)家實(shí)驗(yàn)室。粵港澳大灣區(qū)的廣州和深圳各有1個(gè),分別為廣州實(shí)驗(yàn)室、鵬城實(shí)驗(yàn)室。
國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施也被稱(chēng)為大科學(xué)裝置,是為進(jìn)行大規(guī)模科學(xué)研究而建造的大型設(shè)施,投資大、周期長(zhǎng),其知識(shí)創(chuàng)新、科學(xué)成果產(chǎn)出豐碩,技術(shù)溢出、人才集聚效應(yīng)顯著,通常被認(rèn)為是國(guó)家創(chuàng)新高地的重要要素。大科學(xué)裝置,是國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施。北京有正負(fù)電子對(duì)撞機(jī),上海有上海光源裝置,合肥有中國(guó)“人造太陽(yáng)”全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置(EAST)。
走進(jìn)坐落于北京懷柔青山綠水間的懷柔科學(xué)城,可以看到中國(guó)目前唯一專(zhuān)門(mén)用于地球系統(tǒng)模擬預(yù)測(cè)研究、軟硬件一體的大科學(xué)裝置——地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置“寰”。它可以反演地球的過(guò)去、觀(guān)察地球的現(xiàn)在、預(yù)測(cè)地球的未來(lái)。
走進(jìn)上海浦東張江高科技園區(qū),一座美麗的“鸚鵡螺”式的白色建筑非常醒目,它就是國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施上海光源。
2024年5月,上海光源線(xiàn)站工程通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收,正式投運(yùn)后將使上海光源的實(shí)驗(yàn)研究能力實(shí)現(xiàn)跨越式提升。從2009年開(kāi)放運(yùn)行以來(lái),上海光源已經(jīng)為數(shù)萬(wàn)名科研人員提供服務(wù),幫助他們開(kāi)展微觀(guān)世界的研究。“上海光源像一艘‘科研航母’,匯聚了國(guó)內(nèi)外一批頂尖學(xué)者和優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)。眼下,我們正加緊預(yù)研新一代光源設(shè)施,去追逐更亮更強(qiáng)的光。”中國(guó)工程院院士、上海光源科學(xué)中心主任趙振堂說(shuō)。
走進(jìn)合肥科學(xué)島的中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)研究院等離子體物理研究所的控制室,可以看到科研人員通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)著全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置(EAST)的每一個(gè)波動(dòng)。今年1月20日,EAST在安徽合肥創(chuàng)造新世界紀(jì)錄,首次完成1億攝氏度1066秒“高質(zhì)量燃燒”,標(biāo)志中國(guó)聚變能源研究實(shí)現(xiàn)從基礎(chǔ)科學(xué)向工程實(shí)踐的重大跨越,對(duì)人類(lèi)加快實(shí)現(xiàn)聚變發(fā)電具有重要意義。
EAST形如“巨罐”,匯聚“超高溫”“超低溫”“超高真空”“超強(qiáng)磁場(chǎng)”“超大電流”等尖端技術(shù)于一體,近百萬(wàn)個(gè)零部件協(xié)同工作,擁有專(zhuān)利近2000項(xiàng)。這座被稱(chēng)為“人造太陽(yáng)”的裝置,自2006年9月28日EAST首輪物理放電實(shí)驗(yàn)取得成功以來(lái),歷經(jīng)15萬(wàn)多次實(shí)驗(yàn),最終實(shí)現(xiàn)“億度千秒”的長(zhǎng)脈沖高約束模等離子體運(yùn)行,攀上新的科學(xué)高峰。科研人員基于“人造太陽(yáng)”研發(fā)的超導(dǎo)磁體、射頻、離子源等技術(shù),自主研發(fā)出超導(dǎo)質(zhì)子治療系統(tǒng)。目前該系統(tǒng)已完成調(diào)試,計(jì)劃今年啟動(dòng)臨床試驗(yàn)。
在粵港澳大灣區(qū)幾何中心的東莞,有一處看似低調(diào)卻內(nèi)藏乾坤的科研設(shè)施——中國(guó)散裂中子源,為人們打開(kāi)了探索微觀(guān)世界的大門(mén)。從2018年投用以來(lái),散裂中子源已向全球科學(xué)家完成13輪開(kāi)放,每年向用戶(hù)開(kāi)放時(shí)間超過(guò)5000小時(shí)。
在西安,國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施高精度地基授時(shí)系統(tǒng)加快建設(shè),將成為國(guó)際上規(guī)模最大、功能最完善的地基授時(shí)系統(tǒng),并與北斗星基授時(shí)系統(tǒng)共同構(gòu)成我國(guó)空天地一體化綜合授時(shí)服務(wù)體系。
五張成績(jī)單——
為新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展賦能
今年以來(lái),五大綜合性國(guó)家科研中心的所在地紛紛曬出了建設(shè)以來(lái)的科創(chuàng)成績(jī)單,為新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展賦能。
在北京,長(zhǎng)城腳下,雁棲湖畔,致力于打造世界級(jí)原始創(chuàng)新承載區(qū)的懷柔科學(xué)城加速崛起。
綜合極端條件試驗(yàn)裝置、子午工程二期、多模態(tài)跨尺度生物醫(yī)學(xué)成像設(shè)施,今年以來(lái)已有多個(gè)大科學(xué)裝置通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收。
仰望寰宇,透過(guò)數(shù)據(jù)洞悉日地空間的“脾氣”;聚焦精微,打破時(shí)空尺度探索生命的奧秘……目前,懷柔綜合性國(guó)家科學(xué)中心布局的37個(gè)科技設(shè)施平臺(tái),29個(gè)已進(jìn)入科研狀態(tài),累計(jì)產(chǎn)出科研成果329項(xiàng)。2024年,科技設(shè)施新增向全球開(kāi)放機(jī)時(shí)43萬(wàn)小時(shí),累計(jì)超123萬(wàn)小時(shí)。
在上海,國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)、國(guó)產(chǎn)郵輪、深空、深海等重大科技突破接連實(shí)現(xiàn),體細(xì)胞克隆猴、單條染色體真核細(xì)胞等一批首創(chuàng)成果相繼問(wèn)世……上海每萬(wàn)人口高價(jià)值發(fā)明專(zhuān)利擁有量提升到50.2件。上海國(guó)際科技創(chuàng)新中心“建框架”基本完成,正在向“強(qiáng)功能”加快邁進(jìn)。
目前,上海光源正在多個(gè)領(lǐng)域助力科技成果產(chǎn)業(yè)化。比如,在集成電路領(lǐng)域,上海光源專(zhuān)門(mén)建設(shè)了X射線(xiàn)干涉光刻線(xiàn)站,實(shí)現(xiàn)了極紫外光刻膠曝光性能評(píng)價(jià),為國(guó)內(nèi)領(lǐng)軍企業(yè)、重要科研機(jī)構(gòu)提供定制化科研服務(wù);在新材料領(lǐng)域,支撐了T1100級(jí)碳纖維技術(shù)突破,2023年底實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),打破國(guó)外壟斷。
在合肥,聚變堆主機(jī)關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施(CRAFT)在科學(xué)城率先拔地而起。在其中一間寬敞的實(shí)驗(yàn)車(chē)間內(nèi),巨幅“夸父逐日”壁畫(huà)之下,矗立著一個(gè)近20米高的“橘子瓣”,現(xiàn)已裝入偏濾器等核心部件。未來(lái),8個(gè)這樣的“橘子瓣”將拼成一個(gè)環(huán)形的真空室,聚力打造下一代“人造太陽(yáng)”——中國(guó)聚變工程實(shí)驗(yàn)堆。
2024年10月底,合肥綜合性國(guó)家科學(xué)中心人工智能研究院、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)等單位,在中國(guó)第三代自主超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)“本源悟空”上共同完成全球最大規(guī)模的量子計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)仿真,標(biāo)志著國(guó)產(chǎn)量子算力在解決實(shí)際問(wèn)題方面取得重要進(jìn)展。
一直以來(lái),合肥綜合性國(guó)家科學(xué)中心“沿途下蛋”,成果頻出。其中,面向國(guó)家重大需求,“合肥造”火星磁強(qiáng)計(jì)、高吸能材料,保障“天問(wèn)一號(hào)”完成科研任務(wù),特種低溫接收機(jī)等助力“嫦娥五號(hào)”升空;面向科技前沿,“九章”量子計(jì)算機(jī)問(wèn)世,使我國(guó)成為全球第二個(gè)實(shí)現(xiàn)“量子優(yōu)越性”的國(guó)家;面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng),以“高精度電磁測(cè)量技術(shù)”“衰老的生物學(xué)基礎(chǔ)和干預(yù)策略”等戰(zhàn)略性先導(dǎo)項(xiàng)目為代表的一批科研項(xiàng)目進(jìn)展順利,持續(xù)產(chǎn)出一系列具有重要影響力的創(chuàng)新成果。
在粵港澳大灣區(qū),綜合性國(guó)家科學(xué)中心建設(shè)取得顯著進(jìn)展,人類(lèi)細(xì)胞譜系、“鵬城云腦Ⅲ”等項(xiàng)目開(kāi)工助力打造世界一流重大科技基礎(chǔ)設(shè)施群。同時(shí),粵港澳大灣區(qū)正將科創(chuàng)專(zhuān)項(xiàng)資金向基礎(chǔ)領(lǐng)域傾斜,提升基礎(chǔ)科研能力,推動(dòng)基礎(chǔ)研究與應(yīng)用基礎(chǔ)研究加快突破;積極構(gòu)建科技、產(chǎn)業(yè)、金融良性循環(huán)體系,培育“基礎(chǔ)研究+技術(shù)攻關(guān)+成果產(chǎn)業(yè)化+科技金融+人才支撐”的全過(guò)程全領(lǐng)域創(chuàng)新生態(tài)體系,推動(dòng)科技體制機(jī)制改革。
在西安,國(guó)家授時(shí)中心未來(lái)計(jì)劃將長(zhǎng)短波授時(shí)系統(tǒng)部分搬遷至西安科學(xué)城,與高精度地基授時(shí)系統(tǒng)運(yùn)控中心并址建設(shè),并進(jìn)一步發(fā)揮集群效應(yīng),形成產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新基地,從而促進(jìn)陜西傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)集群的升級(jí),推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈與創(chuàng)新鏈的深度融合。
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