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FAST折射出中國科研裝置“大型化”趨勢

2016-07-05

目前,分布于10個省份,全國有23個正在運行或在建的大科學裝置、7個已批準立項的設施。

  隨著最后一塊反射面單元完成吊裝,籌建長達22年的500米口徑球面射電望遠鏡(英文簡稱:FAST)主體工程劃上句號。投運后,它將成為中科院重大科技基礎設施家庭中的第17個成員。

   對于大科學裝置來說,建好僅僅是開始,用好才是關鍵。這個位于貴州、世界最大的射電望遠鏡可用來收聽來自太空深處的無線電波,探秘宇宙變遷、地外新星和 生命體。FAST被稱為“天眼”,有望協助中國科學家沖擊諾貝爾獎。目前,有10項諾貝爾獲是基于天文觀測成果的,其中,有6項出自射電望遠鏡。

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   作為十七分之一,FAST背后折射的是中國科研裝置“大型化”的趨勢,以及中國奮力追趕科技基礎設施水平的決心。和放緩的經濟不同,科研被中國放在了未 來規劃的中心。目前,中國在研發上的投入已經超過GDP的2%,比歐盟高,并且有望在2020年前達到2.5%,超越美國。

  大科學裝置,常被稱為“國之重器”,是指通過較大規模投入和工程建設來完成,建成后通過長期的穩定運行和持續的科學技術活動,實現重要科學技術目標的大型設施。

   中國第一個完工的大科學裝置可追溯到1988年10月16日,北京正負電子對撞機(BEPC)首次實現正負電子對撞。它與原子彈、氫彈、人造衛星同列, 是當時世界上唯一在τ輕子和粲粒子產生閾附近研究τ-粲物理的大型正負電子對撞實驗裝置,也是該能區迄今為止亮度最高的對撞機。

  中國對 北京正負電子對撞機的使用,可用物超所值來形容。自其建成后,中國在90年代取得了多項重大成果,一舉成為世界高能物理研究中心之一。同時,它還實現了 “一機兩用”,是中國同步輻射的大型公共實驗平臺。此外,大型正負電子對撞機的升級,還提升了中國制造企業的實力以及協同攻關能力。

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  北京正負電子對撞機重大改造工程(BEPCII)中的大型粒子探測器北京譜儀III。

   目前,分布于10個省份,全國有23個正在運行或在建的大科學裝置、7個已批準立項的設施,涉及時間標準發布、遙感、粒子物理與核物理、天文、同步輻 射、地質、海洋、生態、生物資源、能源和國家安全等眾多領域。這些設施的應用對象有所不同,一類是對特定學科領域的重大科學技術目標建設,如北京正負電子 對撞機、蘭州重離子研究裝置等;一類是為多學科領域的基礎研究、應用基礎研究和應用研究服務,具有強大支持能力的公共實驗設施,如上海光源、合肥同步輻射 裝置等;另一類是為國家經濟建設、國家安全和社會發展提供基礎數據的公益科技設施,如中國遙感衛星地面站、長短波授時系統等。

  這些大科 學裝置是中國贏得科技話語權的憑證之一。大天區面積多目標光纖光譜天文望遠鏡(又稱郭守敬天文望遠鏡,英文簡稱:LAMOST)擁有4千根光釬,以大口徑 (4米)兼大視場(5度),成為世界上光譜獲取率最高的望眼鏡。據中國科學院重大科技基礎設施共享服務平臺介紹,自2012年9月正式巡天以來,三年時間 里,LAMOST觀測了2669個天區,對外釋放569萬條光譜數據,領先于世界上所有已知光譜巡天項目。

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  郭守敬天文望遠鏡LAMOST。

   大科學裝置作為研究工具,檢驗的標準是科研成果的轉化情況。截至去年11月,LAMOST已經為84篇SCI論文提供幫助。LAMOST的大規模光譜數 據讓天文學家頗為受益,發現了一顆離地球最近的超高速星,探得太陽領域速度分布的新結構,還精確測量了太陽的本證速度、紅巨星的表面重力。

  就普通公眾來說,大科學裝置帶來的福利并非懸在半空中。今年3月,在國家蛋白質科學中心(上海),研究員通過蛋白質中心的冷凍電鏡設施,成功破解手足口病病毒抗體的作用機理。這種困擾上百萬家庭的兒童疾病將可能研制出相應的特異性藥物。

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  國家蛋白質科學中心(上海)。

  BBC發文評論道:“中國科學研究正在展示出萬丈雄心。”

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