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倪思潔：面向世界最前沿打造原始創新策源地 | 中國科學院建院75周年

點擊：作者：倪思潔來源：中科院之聲微信號發布時間:2024-11-03 21:36:04

編者按：習近平總書記指出，科技是國家強盛之基，創新是民族進步之魂。75年來，中國科學院在黨中央、國務院堅強領導下，從探索星辰大海到聚焦國家重大需要、從助推經濟社會進步到守護人民生命健康，為高質量發展提供強大科技支撐，為我國成為世界上有影響力的大國奠定了重要基礎。

75年來，中國科學院身為“國家隊”“國家人”，心系“國家事”、肩扛“國家責”，認真履行國家戰略科技力量的使命與擔當，在基礎前沿研究方面不斷取得新突破，在戰略高技術領域迎來新跨越。

值此中國科學院建院75周年之際，《中國科學報》推出“七十五載科技報國路”專題報道，全面展現中國科學院堅持“四個面向”取得的一大批原創性、引領性重大科技成果，激勵并鼓舞廣大科技工作者奮力搶占科技制高點，為實現高水平科技自立自強和建設科技強國再譜華章。

翻開歷史，不難發現，新中國成立后的75年是中國科技不斷向前的75年?？萍剂α坎粌H成為我國經濟社會發展的重要引擎，也成為中國獲得國際地位和尊嚴的強大后盾。

75年，在中國搶占科技制高點、實現高水平科技自立自強的歷程中，始終有一個忠誠的身影——中國科學院。

國之重器的主陣地：

瞄準前沿課題，組織建制化科研

在大科學時代，基礎研究中科學問題的復雜性、系統性越來越強，科研活動的規?；?、組織化程度也越來越高。

面向世界科技前沿，中國科學院以重大任務為牽引，以國家重大科技基礎設施等為依托，集中優勢力量開展協同攻關。

在貴州省黔南布依族苗族自治州平塘縣，歷經3代人、30年努力而建成的“中國天眼”，平靜地躺在“大窩凼”里。

從2017年8月完成功能性調試之后，“中國天眼”就開始源源不斷地出好成果、出大成果。納赫茲引力波存在關鍵證據的發現便是最具代表性的案例。

早在2016年6月，中國科學院就對納赫茲引力波探測研究進行了前瞻、戰略和系統布局，部署了“多波段引力波宇宙研究”戰略性先導科技專項（B類）。中國科學院國家天文臺聯合國內科研機構、大學組建了中國脈沖星測時陣列（CPTA）團隊，利用“中國天眼”探測納赫茲引力波開展科學和技術預研。

功夫不負有心人。2023年6月，研究團隊依托“中國天眼”在全球首次發現了納赫茲引力波存在的關鍵證據。這對于更深入了解超大質量黑洞、宇宙大尺度結構等重大前沿科學問題具有重要意義，同時也表明我國納赫茲引力波研究已達到國際領先水平。

研究團隊選擇這一成果發表在中國本土學術期刊《天文與天體物理》雜志上。此后，該成果入選《科學》雜志2023年度十大科學突破。研究團隊為之自豪：“我們利用中國自主設計和建造的大科學裝置開展原創性研究，成果發表在中國本土的學術期刊上，這是我們在這一領域實現科技自立自強的重要標志。”

▲“拉索”鳥瞰圖。高能所供圖

在海拔4410米的四川省稻城縣海子山，高海拔宇宙線觀測站“拉索”像一個1.36平方公里的巨大“圓盤”，時刻等待著接收來自宇宙的信號。

自2021年建成投運以來，“拉索”便成為世界上海拔最高、規模最大、靈敏度最強的宇宙射線探測裝置。瞄準宇宙線起源的重大前沿問題，聯合國內外多家科研機構，“拉索”團隊已獲得多項重大發現。

2021年5月，“拉索”團隊公布了國際上首次發現的“拍電子伏加速器”，開啟了“超高能伽馬射線天文學”新方向。《自然》雜志專業副主編將該成果評價為“真正的突破”和“新時代的開始”。

2022年10月，“拉索”成為全球唯一一個完整記錄迄今最亮伽馬暴的裝置。“拉索”團隊不僅揭示了此伽馬射線暴史上最亮的成因，還向傳統的伽馬暴余輝標準輻射模型發起挑戰。

2024年初，“拉索”又在天鵝座恒星形成區發現了一個巨型超高能伽馬射線泡狀結構，在歷史上首次找到能量高于1億億電子伏的宇宙線的起源天體。

過去，中國人很少能走上國際宇宙線研究的報告臺。而如今，“拉索”團隊的報告總是被宇宙線國際會議的主辦方們排在最前面。

“拉索”首席科學家、中國科學院高能物理研究所研究員曹臻院士感慨：“只要我們做出世界一流的科學成果，我們就能為世界宇宙線知識體系作出來自中國的貢獻，我們的思想就能自然而然地融入人類文明的歷史。”

在75年的發展歷程中，中國科學院可謂國家大科學裝置的搖籃，這里不僅孕育了我國第一個大科學裝置——北京正負電子對撞機，也孕育出我國第一個空間科學衛星計劃——雙星計劃。

時至今日，中國科學院已成為國家大科學裝置的主陣地。從地下700米的江門中微子實驗，到地面上的“中國天眼”“拉索”，到太空中的“悟空”“墨子”“慧眼”“ 天關”衛星（愛因斯坦探針衛星）等空間科學衛星，再到國家太空實驗室，一代又一代科研人員的心血在這里凝結，各個學科領域的科研力量在這里交叉，驚艷世界的發現也在這里發芽。

▲江門中微子實驗探測器內部。倪思潔/攝

尖端儀器的新高地：

創新科研條件，推動重大科學發現

世界科技前沿的競爭，也是實驗技術能力的競爭。高水平科研儀器猶如解鎖宇宙奧秘的鑰匙，每一次創新和突破都有可能推開一扇新世界的大門。

20世紀50年代，面對新中國光學研究的空白，著名應用光學家王大珩先生帶領中國科學院光學精密機械儀器研究所（中國科學院長春光學精密機械與物理研究所前身）的科研人員，克服重重困難，研制出萬能工具顯微鏡、大型水晶攝譜儀、電子顯微鏡等8件光學精密儀器，不僅填補了新中國光學研究的空白，還使我國光學研究邁入國際先進行列。

“我們做起事來，從來不會從個人生活角度考慮問題，都是從國家考慮、從事業考慮。無論怎樣艱苦的地方，大家都是高高興興地打起鋪蓋卷兒說去就去。”王大珩生前曾這樣說。

今天，這樣的精神與魄力仍在延續，中國科學院也已成為尖端科研技術的新高地。

▲用于“羲和”裝置的鈦寶石晶體。上海光機所供圖

2017年，在中國科學院上海光學精密機械研究所，“羲和”裝置首次在世界上實現了10拍瓦的超強超短激光放大輸出，能在實驗室內創造出前所未有的超強電磁場、超高能量密度、超快時間尺度等綜合性極端物理條件。

在這一世界各國都在爭奪的科技制高點上，中國又一次走在了前面。“做科學一定要搶占世界第一，第一和第二的意義完全不同。”中國科學院上海光學精密機械研究所研究員徐至展院士說。

2023年，在中國科學院理化技術研究所，我國深紫外科研儀器設備歷經15年、兩期項目的探索，自主研制成功16種20臺深紫外固態激光源前沿科研儀器，覆蓋材料、物理、化學、生命、信息、資環六大領域。

“過去，中國所有大型科研儀器設備都得從國外進口。如今在深紫外全固態激光源領域，我們可以獨立自主研發大型科研儀器設備了，這極大增強了我國科研人員的信心。”中國科學院理化技術研究所研究員許祖彥院士感嘆。

2024年，在中國科學院合肥物質科學研究院，強磁場科學中心自主研制的水冷磁體產生了42.02萬高斯的穩態磁場，為科學家探索新現象、揭示新規律提供了更強大的實驗條件，也為我國建設更高場強的穩態磁體奠定了一項關鍵技術基礎。

▲穩態強磁場42.02萬高斯水冷磁體。合肥研究院供圖

“早在2015年，我們就拿下了穩態磁場水冷磁體的世界冠軍。但美國在2017年又奪了過去，并保持了7年。這次，我們再次將這個‘世界冠軍’奪了回來。”強磁場科學中心學術主任匡光力說。

過去的75年里，中國科學院孕育出各類尖端實驗平臺，不僅建成了中國第一臺專用同步輻射光源“合肥光源”、高性能的中能第三代同步輻射光源“上海同步輻射光源”、我國第一臺脈沖式散裂中子源“中國散裂中子源”等先進科研實驗平臺，還建立了平臺的國內外開放共享機制，通過國內外合作與交流，共同應對全球性科技挑戰。

原始創新的策源地：

瞄準基礎問題，領航國際科技前沿

在先進研究平臺和尖端研究技術的支持下，作為中國自然科學最高學術機構的中國科學院成為國家原始創新的策源地，一個個填補國際科學研究空白、領航世界科技前沿的新進展不斷涌現。

2022年9月28日，一個星期三的晚上，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究團隊的成果震驚了國際古生物學界。

《自然》雜志連續上線了他們的4篇論文，每一篇都指向了一個困擾人類許久的問題——有頜類動物早期是如何演化的。

4篇論文從各個角度填補了有頜類動物早期演化中綿延3000萬年的巨大空白。國際古脊椎動物學會前主席、澳大利亞弗林德斯大學教授John Long撰文稱：“這些論文改寫了有頜脊椎動物早期演化歷史的幾乎所有方面。”

2023年7月12日，一支由中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心領銜的百余人團隊，為全球腦科學研究領域準備了一份大大的驚喜。

他們合作發表了世界首個獼猴大腦皮層單細胞空間分布圖，揭示了靈長類動物腦區細胞類型的組成和腦區層級結構之間的關系。這是腦科學研究領域的基本問題，也是困擾人類至今的、自然科學領域最具挑戰性的前沿問題之一。

就在兩年前，狹小的切片室里，近10位研究人員擠在一起，協同操作；顯微掃描室里，4臺顯微鏡不停掃描，一幅幅圖像緩緩展開；實驗室樓道里，十幾個手拿芯片的人穿梭在各個實驗室，開展不同階段的實驗。大家瞄準了同樣的問題——大腦由哪些細胞組成？這些細胞的空間分布有什么規律？

兩年后，當看到這篇論文成果時，論文審稿人評價道：“這項工作與新建立的數據庫是寶貴的資源，未來將激發令人期待的研究。”

2024年7月10日，中國科學技術大學教授潘建偉院士團隊的一篇國際論文，讓世界將目光投向中國。

他們成功構建了超越經典計算機的“天元”量子模擬器，向世界展示了量子模擬器超越經典計算機的能力。