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FAST折射出中国科研装置“大型化”趋势

导读: 随着最后一块反射面单元完成吊装,筹建长达22年的500米口径球面射电望远镜(英文简称:FAST)主体工程划上句号。投运后,它将成为中科院重大科技基础设施家庭中的第17个成员。

  目前,分布于10个省份,全国有23个正在运行或在建的大科学装置、7个已批准立项的设施。

  随着最后一块反射面单元完成吊装,筹建长达22年的500米口径球面射电望远镜(英文简称:FAST)主体工程划上句号。投运后,它将成为中科院重大科技基础设施家庭中的第17个成员。

  对于大科学装置来说,建好仅仅是开始,用好才是关键。这个位于贵州、世界最大的射电望远镜可用来收听来自太空深处的无线电波,探秘宇宙变迁、地外新星和生命体。FAST被称为“天眼”,有望协助中国科学家冲击诺贝尔奖。目前,有10项诺贝尔获是基于天文观测成果的,其中,有6项出自射电望远镜。

  FAST折射出中国科研装置“大型化”趋势

  作为十七分之一,FAST背后折射的是中国科研装置“大型化”的趋势,以及中国奋力追赶科技基础设施水平的决心。和放缓的经济不同,科研被中国放在了未来规划的中心。目前,中国在研发上的投入已经超过GDP的2%,比欧盟高,并且有望在2020年前达到2.5%,超越美国。

  大科学装置,常被称为“国之重器”,是指通过较大规模投入和工程建设来完成,建成后通过长期的稳定运行和持续的科学技术活动,实现重要科学技术目标的大型设施。

  中国第一个完工的大科学装置可追溯到1988年10月16日,北京正负电子对撞机(BEPC)首次实现正负电子对撞。它与原子弹、氢弹、人造卫星同列,是当时世界上唯一在τ轻子和粲粒子产生阈附近研究τ-粲物理的大型正负电子对撞实验装置,也是该能区迄今为止亮度最高的对撞机。

  中国对北京正负电子对撞机的使用,可用物超所值来形容。自其建成后,中国在90年代取得了多项重大成果,一举成为世界高能物理研究中心之一。同时,它还实现了“一机两用”,是中国同步辐射的大型公共实验平台。此外,大型正负电子对撞机的升级,还提升了中国制造企业的实力以及协同攻关能力。

  FAST折射出中国科研装置“大型化”趋势

  北京正负电子对撞机重大改造工程(BEPCII)中的大型粒子探测器北京谱仪III。

  目前,分布于10个省份,全国有23个正在运行或在建的大科学装置、7个已批准立项的设施,涉及时间标准发布、遥感、粒子物理与核物理、天文、同步辐射、地质、海洋、生态、生物资源、能源和国家安全等众多领域。这些设施的应用对象有所不同,一类是对特定学科领域的重大科学技术目标建设,如北京正负电子对撞机、兰州重离子研究装置等;一类是为多学科领域的基础研究、应用基础研究和应用研究服务,具有强大支持能力的公共实验设施,如上海光源、合肥同步辐射装置等;另一类是为国家经济建设、国家安全和社会发展提供基础数据的公益科技设施,如中国遥感卫星地面站、长短波授时系统等。

  这些大科学装置是中国赢得科技话语权的凭证之一。大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜(又称郭守敬天文望远镜,英文简称:LAMOST)拥有4千根光钎,以大口径(4米)兼大视场(5度),成为世界上光谱获取率最高的望眼镜。据中国科学院重大科技基础设施共享服务平台介绍,自2012年9月正式巡天以来,三年时间里,LAMOST观测了2669个天区,对外释放569万条光谱数据,领先于世界上所有已知光谱巡天项目。

  FAST折射出中国科研装置“大型化”趋势

  郭守敬天文望远镜LAMOST。

  大科学装置作为研究工具,检验的标准是科研成果的转化情况。截至去年11月,LAMOST已经为84篇SCI论文提供帮助。LAMOST的大规模光谱数据让天文学家颇为受益,发现了一颗离地球最近的超高速星,探得太阳领域速度分布的新结构,还精确测量了太阳的本证速度、红巨星的表面重力。

  就普通公众来说,大科学装置带来的福利并非悬在半空中。今年3月,在国家蛋白质科学中心(上海),研究员通过蛋白质中心的冷冻电镜设施,成功破解手足口病病毒抗体的作用机理。这种困扰上百万家庭的儿童疾病将可能研制出相应的特异性药物。

  FAST折射出中国科研装置“大型化”趋势

  国家蛋白质科学中心(上海)。

  BBC发文评论道:“中国科学研究正在展示出万丈雄心。”

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