天上的星星在說(shuō)什么“悄悄話(huà)”?
(資料圖片僅供參考)
一束指甲蓋大小的激光可以頂起100萬(wàn)個(gè)埃菲爾鐵塔,是真是假?
肉眼看不到的微觀(guān)世界到底長(cháng)什么樣?
這些很難回答的問(wèn)題,通過(guò)一個(gè)個(gè)大科學(xué)裝置,可能就可以找到答案。中國科學(xué)院院士白春禮曾把未來(lái)科技比作“一個(gè)充滿(mǎn)無(wú)限可能的魔盒”,在他看來(lái),大科學(xué)裝置是一把用來(lái)開(kāi)啟未來(lái)的鑰匙。
黨的二十大報告中提到不少科技領(lǐng)域取得的重大成果,也提到我國進(jìn)入創(chuàng )新型國家行列。在征戰未知科學(xué)領(lǐng)域的過(guò)程中,大科學(xué)裝置發(fā)揮著(zhù)極其重要的作用。近日,中國青年報社聯(lián)合中國科學(xué)院上海分院、嗶哩嗶哩共同推出“中國青年說(shuō)·科學(xué)家精神”特別節目,邀請3位大科學(xué)裝置建設者在這里暢聊,看看這群科技版“基建狂魔”有什么不一樣,揭開(kāi)大科學(xué)裝置的神秘面紗。
大科學(xué)裝置為何能成年輕人“網(wǎng)紅”打卡地?
中國科學(xué)院上海天文臺正高級工程師仲偉業(yè)發(fā)現,最近來(lái)天馬望遠鏡“打卡”的年輕人越來(lái)越多了。不少網(wǎng)友在個(gè)人賬號上發(fā)文稱(chēng),在上海松江找到了《三體》中描繪的“紅岸基地”里的“大鍋蓋”。隨著(zhù)“打卡”的人越來(lái)越多,人們開(kāi)始好奇這個(gè)“相當于8個(gè)標準籃球場(chǎng)大小”的“巨無(wú)霸”望遠鏡到底是用來(lái)干什么的。
去年,銀河系中心的突破性成果——超大質(zhì)量黑洞Sgr A*首張照片發(fā)布。天馬望遠鏡為黑洞成像流量定標與協(xié)同觀(guān)測作出貢獻。一時(shí)間,天馬望遠鏡吸粉無(wú)數,人們驚嘆這個(gè)“大鍋蓋”竟然有這么大的本事。
作為參與建設的青年科學(xué)家之一,仲偉業(yè)表示,天馬望遠鏡從2012年落成至今,還曾服務(wù)探月探火工程的測定軌任務(wù),未來(lái)也將繼續脈沖星、大質(zhì)量恒星、活動(dòng)星系核等的觀(guān)測研究?!疤祚R望遠鏡就像深空之眼,能幫助我們看到最真實(shí)的宇宙?!敝賯I(yè)說(shuō)。
在上海,因外形“出圈”的大科學(xué)裝置還有位于張江科學(xué)城的上海光源。中國科學(xué)院上海高等研究院研究員、共青團上海市委兼職副書(shū)記鄧海嘯常常能在辦公區看到空中飛行的無(wú)人機,很多攝影發(fā)燒友都喜歡拍這個(gè)外形酷似鸚鵡螺的“大家伙”。在鄧海嘯眼里,上海光源真正厲害之處在于,它可以幫助科學(xué)家探索肉眼看不到的微觀(guān)世界。
鄧海嘯介紹,上海光源開(kāi)放運行以來(lái)已執行超過(guò)48萬(wàn)小時(shí),服務(wù)用戶(hù)超過(guò)7萬(wàn)人次,在國際頂級期刊CNS產(chǎn)出了142篇高水平論文,目前已成為我國服務(wù)用戶(hù)最多、成果產(chǎn)出率最高的大科學(xué)裝置。
與前兩個(gè)大科學(xué)裝置不同,“神光”裝置與“羲和”激光裝置走的是“內秀”路線(xiàn)。中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所研究員彭宇杰是 “羲和”的建設者之一,他說(shuō),“神光”和“羲和”可以產(chǎn)生接近太陽(yáng)內部的高溫高壓狀態(tài),科學(xué)家可以通過(guò)這些裝置開(kāi)展聚變反應以及一些其他前沿科學(xué)研究。不僅如此,激光驅動(dòng)的聚變,有可能幫人類(lèi)獲得永恒的清潔能源。
科技版“基建狂魔”出圈,“我們拼的是實(shí)力”
節目現場(chǎng),鄧海嘯談起上海光源的建設表現得底氣十足。這背后,上海光源始終在堅持自主創(chuàng )新。
在他看來(lái),這是一個(gè)“被逼出來(lái)”的故事。2008年,在上海光源建設時(shí),其中真空波蕩器因外國公司遲遲不能交貨,導致工期緊張。為了能夠按時(shí)驗收,上海光源工程經(jīng)理部當即拍板決定從各個(gè)專(zhuān)業(yè)組抽調骨干力量自主研發(fā)。
鄧海嘯至今都能回憶起同事們在實(shí)驗室攻關(guān)的無(wú)數日夜,他們埋頭在各種數據和各種現場(chǎng)中,有時(shí)甚至忘了吃飯。終于,這群當時(shí)的青年科研骨干、如今的領(lǐng)軍科學(xué)家們“啃”下了這塊“硬骨頭”。
相應地,我國自主研制的這一關(guān)鍵設備也已出口到國外。
從毫不起眼到遙遙領(lǐng)先,這樣“高科技出口逆襲”的故事也發(fā)生在“羲和”激光裝置建設過(guò)程中。彭宇杰在節目現場(chǎng)介紹,大口徑鈦寶石晶體是激光裝置所需要的一個(gè)重要元器件,在我國成功研制之前,也只能從國外購買(mǎi),甚至要等待兩年的交付日期。
為了擺脫受制于人的局面,項目團隊和其他科學(xué)家一起發(fā)起科研攻關(guān)。最終,他們研制出這一關(guān)鍵器件,并利用它實(shí)現了國際領(lǐng)先的激光峰值功率。
“好技術(shù)研發(fā)出來(lái)了,不能捂著(zhù)不讓別人知道?!迸碛罱苷f(shuō),裝置成功建設后,很多的國際同行向他們發(fā)出了裝置上的實(shí)驗申請,他們始終以開(kāi)放的態(tài)度對待國際同行。
就這樣,中國科學(xué)家靠著(zhù)自主創(chuàng )新的本事和開(kāi)放共享的態(tài)度,讓科技版“基建狂魔”在國際上打出名號。
一組數據可以佐證:1984年,我國開(kāi)啟了大科學(xué)裝置的建設,截至目前,我國已經(jīng)布局建設77個(gè)國家重大科技基礎設施,其中的34個(gè)已建成運行,部分設施已經(jīng)邁入全球第一方陣。
他們極少談“付出”,也從不因成績(jì)而張揚
在節目拍攝過(guò)程中,“付出”一詞極少被談及。
在仲偉業(yè)看來(lái),為實(shí)驗通宵達旦是最常見(jiàn)的事。仲偉業(yè)負責研制的Q波段致冷接收機,是天馬望遠鏡當時(shí)任務(wù)書(shū)里面的最高頻段。在當時(shí)國內沒(méi)有任何先例參照的情況下,他們只能通過(guò)翻資料、找論文、反復實(shí)驗的方法不斷摸索求解,常常一干就是到半夜,但他從來(lái)沒(méi)在團隊中聽(tīng)過(guò)抱怨的聲音。
仲偉業(yè)的偶像是中國科學(xué)院院士、天文學(xué)家葉叔華,在天文臺上班時(shí),他偶爾會(huì )遇到前來(lái)上班的葉叔華院士,看著(zhù)葉院士90多歲的高齡依然奮斗在科研一線(xiàn),讓仲偉業(yè)備受鼓舞,更說(shuō)不出一個(gè)苦字。
葉叔華院士曾說(shuō)“因為國家需要,縱使辛苦也要做好”。仲偉業(yè)將此作為自己的座右銘。遇到困難時(shí),他鼓勵自己:“前人沒(méi)給我們走出路,我們就自己蹚出一條路?!碑擰波段致冷接收機終于做成的時(shí)候,仲偉業(yè)覺(jué)得“一切都值了”。
走進(jìn)上海光機所,很有可能會(huì )遇到一個(gè)戴著(zhù)眼鏡的儒雅學(xué)者,他是中國科學(xué)院院士、物理學(xué)家徐至展,也是彭宇杰的偶像。彭宇杰曾在筆記本上寫(xiě)下“執著(zhù)、獻身、攀高峰”七個(gè)大字,這是徐至展院士對他們的教誨。
在彭宇杰的印象中,徐至展就是這七個(gè)字的化身。哪怕他領(lǐng)銜完成的成果,是當時(shí)國際同類(lèi)研究的最好結果之一,徐至展也沒(méi)有因此張揚,依然兢兢業(yè)業(yè)搞研究,70多歲的時(shí)候還在實(shí)驗室堅持看文獻。
“在他們身上,我們能學(xué)到科學(xué)家應該具有怎樣的品質(zhì),這讓我們更能沉下心來(lái),好好做研究?!迸碛罱苷f(shuō)。
如今,已經(jīng)為人師的鄧海嘯時(shí)常會(huì )和學(xué)生們講起老一輩科學(xué)家的故事。在他看來(lái),不管遇到的科學(xué)問(wèn)題再怎么變,背后的科學(xué)家精神不會(huì )變。
去年,鄧海嘯捧回了第十七屆中國青年科技獎,他說(shuō),軍功章的背后,不只他一個(gè)人,還有無(wú)數像他一樣堅持“創(chuàng )新、科學(xué)、奉獻”的上海光源人。
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