助建科技创新高地的大国重器（开卷知新）

　　当前，新一轮科技革命浪潮奔涌，充满机遇和挑战。“工欲善其事，必先利其器”。被称为“大科学装置”的国家重大科技基础设施，正是推动重大科技创新的利器。“中国天眼”、中国散裂中子源、东方超环、上海光源等设施，已然成为人们熟知的科技“明星”、国之重器。

　　国家重大科技基础设施起源于上世纪40年代，虽然历史不长，却为人类科技创新做出突出贡献。我国国家重大科技基础设施萌芽于“两弹一星”时期，改革开放后，北京正负电子对撞机作为重要里程碑，标志着国家重大科技基础设施进入成长期。上世纪90年代以后，在科教兴国战略指导下，有关部门立项支持了一批设施的启动建设。党的十八大以来，在相关规划指导下，国家重大科技基础设施在范围、数量和质量上实现新的跃升，迎来快速发展时期。

　　创造极限研究条件，让科学探索和科技创新走得更远

　　国家重大科技基础设施，是指为提升探索未知世界、发现自然规律、实现科技变革的能力，由国家统筹布局，依托高水平创新主体建设，面向社会开放共享的大型复杂科学研究装置或系统，是为高水平研究活动提供长期运行服务、具有较大国际影响力的国家公共设施。为什么要有国家重大科技基础设施？这要回到科学探索的规律上来，国家重大科技基础设施就像开启未知领域的钥匙，可以创造更高能量、更大密度、更高强度等极限研究条件，帮助科研人员完成相关实验，获得新发现。比如望远镜虽比较常见，但为揭示宇宙深处的奥秘，望远镜越做越大、越做越复杂，举全国之力统筹布局的大型望远镜成为国家重大科技基础设施。为探索微观世界规律，人们发明了粒子加速器，它基于同步辐射光源、散裂中子源，成为洞察复杂微观世界的超级显微镜，也是国家重大科技基础设施。

　　按照用途，国家重大科技基础设施分为三类：专用设施、公用设施和公益设施。

　　专用设施为实现特定学科领域重大科技目标而建，瞄准国际前沿，用途明确具体，用户群体固定。依托专用设施，科研工作者可以在前沿方向上实现突破。比如中微子实验站。中微子是连接微观世界与宏观宇宙的奇妙粒子，在自然界极难被捕捉到。其基本参数的变化会影响整个物质世界大厦的构成，中微子混合角θ13就是这样一个参数。已经完成使命的大亚湾中微子实验站位于山洞内，实验大厅利用岩石屏蔽宇宙线本底对实验结果的干扰，中微子探测器静静“坐”在深蓝色的超纯水水池中，睁大“眼睛”紧紧盯着来自核反应堆的中微子。2012年，大亚湾中微子实验站发现第三种中微子振荡模式，并精确测量到正比于θ13角正弦平方的振荡概率。这是中微子物理的里程碑式发现，入选《科学》杂志2012年度十大科学突破。位于广东江门的下一代中微子实验站正在建造，它将利用两万吨重的液体闪烁探测器，精确测量反应堆中微子的能谱，以推断中微子的质量顺序，这是国际科技竞争的热点。类似的专用设施，还有研究磁约束下高温聚变等离子体的东方超环、在射电波段研究天体结构与宇宙起源和演化的“中国天眼”、研究高能宇宙线起源及相关宇宙演化的高海拔宇宙线观测站等等。

　　公用设施支撑众多领域科学研究。公用设施为不特定领域的大量用户提供实验平台和测试手段，满足用户需求，服务全面完整。中国散裂中子源、上海光源、强磁场实验装置等都属于公用设施。位于广东东莞的中国散裂中子源，有力推动我国材料科学、能源科学领域取得进展。中子不带电，穿透能力强，是给金属材料做“胸透”的理想工具，了解发动机叶片材料，就需要这样的工具。利用这一设施，科研人员可以给不同生产工艺的各种发动机叶片做“胸透”，并模拟不同服役条件，获得其内部应力数据，为国产叶片的材料设计与制造工艺提供重要依据。上海光源则属于中能同步辐射光源，它的建成标志我国进入了世界先进同步辐射光源“俱乐部”。依托上海光源，我国在物理学、化学、生命科学、材料科学甚至考古学等众多领域取得一系列成果：成功发现凝聚态物质中的“幽灵粒子”——外尔费米子、解析出人源葡萄糖转运蛋白GLUT1的三维晶体结构、助力抗癌新药研发……作为设施后续，上海光源线站工程即将完工，上海张江的硬X射线自由电子激光装置、北京怀柔的高能同步辐射光源正在建设。