作為綜合性國家科學中心的承載區——北京懷柔科學城目前正在加速建設。先期布局的五大科學裝置穩步推進，部分裝置今年有望投入正式運行。下面就跟隨總臺記者的鏡頭一起去探訪一下這些大裝置。

在北京懷柔科學城，我國首臺高能同步輻射光源的建筑主體已經完成建設，其內部正在進行科學儀器的安裝和調試。

中國科學院高能物理研究所高能同步輻射光源工程總指揮 潘衛民：現在我們正在攻堅1.36公里的儲存環。這個儲存環要在今年7月份開始調束，年底爭取出光。

高能同步輻射光源是世界上亮度最高的第四代同步輻射光源之一。從空中看這個建筑就像一個放大鏡，特別的是，這個放大鏡可以發射比太陽亮1萬億倍的光。通俗講，亮度越高意味著看得更清楚，在這里可以更深層次地解析物質微觀結構和演化機制，提升我國國家發展戰略與前沿基礎科學技術領域的原始創新能力。

中國科學院高能物理研究所高能同步輻射光源工程總指揮 潘衛民：以前我們有這樣的同步輻射光源，但是看物質某些方面還不那么清楚，特別是深入的一些物質內部包括一些非常微觀的結構，還有整個變化的周期全過程，我們看不到，通過這個光源我們可以看到了，同時也可以看到物質演化整個周期，把這物質的性能提升，進而（可能）產生新的物質。

與此同時，多模態跨尺度生物醫學成像設施、子午工程二期等國家大科學裝置，都將努力在今年完成國家驗收并投入正式運行。國內外科學家的國際化公共服務中心——城市客廳的建設目前也已進入收尾階段，即將亮相。

集極低溫 強磁場 超高壓 超快光場于一體

人們對物理世界極限的探尋從未停止。如果說高能同步輻射光源項目是在追求地球上最亮的光，那與它相鄰的“中國科學院物理研究所綜合極端條件實驗裝置”追求的則是地球上最低的溫度、最高的壓力、最強的磁場和最快的光場，幫助我們進行前沿科學研究。

“綜合極端條件實驗裝置”是國家十二五重大科技基礎設施項目，集極低溫、強磁場、超高壓、超快光場等極端條件于一體。利用這些極端條件，可以開展材料合成、物性表征、量子調控、超快過程等物質科學的前沿研究。

中國科學院物理研究所副所長 研究員 程金光：我們這個裝置的建設的初衷就是要解決一些科學難題，像包括高溫超導的機理、室溫超導體以及新奇的量子現象等，這些非常前沿也非常難的一些科學問題。

“綜合極端條件實驗裝置”項目自2017年9月30日開工建設，是懷柔科學城第一個開工的國家重大科技基礎設施。目前已經進入試運行階段，并向國內外用戶開放申請，已經取得一批重要的科研成果。

中國科學院物理研究所副所長 研究員 程金光：我們一共征集到了國內外100多家單位700多個課題，目前已經有一些用戶陸續到我們實驗站上來開展合作研究，重要的科研成果包括分數量子反常霍爾效應、鎳基高溫超導體的發現以及去禁閉量子臨界點等等。

從生物分子到人體的全尺度都可“拍照”

在北京懷柔科學城中，我國首創的生物醫學領域的大科學工程——多模態跨尺度生物醫學成像設施已經投入試運行，目前設備陸續進場，整體布局日益完善，將可提供從生物分子到人體的全尺度多模態成像能力。

多模態跨尺度生物醫學成像設施是全球首個多模態、全尺度、全景式、一體化的生物醫學成像技術集群大型設施，也是由我國科學家首創的生物醫學成像領域的大科學工程。主要建設內容包括四大裝置，即多模態醫學成像裝置、多模態活體細胞成像裝置、多模態高分辨分子成像裝置、全尺度圖像數據整合裝置，提供從生物分子到人體的全尺度多模態成像能力。

多模態跨尺度生物醫學成像設施副總工程師 孫育杰：各種各樣的物理機制，比如說聲、光、電、磁、力、熱，這些都可以跟我們的物質產生作用，這個作用可以通過影像的方式展現出來，進而給出我們要研究對象的結構、過程、功能。多模態就是你用這種不同的物理原理得到的圖像。我們研究對象從人的米級一直到分子的納米級，跨越9個的空間尺度，上百臺套的設備，有超過三分之一是我們中國的科學家團隊來研制的。

多模態跨尺度生物醫學成像設施面向生物醫學的基礎科研和臨床研究需求，用于支撐腦科學、腫瘤、心血管疾病等生物醫學問題研究。

多模態跨尺度生物醫學成像設施副總工程師 孫育杰：我們生理的、病理的這些宏觀的表現，它都對應著精細的微觀的分子機制，所以我們必須要有能力看到細胞里的這些過程，才能去理解疾病是怎么發生的，進而去設計治療方案，發展新的藥物。

目前，多模態跨尺度生物醫學成像設施的二期建設內容，分子影像與醫學診療探針創新平臺正在加速推進，建成后將助力成像設施全功能運行和技術轉化，全景式研究和解析生物醫學重大科學問題。

打造“虛擬地球” 可研究全球氣候變化

作為國家先期在懷柔科學城布局的5大科學裝置之一——我國自主研發的首個地球系統數值模擬裝置已完成國家驗收，并正式對外開放使用，這一裝置將為全球氣候變化、環境保護等重大問題提供科技支撐。

地球系統數值模擬裝置，又稱“地球模擬實驗室”，是我國首個具有完全自主知識產權的地球系統數值模擬平臺。它通過集成大氣圈、水圈、冰凍圈、巖石圈和生物圈等多個地球系統圈層的數值模擬軟件，構建了一個綜合性的研究平臺。

地球系統數值模擬裝置地球系統模式運行部負責人 張賀：地球系統數值模擬裝置實際上是由軟件和硬件兩部分組成的。它的硬件是一個超級計算機，它的核心實際上是軟件，我們把它叫做地球系統模式。用通俗的話來理解，就是數學物理模型把我們這個軟件放到硬件上面去，從而可以模擬地球的過去，再現地球的現在，并且預測地球的未來。

地球系統數值模擬裝置不僅可以廣泛應用于氣候變化研究、環境監測與評估和自然災害預測等領域，在當下最為緊迫的氣候變化應對與碳中和領域中，該系統還能夠全方位關注全球生態和生物地球化學過程及其與氣候系統的相互作用，并在此基礎上建立起“生態—氣溫—二氧化碳濃度—碳排放量”的清晰關系，對溫室氣體核算、未來升溫預估提供有力的模擬支撐，助力碳達峰、碳中和愿景目標的實現。

相關熱詞搜索：

上一篇：湖南湘潭：“科技課堂”點燃孩子“科學夢”
下一篇：最后一頁