揭開科學(xué)重器的神秘面紗

說起北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)、大亞灣反應(yīng)堆、大視場(chǎng)巡天望遠(yuǎn)鏡、長短波授時(shí)系統(tǒng)和野生生物種質(zhì)資源庫，相信很多人都是只聞其名，不知其實(shí)。作為近年來中國投入巨資建起的一批大科學(xué)裝置，它們肩負(fù)著科技創(chuàng)新的重任，卻不為公眾所熟知。

浙江教育出版社出版的“中國大科學(xué)裝置出版工程”第一輯，用《種子方舟》《探索微世界》《北京時(shí)間》《探索宇宙“隱形人”》《巡天遙看一千河》5本書，圖文并茂地介紹了這5項(xiàng)大科學(xué)裝置的建設(shè)過程、工作原理和應(yīng)用成就，為人們揭開這些國家科學(xué)重器的神秘面紗。

1.走進(jìn)大科學(xué)裝置

在距離云南省昆明市中心10公里的北郊元寶山東南角，一座建筑依山而建。它占地約83畝，呈“品”字形。這就是中國西南野生生物種質(zhì)資源庫?！斗N子方舟》一書介紹的中國西南野生生物種質(zhì)資源庫之種子庫，就設(shè)置在這座建筑的左側(cè)。在書中，作者帶著讀者走進(jìn)了建筑，爬上了二樓，這是種子管理實(shí)驗(yàn)室，種子的處理工作就是從這里正式開始的。穿過種子管理實(shí)驗(yàn)室，拾級(jí)而上，讀者根據(jù)指引來到了三樓的種子生理學(xué)實(shí)驗(yàn)室，有關(guān)種子貯藏特性和壽命的研究等工作正在這里有條不紊地進(jìn)行著。沿階而下是位于一樓的種子清理室，野外采集回來的一袋袋果實(shí)、果序，甚至草木植株，就在這里變成了一粒粒干凈而飽滿的種子。

對(duì)公眾來說，種子庫中最為神秘的可能就是深埋于地下6米的冷庫和主干燥間了。主干燥間是最后一次干燥種子和分裝種子的地方。冷庫的墻壁則是由20厘米厚的環(huán)氧樹脂泡沫彩鋼板構(gòu)成，以達(dá)到良好的保溫和保濕效果。這里的溫度常年保持在-20℃±1℃，在此溫度下，種子的壽命能得到極大延長。

跟隨著作者的描述，讀者仿佛能置身于冰冷的山腹中，看到穿著厚重的羽絨服、戴著防凍手套的種子管理員正在工作，看到那些存活了3000多年的水稻和小麥種子。

這本書的作者杜燕，正是每天在這里工作的研究人員，她負(fù)責(zé)野生植物種子資源的保藏，也進(jìn)行種子形態(tài)學(xué)研究。對(duì)這里，她再熟悉不過。

與《種子方舟》一樣，“中國大科學(xué)裝置出版工程”系列叢書第一輯的另外4本圖書，也都是由身處這些大科學(xué)裝置中的研究人員編寫，他們希望將自己每天打交道的這些儀器設(shè)備與其中的科學(xué)知識(shí)分享給讀者。

科幻電影《2012》熱映至今已有7個(gè)年頭，影片中那些驚心動(dòng)魄的場(chǎng)景可能仍歷歷在目。盡管影片中的災(zāi)難沒有在2012年的現(xiàn)實(shí)世界上演，但“災(zāi)難制造者”中微子的名字已廣為人知。中微子究竟是什么？它有何特殊性質(zhì)？被諾貝爾獎(jiǎng)得主李政道譽(yù)為“物理學(xué)上具有重要基礎(chǔ)意義的一項(xiàng)重大成就”、堪稱中國有史以來最重要的物理學(xué)成果的大亞灣反應(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn)的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，能夠造福人類嗎？在中微子領(lǐng)域，我國科學(xué)家又有何規(guī)劃呢？

“近年來，‘中微子’‘中微子振蕩’這些詞頻頻出現(xiàn)，大亞灣反應(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn)引起了更多人的關(guān)注。盡管大亞灣實(shí)驗(yàn)站對(duì)社會(huì)開放，但還是有很多人沒有機(jī)會(huì)去親自看看這個(gè)隱藏在山體內(nèi)的龐然大物，心中總是存有遺憾或疑惑。這本書就是希望向讀者介紹，什么是中微子，什么是中微子振蕩，什么是大亞灣實(shí)驗(yàn)及其工作原理，它是如何設(shè)計(jì)、研制和建造出來的，它都取得了哪些重要成果?！睂?duì)于編寫《探索宇宙“隱形人”》一書的初衷，主編、中科院院士、中科高能所所長王貽芳如是說。

2.填補(bǔ)出版空白

這套叢書的編寫啟動(dòng)于2014年12月。“隨著時(shí)代的發(fā)展，科技對(duì)社會(huì)發(fā)展的支撐、帶動(dòng)作用越來越突出，社會(huì)公眾，特別是青少年越來越關(guān)心自己國家的科學(xué)發(fā)展水平，越來越關(guān)注最新科研成果，希望自己能了解更多的科學(xué)知識(shí)。然而，社會(huì)公眾甚至非常多的研究機(jī)構(gòu)對(duì)我國的大科學(xué)裝置并不了解，很多人甚至從未聽說過，這在一定程度上影響了大科學(xué)裝置的利用效率。在這樣的大背景下，立項(xiàng)‘中國大科學(xué)裝置出版工程’，幫助人們打開認(rèn)識(shí)‘國之重器’的這扇門是非常適時(shí)且必要的?！眳矔?xiàng)目組編輯莫曉虹介紹說。

這套叢書最初的受眾定位是青少年。所以，在出版社和參編科研人員反復(fù)策劃商議之后，決定創(chuàng)新編寫形式，在嚴(yán)格遵循科學(xué)性的前提下，統(tǒng)一使用通俗易懂的語言方式、豐富生動(dòng)的圖片，盡可能簡明地講述大科學(xué)裝置從緣起、建設(shè)、原理到價(jià)值、取得的成果等內(nèi)容。

“參編的各位作者都有著參與國家大科學(xué)裝置建設(shè)、運(yùn)行、科研任務(wù)的親身經(jīng)歷和感受，他們把這些寫在了書中。另外，中科院各所在建設(shè)大科學(xué)裝置的過程中，積累了大量的文字素材和圖片資料，對(duì)部分抽象、深?yuàn)W的科學(xué)知識(shí)還有相關(guān)視頻可以鏈接，這使得圖書內(nèi)容更加形象直觀。”莫曉虹說，“此次出版的‘中國大科學(xué)裝置出版工程’系列叢書是我國首次全面介紹國內(nèi)目前科技領(lǐng)域最前沿、最重大的大科學(xué)裝置的圖書，填補(bǔ)了大科學(xué)裝置圖書出版的空白?！?/p>

3.大科學(xué)裝置有何貢獻(xiàn)

對(duì)于大科學(xué)裝置，很多公眾不了解，甚至有所誤解，不知道斥巨資建設(shè)它們的意義。講述這些大科學(xué)裝置到底有什么用也是書中內(nèi)容的重要部分。

比如，對(duì)于中國第一個(gè)有代表性的大科學(xué)裝置——北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的作用，王貽芳就在書中介紹說：“北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)著眼于國際粒子物理研究的競(jìng)爭(zhēng)熱點(diǎn)之一——‘τ-粲能區(qū)’。它的‘神眼’是由多種類型的子探測(cè)器組成的北京譜儀，20多年來，北京譜儀實(shí)驗(yàn)組先后取得多項(xiàng)重大研究成果。北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)同步輻射光源對(duì)社會(huì)開放，成為我國凝聚態(tài)物理、材料科學(xué)、化學(xué)、生命科學(xué)、資源環(huán)境及微電子等交叉學(xué)科研究的重要基地。此外，它還在建造與運(yùn)行過程中，催生了一大批新技術(shù)、新工藝和新發(fā)明，被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、采礦業(yè)、制造業(yè)、衛(wèi)生、信息等領(lǐng)域，很多先進(jìn)技術(shù)已經(jīng)與人們的日常生活密不可分了?！?/p>

對(duì)于中國西南野生生物種質(zhì)資源庫之種子庫，杜燕也詳細(xì)介紹了其作用與意義?！八４媪舜罅康恼湎l危種、特有種和有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值、生態(tài)價(jià)值和科學(xué)研究價(jià)值物種的種子?！倍叛嗾f，“比如，全世界僅存29株野生植株的巧家五針?biāo)煞N子、消失百年后再度出現(xiàn)的彌勒苣苔種子、來自遼寧普蘭店1000年前的古蓮種子等。在保藏的同時(shí)，研究人員還對(duì)庫存種子開展了大量深入的研究工作?！?/p>

在杜燕看來，種子庫保存的眾多野生植物種子資源，將使我國在未來的國際生物產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地?！拔磥恚茖W(xué)家可以利用這些資源進(jìn)行新作物的篩選和現(xiàn)有作物的改良，并對(duì)已破壞的環(huán)境進(jìn)行恢復(fù)，幫助人類解決目前面臨的一系列糧食問題、能源問題、疾病問題、貧困問題和環(huán)境問題?；蛟S有一天，地球?qū)⒉辉龠m宜人類居住，人類不得不遷移到其他星球，這時(shí)種子將是人類重獲新生的希望?！?/p>

“科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步離不開基礎(chǔ)理論的發(fā)展，基礎(chǔ)理論的發(fā)展又依賴于科學(xué)家無數(shù)次的實(shí)驗(yàn)和不斷進(jìn)步的設(shè)備裝置和實(shí)驗(yàn)手段。大科學(xué)裝置為我國科技進(jìn)步、國防建設(shè)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出了戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性和前瞻性貢獻(xiàn)。希望這套叢書能增進(jìn)全社會(huì)對(duì)我國大科學(xué)裝置的認(rèn)識(shí)，普及相關(guān)的科學(xué)知識(shí)，提高國民總體的科學(xué)文化水平。同時(shí)也有助于展示國家科研成果和科技實(shí)力，有助于喚起青少年學(xué)生和社會(huì)大眾對(duì)相關(guān)學(xué)科的興趣。”莫曉虹說。

目前，我國已建成、運(yùn)行的大科學(xué)裝置共有13個(gè)，在建的有9個(gè)，將建的有1個(gè)?！拔覀兇蛩銓⒁呀ǔ刹⑷〉靡欢蒲谐晒拇罂茖W(xué)裝置分輯介紹給廣大讀者。目前，第二輯的5個(gè)項(xiàng)目，如托卡馬克（人造太陽）、子午線工程等已經(jīng)在創(chuàng)作當(dāng)中，預(yù)計(jì)2017年正式出版。第三輯的6個(gè)項(xiàng)目也正在策劃當(dāng)中?！蹦獣院缃榻B說。