科創(chuàng)力：“大科學(xué)裝置”之都

戴聞名

我國新一代“人造太陽”（HL-2M）裝置（ 核工業(yè)西南物理研究院供圖）

成都市西南郊區(qū)，有一處外表不起眼、建筑略顯陳舊的小院。就是這小院，在國際核聚變界赫赫有名，承擔(dān)著一項(xiàng)國家大科學(xué)使命——“托起明天的太陽”。

中國核工業(yè)集團(tuán)有限公司核工業(yè)西南物理研究院（以下簡稱“西物院”）設(shè)計(jì)建造的中國新一代“人造太陽”（HL-2M）裝置，是中國目前規(guī)模最大、參數(shù)最高的新一代“人造太陽”實(shí)驗(yàn)研究裝置。

2022年10月19日，新一代“人造太陽”取得突破性進(jìn)展——等離子體電流突破100萬安培（1兆安），標(biāo)志著中國核聚變研發(fā)距離“聚變點(diǎn)火”邁進(jìn)了重要一步，躋身國際第一方陣。

“人造太陽”如實(shí)現(xiàn)商用化、小型化，就能為人類提供低碳、安全、永不枯竭的受控核聚變能源，將是一件顛覆性創(chuàng)造。

距離西物院不遠(yuǎn)的青羊區(qū)，是著名的航空工業(yè)成都飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司（以下簡稱“成飛”）所在地，也是中國研制、生產(chǎn)殲擊機(jī)的重要基地。軍迷們耳熟能詳?shù)臈n龍、殲10、殲20都是從這里一飛沖天的。

成都“智造”對(duì)支撐起全世界最大的“人造太陽”起到了不可或缺的作用。

再往南，天府新區(qū)興隆湖畔，矗立著一座醒目的大型藍(lán)色立方體建筑。它是被成都人昵稱為“硅立方”的超算中心，也是中國西部第一家建成投運(yùn)的成都超算中心，被稱為“西部最強(qiáng)大腦”。

擁有“人造太陽”、超算中心等大科學(xué)裝置和“國之重器”的成都，正在加速崛起為一座“大科學(xué)裝置”之都。

成都市科技局副局長陳旭告訴《瞭望東方周刊》，做強(qiáng)“實(shí)驗(yàn)室”、布局“大裝置”、集聚“國家隊(duì)”，開展原創(chuàng)性引領(lǐng)性科技攻關(guān)，尤其是突破先進(jìn)核能、航空航天等“國之重器”的關(guān)鍵核心技術(shù)，是跨越“2萬億”之后成都將堅(jiān)定扛起的科創(chuàng)使命。

從夸父逐日到后羿射日，中國人自古就有“太陽情結(jié)”。從20世紀(jì)中葉開始，科學(xué)家開始設(shè)想：能否在地球上建造一座像太陽一樣的核聚變反應(yīng)堆，產(chǎn)生出無窮無盡的能量，從而一勞永逸地解決人類的能源困境？

所謂“人造太陽”，就是模擬太陽發(fā)光發(fā)熱的原理，在地球上建造一座可控核聚變裝置。西物院聚變科學(xué)所106室主任李波告訴《瞭望東方周刊》，“人造太陽”與科幻電影《流浪地球2》里的“行星發(fā)動(dòng)機(jī)”運(yùn)用的是同一個(gè)原理——核聚變。

與傳統(tǒng)能源相比，核聚變能源更加環(huán)境友好、能量密度更高。核聚變?nèi)剂?氘廣泛分布在海水中，海水提氘的技術(shù)成熟且成本低廉。

“聚變堆一旦能夠發(fā)電并實(shí)現(xiàn)商用，化石能源的消耗也會(huì)大大減少，而且沒有碳排放。我們研發(fā)‘人造太陽’，說到底就是發(fā)展清潔能源?！崩畈ㄕf。

“人造太陽”一旦實(shí)現(xiàn)商用化、小型化，就可被放置到各種場景之中——太空中、衛(wèi)星上、電動(dòng)車上、建筑墻面上，成為低成本的能源來源，人類生活方式的可能性和科學(xué)研究的邊界都會(huì)因此無限擴(kuò)展。

目前，包括中國新一代“人造太陽”在內(nèi)，世界主要核聚變參與國都是通過設(shè)計(jì)建造托卡馬克（Tokamak，利用磁約束來實(shí)現(xiàn)受控核聚變的環(huán)形容器）裝置，試圖解決核聚變能發(fā)電的可行性問題，實(shí)現(xiàn)“從零到一”的突破。

西物院于1965年創(chuàng)建，成功研制出的中國環(huán)流器一號(hào)（HL-1）裝置，是中國可控核聚變能源發(fā)展的里程碑。如今的“人造太陽”研發(fā)團(tuán)隊(duì)是一支平均年齡僅33歲的年輕科學(xué)家團(tuán)隊(duì)。2022年，這批年輕人克服了高溫限電等重重困難，最終“沖刺”成功。

“人造太陽”也是一項(xiàng)國際大科學(xué)工程。

1985年，美、蘇、歐、日共同倡議“國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆”（ITER）計(jì)劃，2001年完成ITER的研究設(shè)計(jì)工作，建設(shè)場址定在法國卡達(dá)拉舍。ITER在拉丁語中意為“路”，寓意未來能源發(fā)展之路。

2006年，中國、歐盟、美國、韓國、日本、俄羅斯和印度7方代表在巴黎簽署協(xié)定，正式啟動(dòng)實(shí)施ITER計(jì)劃，共同建造全世界最大的“人造太陽”。

西物院是中國參與ITER計(jì)劃的主要承擔(dān)單位之一，在此過程中，他們掌握了核心技術(shù)，對(duì)支撐起全世界最大的“人造太陽”起到了不可或缺的作用。

2022年11月22日，西物院完成了“ITER增強(qiáng)熱負(fù)荷第一壁”（以下簡稱“第一壁”）的首件制造，核心指標(biāo)顯著優(yōu)于設(shè)計(jì)要求，具備了批量制造條件。

“第一壁”相當(dāng)于“防火墻”，直接面對(duì)芯部1億攝氏度高溫等離子體，熱負(fù)荷高達(dá)4.7兆瓦/平方米，幾乎可以瞬間將1000克鋼鐵熔化，是ITER最關(guān)鍵的堆芯部件，也是涉及聚變堆建設(shè)的核心技術(shù)。

西物院經(jīng)過多年技術(shù)攻關(guān)，成功把“第一壁”的熱負(fù)荷有效提升，并且在國際上率先通過試驗(yàn)認(rèn)證、完成首件制造，實(shí)現(xiàn)了中國核聚變研究從“跟跑”到“領(lǐng)跑”的質(zhì)變。

成都“智造”的這些“獨(dú)門絕技”，對(duì)于中國“人造太陽”工程至關(guān)重要。

在中國航空工業(yè)的版圖上，成都同樣舉足輕重。

初創(chuàng)于1958年的航空工業(yè)成飛，60多年來研制生產(chǎn)了殲5、殲7、梟龍、殲10、殲20等多個(gè)型號(hào)的軍用飛機(jī)，并參與了國產(chǎn)大客機(jī)C919、支線客機(jī)CRJ21、兩棲飛機(jī)AG600的研制生產(chǎn)。

成都超算中心（白樺/ 攝）

在成都青羊黃田壩，最為軍迷津津樂道的，則是這里生產(chǎn)了具有我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的戰(zhàn)斗機(jī)——?dú)?0。

黃天壩航空主題教育基地里，有一尊8個(gè)“1”造型的 “一飛沖天”雕塑，紀(jì)念2011年1月11日下午1時(shí)11分殲20成功首飛這個(gè)歷史性的時(shí)刻。8個(gè)“1”同時(shí)也暗合“八一”，以明航空人不忘初心、航空?qǐng)?bào)國之志。

據(jù)了解，當(dāng)中國的第三代戰(zhàn)斗機(jī)研制尚處在攻堅(jiān)之時(shí)，航空工業(yè)就在“生產(chǎn)一代、研制一代、預(yù)研一代、探索一代”方針指導(dǎo)下，思考研究如何發(fā)展中國的第四代戰(zhàn)斗機(jī)。

而首飛成功僅僅是萬里長征走完了第一步——作為“大國重器”，如何增強(qiáng)作戰(zhàn)效能、打造一代名機(jī)，是航空人再攀高峰的首要目標(biāo)。

分析再分析，創(chuàng)新再創(chuàng)新，論證再論證，迭代再迭代，航空人最終拿出了一套科學(xué)、系統(tǒng)、針對(duì)性強(qiáng)的符合現(xiàn)代作戰(zhàn)需求的科學(xué)方案。

2016年11月1日上午10時(shí)20分，在第11屆中國國際航空航天博覽會(huì)上，2架殲20飛機(jī)編隊(duì)飛過珠海金灣機(jī)場。短短一分鐘的亮相，宣告了中國航空工業(yè)一個(gè)新時(shí)代的來臨。

2017年9月28日，中國國防部發(fā)言人向外界宣布，殲20已經(jīng)列裝部隊(duì)。殲-20入役，體現(xiàn)了中國航空工業(yè)和空軍現(xiàn)代化建設(shè)的跨越式發(fā)展，是中國航空工業(yè)自主創(chuàng)新的重要成就。

承擔(dān)了“國之重器”重任的成都，還要把科技優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢。

2022年10月28日，成飛發(fā)布了“五大創(chuàng)新行動(dòng)方案”，著力推進(jìn)創(chuàng)新體系建設(shè)，以科技創(chuàng)新賦能高質(zhì)量發(fā)展，聚力打造原創(chuàng)技術(shù)策源地和多元化創(chuàng)新體系。

創(chuàng)新發(fā)展的成果之一，是成飛與屬地政府青羊區(qū)合作，全新打造的青羊航空新城。

這里不僅有航空工業(yè)成飛、航空工業(yè)成都飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所、中航成飛民用飛機(jī)有限責(zé)任公司等世界級(jí)和國家級(jí)的龍頭“鏈主”單位，還云集了中國商飛上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院（成都）機(jī)頭設(shè)計(jì)中心、成都流體動(dòng)力創(chuàng)新中心等航空產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新服務(wù)平臺(tái)。

青羊航空新城（青羊區(qū)委宣傳部供圖）

大大小小的航空產(chǎn)業(yè)鏈上下游配套企業(yè)，也在不斷向這里匯聚。

《成都市航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2020―2025年）》中提出了航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展“一核、一極、多點(diǎn)”的總體布局結(jié)構(gòu)。這其中的“一核”，正是指青羊航空新城。

2023年初，“聊天機(jī)器人”ChatGPT引爆全球話題，它不僅可以連續(xù)對(duì)話，還可以書寫長篇故事，上線2個(gè)月用戶破億，成為全球用戶增長速度最快的消費(fèi)級(jí)應(yīng)用程序之一。

ChatGPT的驚艷表現(xiàn)，得益于背后強(qiáng)大算力和新穎算法的支撐。超算力，將是未來城市和國家的核心競爭力之一。

這個(gè)大科學(xué)賽道，成都也已在我國西部率先布局。

作為西部第一家建成投運(yùn)的超算中心，成都超算中心也被稱為“西部最強(qiáng)大腦”。

建成3年來，成都超算中心已經(jīng)和900多個(gè)用戶建立了合作，在宇宙演化模擬、氣象預(yù)報(bào)、航空航天、抗震分析、生命健康等科研領(lǐng)域發(fā)揮了作用。

更重要的是，超算中心相當(dāng)于“科學(xué)家手中的算盤”——有了它，科學(xué)家和科創(chuàng)企業(yè)就會(huì)隨之而來，尤其會(huì)吸引人工智能、大數(shù)據(jù)分析、大數(shù)據(jù)處理相關(guān)產(chǎn)業(yè)的聚集。

2021年，工業(yè)和信息化部印發(fā)通知，支持創(chuàng)建北京、天津（濱海新區(qū)）、杭州、廣州、成都國家人工智能創(chuàng)新應(yīng)用先導(dǎo)區(qū)。其中，成都國家人工智能創(chuàng)新應(yīng)用先導(dǎo)區(qū)為西部首個(gè)。

四川省人工智能學(xué)會(huì)理事長章毅指出，成都超算中心將是成都創(chuàng)建國家人工智能創(chuàng)新應(yīng)用先導(dǎo)區(qū)的重要支撐，“具有其他地區(qū)難以替代的獨(dú)特優(yōu)勢”。

作為西部（成都）科學(xué)城的重大科學(xué)裝置，成都超算中心還將服務(wù)于成渝乃至整個(gè)西部的算力需求，為成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈建設(shè)增添“超算動(dòng)力”。

目前，成都僅在西部（成都）科學(xué)城布局的大科學(xué)裝置就有6個(gè)，其中2個(gè)納入國家“十四五”重大科技基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃，其他4個(gè)為省級(jí)重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，包括引領(lǐng)未來先進(jìn)核能科技的電磁驅(qū)動(dòng)聚變大科學(xué)裝置、為開展超高速真空管道軌道交通基礎(chǔ)科學(xué)問題提供試驗(yàn)環(huán)境的多態(tài)耦合軌道交通動(dòng)模試驗(yàn)平臺(tái)、解決飛行器等重大工程研制關(guān)鍵問題的磁浮飛行風(fēng)洞等。

成都的“科創(chuàng)力”正在迅速攀升。

2022年，成都還新增了9個(gè)國家級(jí)科技創(chuàng)新平臺(tái)。電磁驅(qū)動(dòng)聚變裝置等2個(gè)大科學(xué)裝置完成選址，正推進(jìn)主體和配套項(xiàng)目可研報(bào)告報(bào)審。國家高端航空裝備技術(shù)創(chuàng)新中心獲批建設(shè)，未來軌道交通未來產(chǎn)業(yè)科技園獲批試點(diǎn)。國家精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心載體基本建成，生物靶向藥物國家工程研究中心正加快搭建關(guān)鍵共性技術(shù)平臺(tái)。

“天府系”高水平實(shí)驗(yàn)室也在布局之中。

天府興隆湖實(shí)驗(yàn)室在全球范圍內(nèi)聚集優(yōu)秀科學(xué)家和青年學(xué)者150余人，承接多項(xiàng)國家任務(wù)。天府絳溪實(shí)驗(yàn)室正抓緊推動(dòng)量子互聯(lián)網(wǎng)等3個(gè)前沿研究中心團(tuán)隊(duì)落地。天府錦城實(shí)驗(yàn)室未來醫(yī)學(xué)城、前沿醫(yī)學(xué)中心載體建設(shè)、設(shè)備采購正有序推進(jìn)。

手握多個(gè)重磅大科學(xué)裝置的成都，為提升國家戰(zhàn)略科技力量、搶占未來科技競爭制高點(diǎn)做出了“成都貢獻(xiàn)”，也為加速建設(shè)“具有全國影響力的科技創(chuàng)新中心”提供了硬核支撐。

2022年5月5日 西部（成都）科學(xué)城

2023年2月，成都以88.8的綜合得分，位列全國“科創(chuàng)中國”試點(diǎn)城市第二位，為副省級(jí)城市之首，并在“科技創(chuàng)新結(jié)合地方實(shí)際”和“制度創(chuàng)新”兩個(gè)單項(xiàng)中位列全國第一。

世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織發(fā)布的《2022年全球創(chuàng)新指數(shù)》表明，成都在全球“最佳科技集群”排名中，從2021年的39位上升到29位，排名上升10位。

2022年，成都還出現(xiàn)了高新技術(shù)企業(yè)“井噴”的現(xiàn)象。

全市國家高新技術(shù)企業(yè)總數(shù)突破1.14萬家，同比增長近44%；科創(chuàng)板上市企業(yè)總數(shù)達(dá)16家，數(shù)量位居中西部第一；新增“獨(dú)角獸”企業(yè)4家，總數(shù)至9家。

成都對(duì)于青年人才的吸引力也在不斷上升。近3年，成都累計(jì)吸引新落戶青年人才33.1萬人，其中30歲以下約占75.1%，本科及以上學(xué)歷青年人才約占73.4%，研究生學(xué)歷人才約占15.7%。

更加值得期待的是，在黨中央、國務(wù)院關(guān)于成渝地區(qū)建設(shè)成為“具有全國影響力的科技創(chuàng)新中心”的決策部署之下，“大科學(xué)裝置”之都成都，未來還將與重慶一道以成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈“合縱連橫”，崛起成長為中國科技創(chuàng)新“第四極”。

（特約撰稿劉依林、劉飛對(duì)本文亦有貢獻(xiàn)）