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光明日報:科技強國 科普惠民

發布日期:2019-05-24 來源:光明日報
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北京主場活動現場照片。(袁于飛 李宇佳攝)

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北京主場活動現場照片。(袁于飛 李宇佳攝)

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北京主場活動現場照片。(袁于飛 李宇佳攝)

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北京主場活動現場照片。(袁于飛 李宇佳攝)

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北京主場活動現場照片。(袁于飛 李宇佳攝)

2019年全國科技周于5月19日至5月26日在全國舉辦。今年的主題是“科技強國 科普惠民”。在科技活動周期間,除了2019年全國科技活動周暨北京科技周主場的科普博覽活動外,還有3500余個科研機構、大學、國家重點實驗室在科技活動周期間向公眾開放。一批貫穿全年的重大科普示范活動也陸續展開,包括科學之夜等15項重點活動。廣大人民群眾不僅近距離地了解“大國重器”,為祖國的發展和變化感到自豪,也感受未來智能時代的場景;還能體驗城市精細化管理、垃圾分類智能回收等最新成果,參與到冰壺、高山滑雪等冬奧會項目中。本期特選擇北京主場的科普博覽,科學家的科普報告、科學之夜等代表性的主要活動,與讀者共享這場全民的科學“盛宴”。

陳延偉(中國科學院高能物理研究所副所長、中國散裂中子源工程辦主任)

中國散裂中子源,名副其實的“國之重器”

中國散裂中子源是目前我國家單項投資規模最大的科學工程,是名副其實的“國之重器”,是中國散裂中子源團隊老中青三代科學家“十年筑夢”奮斗出來的。

中國散裂中子源能為科學家探索前沿科學問題提供重要支持,因為探究物質和材料的微觀結構需要借助一系列觀測手段。我們常常把中國散裂中子源比作超級顯微鏡,將它源源不斷產生的中子用于探測,從而揭開肉眼看不到的物質世界的神秘面紗。

在攻克產業核心技術、解決“卡脖子”問題方面,它也帶來了超乎尋常的挑戰與機遇:盡管有些關鍵技術掌握在國外大公司中,我國科學家通過自主創新與集成創新,使設備的國產化率達到了90%以上,綜合性能也進入國際先進行列。

經過數年奮斗與攻關,科學家們終于圓滿完成了國家任務。中國散裂中子源的建成,使得我們成為繼英國、美國、日本后第四個擁有脈沖式散裂中子源的國家,縮短了我們國家在脈沖散裂中子源上與國外很多年的差距,填補了空白。未來,它將著力加強國內外開放共享,不斷完善和改進裝置性能,為我國產生高水平的科研成果提供有力支撐。

孫雪豐(中國鐵建重工集團掘進機事業部土壓盾構研究所副所長)

中國盾構:從零起步,躋身世界之強的“鋼鐵穿山甲”

到20世紀九十年代,盾構機已經經歷了近百年的發展——但中國還沒有此類設備,要修鐵路隧道,只能從發達國家進口。然而,對國外設備的依賴也帶來許多問題,國外的設備報價很高,而且不能完全滿足我國的需求,而且,國外設備的問題還包括生產周期長、售后和維修都很難。所以,中國開始自主設計、研發和制造國產的盾構機。

經過十多年探索與開發,中國盾構機越來越高效和人性化,逐漸走到世界前列。由此,也開始大規模開拓國際市場。在莫斯科地鐵建設項目中,盡管面臨著環境與施工的嚴苛挑戰,我們還是圓滿完成了任務,打贏了進入歐洲市場的“第一戰”。

如今,國產盾構機已經廣泛應用到許多工程中。地鐵高鐵公路隧道,還有引水隧道,甚至一些國防工程都可以用到國產盾構設備,國外的設備很難再像以前那樣輕松進入中國市場。

未來盾構機還將向未知地層掘進,盾構機在硬巖隧道中開挖出的同心圓比任何花朵都漂亮。因此,即使研發充滿挑戰,我也樂在其中。

管全梅(中車唐山機車車輛有限公司產品研發中心高級工程師)

中國動車:打造一張中國企業走出去的“國家名片”

動車組的運行給人們的生活帶來極大便利,甚至使許多“不可思議”的經歷成為可能:早上在西安吃羊肉泡饃,中午在成都看熊貓,晚上在重慶吃火鍋……動車組縮短了城市與城市之間的距離,也拉近了人與人之間的距離。

車體相當于房子的框架,或者人體的骨骼,要承載整個車上所有其他的部件。好的車體,需要滿足哪些條件?車體結構設計師主要考慮的因素包括:強度、剛度、模態、氣密性和輕量化。其中,強度與乘客的安全有關;剛度決定車體結構穩定程度;氣密性能提升乘客的舒適度;輕量化則與降低成本、節能減排息息相關。

我是動車結構設計師,可能有一點職業病,乘動車的時候,尤其是新款的車型,就要下車看看車的結構跟我們設計的有什么不一樣,看看有沒有可以取長補短的地方。

作為設計師,每次我在設計圖紙上簽字的時候,都感到神圣和驕傲,但更多的是一份責任——因為要保證設計的圖紙是對的,不能發生問題,尤其是安全性的問題。

中國高鐵現在遠銷世界20多個國家,成為中國企業走出去的一張“國家名片”,我為祖國今天的強大和我的工作感到驕傲。

鐘武律(中核集團核工業西南物理研究院特聘研究員)

中國“人造太陽”:點亮未來的能源夢想

太陽之所以能夠持續發光發熱,是因為它在時刻發生著核聚變反應,而利用核聚變這個原理,在地球上來建這么一個能夠可控輸出能量的這么一個裝置,大家就形象地稱之為“人造太陽”裝置。

“人造太陽”裝置中的等離子體的溫度可以達到1億度以上,比太陽的溫度要高到上10倍。目前任何已知的材料都無法抵擋那么高的溫度。不過,聰明的科學家利用強磁場的方式,把高溫的等離子體和材料給隔離開來,把它懸浮起來。這樣的話高溫等離子體在磁場的約束下面,可以實現一個聚變反應。這樣的裝置被稱為“托卡馬克裝置”。

在四川成都,中國核工業西南物理研究院有一個團隊在進行受控核聚變研究,就是要在地球上建造一臺裝置,可以通過核聚變反應持續穩定地輸出能量,解決未來能源問題,從而造福人類。

要實現聚變反應,在地球上最容易的方式是聚合氫的同位素氘和氚,公式非常簡單,但真正實現起來異常困難。我上完研究生基礎課回所里報到的第一天,就被控制大廳屏幕上形態各異的一大堆曲線給鎮住了。大道至簡的背后,是對每一項技術逼近極限的挑戰,需要團隊齊心協力攻克每一項科學和技術問題。

經過多年攻關,中國在“國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃”中執行進度和完成情況都走在了七方前列,科學研究方面也取得了一系列國際先進的科研成果。過去,我們邀請國外頂級科學家請不來;現在,他們主動聯系我們,組團來。這樣的變化,靠的是實力。

在國際聚變舞臺上,中國有了越來越多的底氣,甚至可以說,已經擁有了話語權,期盼能有更多新生力量加入中國聚變隊伍,用智慧點燃“能源夢想”。

姜鵬(FAST總工程師,國家天文臺研究員):

中國天眼:傾聽宇宙的聲音

中國天眼(FAST),是人類傾聽宇宙聲音、觀測宇宙奧秘、尋找宇宙生命的一扇大門,歷時22年建成,是由中國科學院國家天文臺主導建設,具有我國自主知識產權、世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠鏡。也有人戲稱這是“山里的一口大鍋”,如果裝滿礦泉水,全世界70億人,每人都能喝上4瓶。

這是世界上最大的單口徑射電望遠鏡,也是中國建造的望遠鏡第一次在靈敏度的指標上首次占據了世界最高點。

更大的望遠鏡口徑和更高的靈敏度,意味著可以看到宇宙更遼遠的圖景,探測更深處的宇宙秘密。如很多大科學裝置一樣,FAST的建成并不容易。

中國在制造方面,有很多方面是其他國家不太容易比擬的。“有中國人的智慧在這里面,也有中國人的勤勞在里面。經常有外國友人來看了一圈,說,只有中國能做得了FAST。

(此文是由中國科協科普部主辦的“我是科學家”演講第十一期,5月19日在全國科技周主場活動現場——中國人民革命軍事博物館軍事博物館舉辦,袁于飛 李宇佳 黃文禎整理)

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