从实验室走向“未来世界”

杭州国际零磁科学谷（效果图）

科技兴则民族兴，科技强则国家强。

当世界百年未有之大变局加速演进，科技革命与大国博弈相互交织，高技术领域成为国际竞争最前沿和主战场，深刻重塑全球秩序和发展格局。

这一背景下，如何回答习近平总书记“浙江要在以科技创新塑造发展新优势上走在前列”的重大课题？

作为国家战略科技力量建设的核心方阵，大科学装置成了其中一道“必答题”。2021年，杭州在“十四五”规划里首次系统提出建设大科学装置的目标。四年多时间过去，超重力实验大楼正式交付，极弱磁场国家重大科技基础设施建设持续推进。

今年1月，杭州市委在十三届八次全会报告中明确指出，杭州将谋定第三个大科学装置。

大科学装置有什么用？去年，习近平总书记在全国科技大会上的讲话就回答了这一问题：“科学研究向极宏观拓展、向极微观深入、向极端条件迈进、向极综合交叉发力，不断突破人类认知边界。”他还特地提到，牵头组织国际大科学计划，让中国作为全球创新重要一极的影响力持续提升。

近年来，浙江深度参与了由中国科学家发起的首个国际大科学计划“深时数字地球国际大科学计划”。

除了面向世界科技前沿、经济主战场和国家重大需求的科技项目，浙江还建成了以浙江省肿瘤医院的重离子中心为代表的一批面向人民生命健康的重大科学项目。

这些大科学装置、国际大科学计划和重大科学项目，不是神话中孙悟空的七十二变，却拥有改变现实的魔力，被人们誉之为“国之重器”。

它们的出现不仅为杭州争创综合性国家科学中心，成为全球创新策源地提供助力，还为浙江省因地制宜培育发展新质生产力、实现科技自立自强打下了基础，更为生活在这片土地上的人们打开了一扇扇通向未来的大门。

想了解这些改变未来的力量吗？这个夏天，来自四大“国之重器”的一批院士专家们，在繁忙的科研工作之余，将带领我们走近它们，讲述里面的科学原理，让我们共同感受科学的磅礴之力。

深时数字地球：

破解蓝色星球的深层密码

想象一下，如果我们有一台超级时光机，能回溯地球46亿年的漫长历史，看清每一次大陆漂移、每一场气候剧变——深时数字地球计划（DDE）正在将这个梦想变为现实。

这个由中国领航的国际大科学计划，正在重写人类对“家园”的认知。它通过全球科学家们的共同努力，利用人工智能、大数据和超级计算等现代技术手段，整合数十亿年的地球时空数据，构建了一个涵盖生命演化、地理变迁、气候变动与物质演化的宏大知识图谱。

作为首个由中国科学家主导发起并受国际学术界认可的大科学计划，DDE的核心任务之一是在虚拟空间中重新绘制地球的历史画卷，探索那些被岁月掩埋的秘密。

就像医生通过CT扫描看清人体内部，科学家们正通过这个超级数字模型，更好地了解我们脚下这颗蓝色星球。

极弱磁场探测：

捕捉宇宙最微妙的信号

人和人相处讲究气场和磁场，这个磁场能被测量吗？在杭州国际零磁科学谷，极弱磁场国家重大科技基础设施就是用来捕捉宇宙最微妙的信号的。了解这种微弱的磁场，有助于人类对万事万物进行更精准的测量，重新了解这个世界。

由此可能带来三个变革，一是产生新的科学发现，比如在神经信号测量与脑科学研究领域，实现“精准测量”，前沿物理学EDM（电偶极矩）等重大命题验证；二是攻克重大心脑疾病发病机理，用超高分辨率极弱磁成像技术，实现“高清成像”；再者是实现高端医疗装置“中国制造”，极弱磁成像代替功能核磁，推动高端医疗装备跨代发展。

杭州国际零磁科学谷的目标是，10年内建成世界唯一、性能最高、空间最大的“零磁”空间。

超重力探险：

实验室里的“一眼万年”

位于余杭的杭州超重力离心模拟与实验装置正在创造人类实验室中最强的“人造超重力场”。

在这里，科学家们通过高速旋转的离心机创造出超越常规重力数倍乃至数千倍的环境，实现对自然现象的“缩尺”和“缩时”。简单来说，就是一眼千年和一步万里。

最生动的例子莫过于泥水分离实验：一杯浑浊泥水自然沉淀需一整天，在离心机里旋转一分钟就清澈见底。这不仅极大地提高了科研效率，也为解决诸如抗震设计、深海资源开发及环境保护等实际问题提供了新的思路和技术手段。

随着项目的推进，杭州正逐渐成为全球超重力研究的中心。

重离子治疗：

肿瘤的“毫米级狙击手”

在浙江省肿瘤医院的重离子医学中心，一场与癌细胞的精准战役每天都在上演：接近光速70%的碳离子束，像长了眼睛的“智能导弹”，2分钟内就能精准摧毁肿瘤细胞DNA，而周围健康组织毫发无损。

奥秘在于神奇的“布拉格峰效应”：碳离子束穿越人体时悄无声息，唯在肿瘤深处突然释放全部能量，随后能量归零。配合亚毫米级动态追踪技术，即使肿瘤随呼吸移动，束流也能实时锁定目标，误差不超过2毫米——相当于在奔跑中击中百米外的一枚硬币。

重离子治疗在临床应用中显示出了比传统放疗更大的优势，尤其适用于难以手术切除或对传统放射治疗反应不佳的恶性肿瘤。目前，浙江省肿瘤医院已成功开展了多项重离子治疗案例，并取得了显著疗效。

四位院士带你走近“国之重器”

每一件大国重器背后，都有一群为之奋斗一生的“国士”们。这个夏天，在四大“国之重器”的鼎力支持和全面参与下，浙江省科协联合都市快报等有关新闻媒体，推出 “走近‘国之重器’”系列专题科普活动。从7月底至8月，四场精彩纷呈的科学“盛宴”将陆续登场，带你穿越时空、深入微观、挑战极限、守护生命。

这四位国士包括“极弱磁场国家重大科技基础设施”项目首席科学家房建成院士、“超重力离心模拟与实验装置”项目首席科学家陈云敏院士、“深时数字地球”国际大科学计划发起人之一周成虎院士、浙江省肿瘤医院院长谭蔚泓院士。

另外，还有一批项目背后的科学家们也会在活动中与大家见面，共话科学。

因为有这些国之重器和国士们的存在，未来不再是空洞的想象，科技也不是冰冷的技术。

具体活动信息请持续关注都市快报官方微信公众号，或登录橙柿互动App“科普”频道。

名词解释

大科学装置

国家重大科技基础设施，也就是大科学装置，被称为基础科技创新的国之利器。

作为一个国家科研基础设施水平和装备制造能力的集中体现，大科学装置是支撑基础科学前沿研究和多学科交叉前沿研究的公共平台，其建设和运行水平标志着一个国家核心、原始创新能力的高低。大科学装置已经成为现代科学技术诸多领域取得突破的必要条件，为促进经济社会全面、协调、可持续发展和国家安全提供必不可少的科技基础设施，是建立具有强大国际竞争力的国家大型科研基地的重要条件，并成为众多高新技术的源泉和高新技术产业的摇篮。

国际大科学计划

国际大科学计划（工程）是开拓知识前沿、探索未知世界和解决世界性重大科学难题的重要途径。在首届“一带一路”科技交流大会上，中国提出《国际科技合作倡议》，践行开放、公平、公正、非歧视理念，推动中国科学界为解决世界性重大科学难题贡献智慧和力量，提供服务全球的科技公共产品。

中国深度参与了国际热核聚变实验堆（ITER）、平方公里阵列射电望远镜（SKA）等国际大科学计划，支持科学界发起了“深时数字地球（DDE）”“海洋负排放（ONCE）”“人体蛋白质组导航（π-HuB）”“国际子午圈（IMCP）”等国际大科学计划。