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| 从中科院看我国基础科学研究新特点——自主创新 | ||||||||||
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| 2007年中科院在基础科学领域又获丰收。参与探月工程、推进大科学工程建设等一系列成果不仅表明中科院在我国基础科学领域占有重要地位，而且也从一个侧面反映出我国基础科学研究的现状和趋势。日前，记者采访了中科院的有关部门，了解到中科院在基础研究方面的几大特点。 基础研究为国家重大科学目标服务 我国首次探月工程圆满成功，开启了中国人走向深空，探索宇宙奥秘的新时代。对我国的天文学界来说，嫦娥一号的升空也是天文学研究迈出的新一步：中科院分别位于北京、上海、昆明、乌鲁木齐的四台大型射电望远镜为“嫦娥”探月导航指路，参与了嫦娥一号除发射段外的各个轨道段的测轨任务；而将这四台望远镜“连接”在一起的就是VLBI测轨分系统。 在“嫦娥”发射前，我国的所有卫星均绕地球运转，最远距离大约是8万公里，仅是“嫦娥”38万公里路程的一个零头。以往的测控设备及射电望远镜，只要通过发射和接收卫星电磁波，就能较精确地测定其轨道。而如今，要站在地球上，“看”清月亮旁边一颗正以每秒1000多米速度飞行的人造卫星，对“视力”的要求提高了好几个数量级。 如何把天文观测系统运用到对人造卫星进行测轨的航天工程，是探月工程给中国天文科学家提出的挑战。据上海天文台台长、探月工程VLBI测轨分系统总指挥洪晓瑜介绍，我国科研人员成功地把天文系统引入到航天系统，做出了很多创新性的工作。比如，由于天文观测的天体都很遥远，尽管天体上发射的信号是球面波，到达地球也基本上可以按平面波来计算。而近地卫星到地球上几个望远镜之间距离较近，发射的球面波就不能忽略，此时获取的测轨数据就要按球面波计算。不同的计算方法，直接关系到测轨的精确度。 在探月工程中，研究人员通过VLBI技术特制了一台“超级望远镜”：将几台射电望远镜联网同时工作，使其测量精度或测量分辨率等效于一台巨型望远镜。即使某台射电望远镜的口径只有25米，但它一旦与不同地点的同类望远镜联网，其口径就相当于各望远镜之间的地理跨度。当北京、上海、昆明、乌鲁木齐4座天文台(站)点实现VLBI联网后，这台“超级望远镜”的口径就达到3000公里左右。各射电望远镜在不同角度测量的卫星数据，经VLBI数据处理和指挥调度中心汇总处理后，再传至飞控中心，为“嫦娥”测轨定轨服务。这是我国VLBI首次应用于航天工程，标志着我国成为世界上将VLBI技术用于航天工程实时测轨的少数国家之一。 对中国天文学来说，探月工程提供了一个绝好的机遇：它让天文学研究能够服务于国家重大科学目标。 通过大科学工程推动基础科学研究 2007年3月1日，国家重大科学工程项目“EAST超导托卡马克核聚变实验装置”在中科院等离子体所通过了验收。这标志着我国在全超导核聚变实验装置领域走在了世界前列，同时也是我国在基础科学领域的一个重大突破。 国家投资1.65亿元的EAST是世界上第一个具有非圆截面的全超导托卡马克，也是具有国际先进水平的新一代核聚变实验装置。它于1998年7月正式立项，从2006年9月起开始转入物理实验阶段。目前，在全超导磁体稳定运行条件下，获得了最大电流500千安，9秒重复放电、大拉长比偏滤器等离子体等多项实验成果。 研究人员在EAST建设过程中自主发展了65项关键技术和新技术，形成了一系列的技术生长点，创造了多个国内乃至国际第一。 EAST的建设得到国际聚变研究专家的高度评价，由29位国际聚变界权威人士组成的国际顾问委员在评价意见中指出：“EAST创造了全世界聚变工程的非凡业绩，是全世界聚变能开发的杰出成就和重要里程碑。”EAST的成功建设和运行为中国平等参加即将建设的国际热核聚变实验堆(ITER)这一重大国际合作奠定了基础。《科学》《自然》杂志的记者也对其进行了长篇报道。 除EAST外，由中科院上海应用物理所建设的上海光源工程今年也是进展顺利。这个计划投资12亿元的工程目前建筑安装已全部完成。其直线加速器已进入运行状态，增强器已成功进行多束团加速升能并达到预定流强指标，储存环已完成分系统调试，光束线站也已全面进入设备加工、制造阶段。到2009年初建成并投入运行时，上海光源将极大地推动我国前沿领域基础研究和高新技术开发应用研究，将是我国新世纪不可缺少的大科学平台。 2007年，总投资约6.4亿元的北京正负电子对撞机重大改造工程进入全面实施阶段；10月，中美两国目前在基础科学研究领域最大的合作项目之一———大亚湾反应堆中微子实验在深圳破土动工。这一系列大科学工程的建设，表明中国政府十分重视基础科学的研究，希望能用我们有限的国力，为人类探索未知世界做出应有的贡献。 论文追求原始创新成果 最新统计显示，在反映基础科学成果的SCI论文方面，我国已连续三年排名世界第五。而产生SCI论文最多的20个研究机构全部为中科院所属研究院所。中科院在我国基础科学研究方面独领风骚。但是，在中科院基础研究领域，能否发SCI论文已不是最重要的了，取而代之的是看论文能否具有原始创新成果。追求论文的创新性已逐渐成为中国基础科学研究的风向标。 2007年，中科院物理所汪卫华研究组制备出在室温条件下具有超高压缩塑性、高强度的非晶合金。这种高强度新金属玻璃材料在室温下可像铜、铝一样弯曲或变形。它的出现对传统的非晶变形理论和认识提出了新挑战，在物理上证明高强度和大塑性在非晶材料中可以有机地结合在一起；同时，汪卫华小组还提出了探索具有高强度和大塑性的非晶合金的新方法，对于理解非晶材料的塑性变形机理，促进非晶合金材料的实际应用都具有重要意义。这一成果成为本年度该领域广受关注的焦点之一。 化学所的研究人员利用自组装和扫描隧道显微技术研究发现了烷基桥联双寡聚噻吩分子在表面吸附时存在顺式、反式等多种构象，以及比较少见的分子主干弯曲折叠现象，并揭示了热效应引起组装结构转变的规律，这一结果也引起了国际学术界的广泛关注。 中国科技大学何力新研究小组应用计算机模拟的方法，成功揭示复铁性材料铽锰氧中的巨磁—电效应机制，从而为寻找新型多功能磁电材料提供了指导。研究小组发现在复铁性材料中，磁、电序之间还存在着强烈的相互作用，其电学性质在外磁场下发生剧烈变化的“巨磁电效应”。由于耦合了材料的多种功能属性，这项成果为计算机信息存储的高密度化、器件小型化和功能的多样化开辟了一条新的道路，同时可望在量子调控领域发挥重要作用。《物理评论快报》审稿意见称：“这是第一个成功地对这种材料的定量理论研究……此项研究会对几乎所有的物理学领域产生影响，并将成为今后复铁性材料研究的一个基础。” 2007年，类似这样有重大影响的成果在中科院还有不少。 文章出处:科技日报 |
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