懷柔科學城“碩果滿枝”
上半年產出67項重大科技成果 累計突破500項
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收藏這個夏季,北京北部的懷柔科學城,好消息一浪接著一浪。
綜合極端條件實驗裝置創造出全超導用戶磁體世界紀錄,“華佗一號”激光質子刀從原理樣機邁入工程樣機,王恩哥、江穎團隊捧回國家自然科學獎一等獎……短短半年,67項重大科技成果密集產出,累計突破500項,新增國家級獎項8項。
基礎研究是整個科學體系的源頭,是所有技術問題的總機關。然而,源頭之水從不是洶涌澎湃的——它是在反復的實驗與推演中,向下扎根,向上生長,最終實現“從0到1”的創新突破。
懷柔科學城,全國重大科技基礎設施密度最強的地區之一,正迎來多年深耕后的“豐收季”。
多項國家級獎項集中涌現
今年7月,2025年度國家科學技術獎勵大會表彰名單公布,北京大學王恩哥、江穎團隊憑借“水的氫鍵強度及動力學過程全量子效應研究”,摘得國家自然科學獎一等獎。這一中國基礎科學研究的最高榮譽,表彰的是他們多年來隻問一個問題的定力。
過去,科學家研究凝聚態物質時,習慣把原子核當作“不動”的經典粒子,隻對電子做量子化處理。這套“玻恩-奧本海默近似”用了近一個世紀。那些被簡化掉的部分,會不會才是關鍵?能不能在實驗中探測到水中原子核的量子效應?
2010年,剛結束海外博士后工作的江穎回到北京大學,與時任北大物理學院院長王恩哥攜手,開始探索這個當時“沒有答案”的問題。“當初我對這項研究並沒有太大的把握,但一旦成功就意味著突破了傳統框架,值得探索、充滿挑戰的未知會讓我們眼中有光。”江穎直言。
這是一條很慢也很難的路。從提出問題到找到答案,團隊走了十多年。最終,團隊實現了對原子核與電子的全量子描述,讓人類第一次清楚“看見”水分子中的氫原子,發現核量子效應對氫鍵強度的貢獻超過室溫下的熱效應,並給出全量子效應作用的普適規律。換句話說,過去百年被“簡化掉”的部分,極其重要!
這場持續的追問,其關鍵突破與懷柔科學城密不可分。輕元素量子材料交叉平台上,從材料設計、精確制備到精准探測,整條科研鏈在一個平台上貫通,相當於為全量子效應研究量身打造了一個“超級實驗室”,這次重大成果,也正是依托平台深化完成的。
如今,一批頂尖科學家都與懷柔科學城緊密相連——
中國工程院院士、懷柔實驗室主任湯廣福,帶領攻關的“柔性直流組網關鍵技術、成套裝備和工程應用”成果,榮獲2025年度國家科學技術進步獎一等獎。
中國工程院院士、中國科學院物理研究所研究員陳立泉,榮獲2025年度國家最高科學技術獎。在懷柔的清潔能源材料測試診斷與研發平台上,陳立泉正帶領團隊攻關下一代電池關鍵技術。
多項國家級獎項集中涌現,這在北京的科學城建設歷程中尚屬少見。
大國重器鑄就創新矩陣
“千淘萬漉雖辛苦,吹盡狂沙始到金。”原創成果的持續涌現,是北京與懷柔在基礎研究領域長期深耕、超前布局的必然結果。
坐落於懷柔科學城核心區的高能同步輻射光源被稱為“大光源”,它是亞洲首個第四代同步輻射裝置。在“大光源”的儲存環裡,1776塊磁鐵給電子束流“指路”,像心臟一樣重要。90后工程師吳亞峰,就是為這些磁鐵做“體檢”的人。
2019年剛到懷柔時,面對建設中的“大光源”,所有人都是摸著石頭過河。第一塊磁鐵整整研究了兩個多月,他心裡直打鼓:一千多塊磁鐵,猴年馬月才干得完?他和同事一邊測一邊總結,把摸索出的參數整理成“速查表”,后來幾天測一塊,最后一天能測四五塊。2023年底,全部磁鐵測量任務完成。2026年3月29日,“大光源”建成試運行。“功成不必在我,功成必定有我。”這是吳亞峰的座右銘。
從高能同步輻射光源到綜合極端條件實驗裝置,從多模態跨尺度生物醫學成像設施到地球系統數值模擬裝置,一批“國之重器”在雁棲湖畔落子,組成了全國密度最高的重大科技基礎設施平台集群。截至2026年7月,規劃中的29個重大科技設施平台全部進入科研狀態。
與此同時,懷柔科學城已集聚2.8萬名科研人員,其中包括90多位兩院院士、數十位高被引科學家,甚至還有諾貝爾獎得主在此成立研究所。他們不僅帶來前沿課題,更以“頭雁”之姿,吸引著全球英才“擇懷而棲”。
“敞開大門”未來值得期待
基礎研究進入“大科學時代”,單打獨斗遠遠不夠。從全球科學城發展經驗來看,大科學裝置、高校院所和產業主體都是聯系緊密的,這也是推動原始創新的重要條件。
在懷柔科學城,這種“鄰裡效應”也正催化出一場場“從0到1”的創新反應。
“‘大光源’目前已有14條光束線站投入試運行。這些線站接受了來自不同科研院所科學家團隊的使用申請,跨裝置協同預約、實驗數據互通機制已經初步落地。”懷柔科學城管委會設施平台處處長陳凱諾告訴記者,過去科學家帶著樣品跑全國找光源,“現在‘鄰居’推門就能用上,合作的種子就是這樣種下的。”
以“大光源”為圓心,多模態跨尺度生物醫學成像設施的“數字生命大科學計劃”正把生命科學領域的各個平台串聯起來——腦圖譜平台解析結構,腦機理平台研究活體,彼此配合推進“數字大腦”研究。一家名為“首芯分子”的智慧藥物研發企業,正是因為離不開“大光源”的高精度結構解析與驗証能力,執意落戶懷柔科學城,並逐步構建起了“AI智能體+核心算法模型+大科學裝置+自動化實驗平台”的系統化創新研發體系。
不只是“推門能用”,懷柔科學城也“敞開大門”,迎接來自全球的科學家。
“以前很多時候是我們出去,到別的國家用他們的設備做研究。”江穎說,如今情況變了,“很多國外頂尖研究團隊自帶經費來到我們這裡,用我們的設備開展合作研究。”
科學技術是世界性、時代性的。截至目前,懷柔科學城已有17個科研設施面向全球開放,科研設施平台集群累計開放機時突破了200萬小時,接待了來自清華大學、北京大學、中國科學院化學所、中國科學院物理所、新加坡國立大學、英國倫敦大學學院、比亞迪、寧德時代、中航發等眾多國內外高校、科研院所和領軍企業用戶。
“把裝置的門打開,把實驗的‘邀請函’發出去,科學家自然會來。”陳凱諾說。
當一座科學城願意用十年甚至更長的時間去向下扎根,它所生長出來的,往往不只是某一個成果,而是一種持續產出成果的能力。採訪中,更多科研人員直言,目前只是科研成果“收獲”的初期,“未來值得期待”。(記者 張佳琪)
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