揭開科學重器的神秘面紗

說起北京正負電子對撞機、大亞灣反應堆、大視場巡天望遠鏡、長短波授時系統和野生生物種質資源庫，相信很多人都是只聞其名，不知其實。作為近年來中國投入巨資建起的一批大科學裝置，它們肩負著科技創新的重任，卻不為公眾所熟知。

浙江教育出版社出版的“中國大科學裝置出版工程”第一輯，用《種子方舟》《探索微世界》《北京時間》《探索宇宙“隱形人”》《巡天遙看一千河》5本書，圖文并茂地介紹了這5項大科學裝置的建設過程、工作原理和應用成就，為人們揭開這些國家科學重器的神秘面紗。

1.走進大科學裝置

在距離云南省昆明市中心10公里的北郊元寶山東南角，一座建筑依山而建。它占地約83畝，呈“品”字形。這就是中國西南野生生物種質資源庫。《種子方舟》一書介紹的中國西南野生生物種質資源庫之種子庫，就設置在這座建筑的左側。在書中，作者帶著讀者走進了建筑，爬上了二樓，這是種子管理實驗室，種子的處理工作就是從這里正式開始的。穿過種子管理實驗室，拾級而上，讀者根據指引來到了三樓的種子生理學實驗室，有關種子貯藏特性和壽命的研究等工作正在這里有條不紊地進行著。沿階而下是位于一樓的種子清理室，野外采集回來的一袋袋果實、果序，甚至草木植株，就在這里變成了一粒粒干凈而飽滿的種子。

對公眾來說，種子庫中最為神秘的可能就是深埋于地下6米的冷庫和主干燥間了。主干燥間是最后一次干燥種子和分裝種子的地方。冷庫的墻壁則是由20厘米厚的環氧樹脂泡沫彩鋼板構成，以達到良好的保溫和保濕效果。這里的溫度常年保持在-20℃±1℃，在此溫度下，種子的壽命能得到極大延長。

跟隨著作者的描述，讀者仿佛能置身于冰冷的山腹中，看到穿著厚重的羽絨服、戴著防凍手套的種子管理員正在工作，看到那些存活了3000多年的水稻和小麥種子。

這本書的作者杜燕，正是每天在這里工作的研究人員，她負責野生植物種子資源的保藏，也進行種子形態學研究。對這里，她再熟悉不過。

與《種子方舟》一樣，“中國大科學裝置出版工程”系列叢書第一輯的另外4本圖書，也都是由身處這些大科學裝置中的研究人員編寫，他們希望將自己每天打交道的這些儀器設備與其中的科學知識分享給讀者。

科幻電影《2012》熱映至今已有7個年頭，影片中那些驚心動魄的場景可能仍歷歷在目。盡管影片中的災難沒有在2012年的現實世界上演，但“災難制造者”中微子的名字已廣為人知。中微子究竟是什么？它有何特殊性質？被諾貝爾獎得主李政道譽為“物理學上具有重要基礎意義的一項重大成就”、堪稱中國有史以來最重要的物理學成果的大亞灣反應堆中微子實驗的科學發現，能夠造福人類嗎？在中微子領域，我國科學家又有何規劃呢？

“近年來，‘中微子’‘中微子振蕩’這些詞頻頻出現，大亞灣反應堆中微子實驗引起了更多人的關注。盡管大亞灣實驗站對社會開放，但還是有很多人沒有機會去親自看看這個隱藏在山體內的龐然大物，心中總是存有遺憾或疑惑。這本書就是希望向讀者介紹，什么是中微子，什么是中微子振蕩，什么是大亞灣實驗及其工作原理，它是如何設計、研制和建造出來的，它都取得了哪些重要成果。”對于編寫《探索宇宙“隱形人”》一書的初衷，主編、中科院院士、中科高能所所長王貽芳如是說。

2.填補出版空白

這套叢書的編寫啟動于2014年12月。“隨著時代的發展，科技對社會發展的支撐、帶動作用越來越突出，社會公眾，特別是青少年越來越關心自己國家的科學發展水平，越來越關注最新科研成果，希望自己能了解更多的科學知識。然而，社會公眾甚至非常多的研究機構對我國的大科學裝置并不了解，很多人甚至從未聽說過，這在一定程度上影響了大科學裝置的利用效率。在這樣的大背景下，立項‘中國大科學裝置出版工程’，幫助人們打開認識‘國之重器’的這扇門是非常適時且必要的。”叢書項目組編輯莫曉虹介紹說。

這套叢書最初的受眾定位是青少年。所以，在出版社和參編科研人員反復策劃商議之后，決定創新編寫形式，在嚴格遵循科學性的前提下，統一使用通俗易懂的語言方式、豐富生動的圖片，盡可能簡明地講述大科學裝置從緣起、建設、原理到價值、取得的成果等內容。

“參編的各位作者都有著參與國家大科學裝置建設、運行、科研任務的親身經歷和感受，他們把這些寫在了書中。另外，中科院各所在建設大科學裝置的過程中，積累了大量的文字素材和圖片資料，對部分抽象、深奧的科學知識還有相關視頻可以鏈接，這使得圖書內容更加形象直觀。”莫曉虹說，“此次出版的‘中國大科學裝置出版工程’系列叢書是我國首次全面介紹國內目前科技領域最前沿、最重大的大科學裝置的圖書，填補了大科學裝置圖書出版的空白。”

3.大科學裝置有何貢獻

對于大科學裝置，很多公眾不了解，甚至有所誤解，不知道斥巨資建設它們的意義。講述這些大科學裝置到底有什么用也是書中內容的重要部分。

比如，對于中國第一個有代表性的大科學裝置——北京正負電子對撞機的作用，王貽芳就在書中介紹說：“北京正負電子對撞機著眼于國際粒子物理研究的競爭熱點之一——‘τ-粲能區’。它的‘神眼’是由多種類型的子探測器組成的北京譜儀，20多年來，北京譜儀實驗組先后取得多項重大研究成果。北京正負電子對撞機同步輻射光源對社會開放，成為我國凝聚態物理、材料科學、化學、生命科學、資源環境及微電子等交叉學科研究的重要基地。此外，它還在建造與運行過程中，催生了一大批新技術、新工藝和新發明，被廣泛應用于農業、林業、采礦業、制造業、衛生、信息等領域，很多先進技術已經與人們的日常生活密不可分了。”

對于中國西南野生生物種質資源庫之種子庫，杜燕也詳細介紹了其作用與意義。“它保存了大量的珍稀瀕危種、特有種和有重要經濟價值、生態價值和科學研究價值物種的種子。”杜燕說，“比如，全世界僅存29株野生植株的巧家五針松種子、消失百年后再度出現的彌勒苣苔種子、來自遼寧普蘭店1000年前的古蓮種子等。在保藏的同時，研究人員還對庫存種子開展了大量深入的研究工作。”

在杜燕看來，種子庫保存的眾多野生植物種子資源，將使我國在未來的國際生物產業競爭中立于不敗之地。“未來，科學家可以利用這些資源進行新作物的篩選和現有作物的改良，并對已破壞的環境進行恢復，幫助人類解決目前面臨的一系列糧食問題、能源問題、疾病問題、貧困問題和環境問題。或許有一天，地球將不再適宜人類居住，人類不得不遷移到其他星球，這時種子將是人類重獲新生的希望。”

“科學技術的進步離不開基礎理論的發展，基礎理論的發展又依賴于科學家無數次的實驗和不斷進步的設備裝置和實驗手段。大科學裝置為我國科技進步、國防建設與社會經濟發展作出了戰略性、基礎性和前瞻性貢獻。希望這套叢書能增進全社會對我國大科學裝置的認識，普及相關的科學知識，提高國民總體的科學文化水平。同時也有助于展示國家科研成果和科技實力，有助于喚起青少年學生和社會大眾對相關學科的興趣。”莫曉虹說。

目前，我國已建成、運行的大科學裝置共有13個，在建的有9個，將建的有1個。“我們打算將已建成并取得一定科研成果的大科學裝置分輯介紹給廣大讀者。目前，第二輯的5個項目，如托卡馬克（人造太陽）、子午線工程等已經在創作當中，預計2017年正式出版。第三輯的6個項目也正在策劃當中。”莫曉虹介紹說。