



習近平總書記強調:“世界科技強國競爭,比拼的是國家戰略科技力量。”[1]國家實驗室作為國家戰略科技力量的重要組成部分,發揮著舉足輕重的作用。坐落于安徽省合肥市中國科學技術大學的國家同步輻射實驗室,作為我國第一個國家實驗室,它的建設從無到有,從第一代合肥光源到新一代合肥先進光源,見證了改革開放后中國科技事業的發展,凝聚了幾代科技工作者的心血。
鮮為人知的是,在國家同步輻射實驗室40多年的發展歷程中,也留下了九三學社科技工作者科技報國的動人故事……
嚴濟慈與國家同步輻射實驗室的創建:一次艱苦的科學創業
人類的生存和發展始終伴隨著對光的開發和利用。從60萬年前篝火取暖、火炬照明,到倫琴發現X射線、愛迪生發明電燈、20世紀60年代發明激光,人們對光的探索從未停止。
1947年,人們首次發現同步輻射。同步輻射光因具有高強度、高度準直、高度極化、特性可精確控制等優異性能,廣泛應用于物理、化學、材料科學、生命科學、信息科學等基礎研究和高技術產業開發應用領域,被稱作“前沿科技的眼睛”。而產生同步輻射的同步輻射加速器,也很快成為世界各國競相角逐的“大國重器”。
上世紀60、70年代,世界范圍內興起建造同步輻射加速器的熱潮。在中國,1977年9月,中共中央發布《關于召開全國科學大會的通知》,號召全體科學技術工作者“向科學技術現代化進軍”。10月,中國科學技術大學代表團赴北京參加全國自然科學學科規劃會議時,向大會提交了建造“合肥同步輻射加速器”建議書,被列進凝聚態物理的發展規劃[2]。
1977年12月,中國科學院決定成立以中國科學技術大學為主的電子同步輻射加速器籌備組,九三學社社員、中國科學院高能物理研究所研究員謝家麟任顧問。次年3月初,在合肥召開第一次籌備會,謝家麟作有關高能加速器的應用的報告,同月,全國科學大會召開。一支以中國科學技術大學加速器教研室教師為主要成員,平均年齡不到35歲的年輕科研隊伍,就從這個“科學的春天”,開始了一次艱辛的科學創業[3]。經過13年努力,從零起步、披荊斬棘,我國首臺專用同步輻射光源——合肥光源于1991年在國家同步輻射實驗室驗收。其中,九三學社老一輩領導人嚴濟慈發揮了重要作用。
嚴濟慈,浙江東陽人,物理學家和教育家,中國科學院院士,九三學社中央第八屆名譽主席。1949年9月,嚴濟慈開始參加中國科學院籌建領導工作,先后任中國科學院辦公廳主任、應用物理研究所所長、東北分院院長,中國科學院副院長、主席團執行主席等職務。1958年,嚴濟慈參與創辦中國科學技術大學。
中國科學技術大學開始預研電子同步輻射加速器項目時,面臨的是學校由北京遷到安徽合肥后設備殘缺、師資匱乏的困境。當時整個國家工業基礎還比較落后,更沒有同步輻射光源;而同步輻射裝置又涉及加速器物理、微波、高頻、真空、精密機械、精密光學、控制、輻射防護等學科,是高度復雜的大型高科技裝置,一切都要靠自己摸索、研究。那段時間,技術人員睡覺時都隨時準備接聽電話,有人為解決技術難題三天三夜不眠不休,有人直接帶上鋪蓋住在現場參加調試,有人在貴州深山溝里連續駐廠幾個月……
此時的嚴濟慈擔任中國科學技術大學副校長,1980年2月繼郭沫若后擔任中國科學技術大學第二任校長。當時經過幾年預研,中國科學技術大學團隊已圓滿完成預研工作。1981年10月,中國科學院召開“合肥同步輻射裝置預研制及物理設計審定會”,嚴濟慈出席,九三學社社員、中國科學院院士、時任第二機械工業部副部長兼原子能研究所所長王淦昌主持審定。會議認為,“合肥同步輻射裝置已基本進入工程的條件”。1982年5月,中國科學院召開“合肥電子同步輻射實驗室計劃任務書審定會”。以謝家麟為組長、18名專家參加的技術審查小組認為,中國科學技術大學編制的合肥電子同步輻射實驗室計劃任務書是全面的,對項目各方面的考慮也基本合理。
1983年4月8日,國家計委正式發文批準建設“國家同步輻射實驗室”。這是我國批準建設的第一個國家實驗室[4],也是我國高校中的第一個大科學工程。
1984年9月,84歲的嚴濟慈不再擔任中國科學技術大學領導職務,轉任名譽校長,但他心中始終牽掛著國家同步輻射實驗室的建設[5]。1984年11月20日,國家同步輻射實驗室舉行奠基典禮,嚴濟慈親自出席,寫下“預祝同步輻射加速器按時按質按量完成”的寄語并為開工挖土。1985年,工程由于經濟原因面臨下馬,形勢非常危急。嚴濟慈立刻把情況報告鄧小平。在鄧小平支持下,工程不僅沒有下馬,反而加快進度,于1987年將直線加速器建成出束,1989年建成獲得第一束同步輻射光。
1991年12月22日至23日,國家同步輻射實驗室舉行國家鑒定和驗收儀式。時值大雪,天寒地凍,時年91歲的嚴濟慈雖然行動已極為不便,但依然冒著漫天飛雪從北京來到合肥,見證了這個歷史性時刻。他是國家同步輻射實驗室名副其實的創始人和“保護神”。
合肥國家同步輻射實驗室是國家“七五”重點建設項目,為我國同步輻射事業的起步和發展作出了開創性貢獻。該項目是我國專家教授和工程技術人員,立足國內,自行設計,在國內加工制造、調試成功的具有國際先進水平的大型科研工程裝置。1992年項目獲中國科學院科技進步特等獎;1995年獲國家科技進步一等獎。
嚴濟慈,表字慕光。從年輕時投身科學研究,到新中國成立后從事科學管理工作,他用一生踐行了“慕光”這兩個字,也成為很多人追光的榜樣。1986年,16歲的東陽中學生潘建偉受到回母校東陽中學演講的嚴濟慈的鼓勵,報考中國科學技術大學,從此走進廣闊的物理學世界,后來也加入九三學社。12年后,同為東陽中學生的16歲少年陸朝陽又見到返回母校的潘建偉,同潘建偉一樣,他最終也選擇了中國科學技術大學,選擇了物理學,選擇了九三學社。
歷史是如此相似,而一切的“光”都有源頭。
王淦昌等與合肥光源二期建設:
一場加速的科技追趕
1989年合肥同步輻射光源建成出光后,其光源優勢能區為真空紫外和軟X射線波段,主要面向先進功能材料、能源與環境、物質與生命科學交叉等領域的研究,為我國基礎科學及基礎應用科學提供了先進的研究平臺。盡管如此,建成初期,面對我國科技界大量的平臺使用需求,合肥光源逐漸顯現出能量覆蓋有限、亮度有待提升等弱點。
為獲取更多科技優勢,加快對世界先進科技水平的追趕速度,1994年2月,我國科技界34位科學家,包括九三學社前輩王淦昌、謝家麟、唐有祺、湯定元、閔乃本等,聯名向有關單位提出《關于集中力量全面建設、充分利用合肥國家同步輻射光源的建議》。其中指出,為滿足實驗需求,應加大投入,用5到10年時間在合肥建成我國國家級大型同步輻射研究中心,使我國在同步輻射應用研究這一基礎科學的前沿和有關高技術領域躋身于世界先進行列。中國科學技術大學也正式向國家有關部門提出建造國家同步輻射實驗室二期工程的申請,對該裝置進行新建光束線建設和進一步提高性能。
1996年,國家科技領導小組批準合肥光源二期工程作為“九五”首批國家重大科學工程項目之一啟動。1997年,國家計委批復中國科學院,同意以中國科學技術大學為依托建設“國家同步輻射實驗室二期工程”國家重大科學工程項目。
1998年到2004年,實驗室用6年時間實施了二期工程建設,增建八條光束線、實驗站,自行研制我國第一臺插入元件,首次引進當時國際最先進的實驗物理和工業控制系統,成功運行并推廣到國內其他大科學工程。
隨著實驗需求的發展和工程技術的進步,合肥光源繼續追求性能提升、推進技術前沿。2009年12月15日,“合肥光源重大升級改造項目”獲中國科學院批準立項。從2012年5月1日起,合肥光源停機開始新一輪重大升級改造,2016年1月6日通過驗收投入運行,建成世界上最好的二代光源,運行開放達到國際先進水平。
在合肥光源二期工程建設中,不少九三學社社員利用自己在物理、工程技術、光學等相關專業領域的深厚知識和豐富經驗,參與升級改造項目技術方案制定、關鍵技術難題攻克等工作,支持了光源的發展。例如,謝家麟在提升光源的亮度、改善束流穩定性和優化插入元件設計等方面,提供專業理論支持和技術建議;王淦昌多次在學術會議、研討會中宣傳項目的進展和成果,提高合肥光源在國內外同步輻射領域的知名度和影響力等。
中國科技人的追光夢,不會
停歇。
新時代九三人與合肥先進光源:
追光新征程
2012年,中共十八大提出實施創新驅動發展戰略,把創新在國家發展中的地位提升到新的高度。2016年出臺的《國家創新驅動發展戰略綱要》明確提出:“適應大科學時代創新活動的特點,針對國家重大戰略需求,建設一批具有國際水平、突出學科交叉和協同創新的國家實驗室”。這一重大戰略的實施,給國家同步輻射實驗室發展提出了更高要求。安徽省、合肥市和中國科學技術大學同心攜手,支持國家同步輻射實驗室開展高性能低能量區同步輻射光源即合肥先進光源建設。
同步輻射光源先后經歷了四代。一代光源“寄生”在粒子對撞機上,加速器性能沒有為同步輻射研究進行優化設計;第二代光源不再依托于粒子對撞機加速器,是專用于同步輻射的裝置;第三代光源使用大量插入件,顯著提高了性能。合肥先進光源是基于衍射極限儲存環的第四代同步輻射光源。這種光源與前代光源相比,具有高亮度、高方向性、高偏振度等優異特性,將在物理、電子、信息、化學化工、材料等科學研究中發揮重要作用,極大助力我國搶占未來科技先機[6]。建成后,合肥先進光源將成為世界綜合性能最先進的低能區第四代同步輻射光源。
建設新一代同步輻射光源,是大科學時代我國科技工作者的歷史使命。時不我待,又一批九三人凝聚在這一國家重大科技基礎設施項目建設中,開始了追光新征程。
潘建偉,九三學社中央副主席,中國科學院院士,中國科學技術大學常務副校長。2017年6月1日,他出席合肥先進光源預研方案論證會并表示,中國科學技術大學將對合肥先進光源規劃建設給予全力支持。2023年9月20日,合肥先進光源國家重大科技基礎設施項目及配套工程啟動會在合肥市未來大科學城隆重舉行,潘建偉主持會議并與與會嘉賓共同為立碑揭幕,開啟了合肥先進光源建設新篇章。
劉嘯嵩,現任國家同步輻射實驗室副主任、國家重大科技基礎設施合肥先進光源工程常務副總指揮兼副總工程師。1998年,他在中國科學技術大學完成了天體物理專業本科學習后到美國威斯康星大學麥迪遜分校深造,師從威斯康星同步輻射中心主任Franz Himpsel教授,從此與同步輻射結緣。2013年10月,他全職回國,加入中國科學院上海微系統與信息技術研究所,投身上海同步輻射光源線站的建設。經過項目組6年的不懈努力,圓滿完成兩條光束線和三個實驗站的建設,多項創新性技術填補國內空白。2020年,就在科研工作剛剛進入平穩運行狀態時,受已經決定從復旦大學回中國科學技術大學開展新一代合肥先進光源工作的封東來的影響,劉嘯嵩加入國家同步輻射實驗室。現在,他最大的愿望就是把合肥先進光源建成具有世界領先水平的同步輻射裝置,成為中國科技創新的一張新“名片”。
姜政,現任合肥先進光源光束線站總體主任。2000年從中國科學技術大學化學物理專業畢業后,保研到國家同步輻射實驗室,畢業后加入中國科學院上海高等研究院,在上海光源建設中負責一期七條光束線中吸收譜線的建設。工作期間,他帶領團隊擔綱設計與建設同步輻射X射線譜學線站,發展了先進的同步輻射X射線譜學方法,建立了對能源材料從單原子到團簇的系統研究體系,使上海光源形成能源催化材料的綜合性研究平臺,填補了國內多項空白。2022年,面對上海光源接近尾聲的工作和剛剛起步的合肥先進光源建設,他毅然選擇回到中國科學技術大學。也是出于對光源的共同追逐,姜政受九三學社社員、中國科學院高能物理研究所熒光線負責人陳棟梁影響,加入九三學社。姜政說:“我還能為國家奉獻20年,建設和利用好同步輻射,希望中國科學技術大學在同步輻射領域成為世界領軍的存在。”
羅箐,現任中國科學技術大學超級陶粲裝置關鍵技術攻關項目加速器分總體副主任,同時也是合肥先進光源加速器建設骨干。2004年從中國科學技術大學少年班畢業后,一直從事電子束大科學裝置的研究,伴隨我國同步輻射光源裝置從第二代推進到第四代,先后參與合肥光源重大升級改造、合肥先進光源預研和建設等多項國家重大科技基礎設施的工作。在合肥光源重大升級改造工作中,他擔任系統級負責人,負責磁鐵系統,確定工藝方案、對批量磁鐵完成測量驗收和粒子跟蹤仿真校驗。在合肥先進光源預研項目中,他擔任概念設計重要方向培育項目負責人,并參與束測系統建設。2018年,羅箐決心加入九三學社。他說,“九三學社的前輩科技工作者致力于科教興國,不僅引領基礎科學研究的發展方向,而且在國民經濟、國防安全等領域作出了卓越貢獻。他們拒絕居于象牙塔中自得其樂,而是選擇艱苦奮斗實現家國夢。”
從嚴濟慈、王淦昌、謝家麟等老一輩科學家,到潘建偉等新時代九三學社科技工作者,回望幾代九三人的“追光”征程,他們都胸懷國之大者,傳承拼搏進取、科技報國的使命擔當,弘揚九三人的家國情懷和奉獻精神,為國家科技創新事業貢獻力量,為實現中華民族偉大復興的中國夢而努力奮斗。他們身上所反映出的精神品質,正在推動我國科技事業不斷向前發展,在國際科學研究舞臺上傳遞自信的中國聲音和中國力量。
注釋:
[1]習近平:《在中國科學院第二十次院士大會、中國工程院第十五次院士大會、中國科協第十次全國代表大會上的講話》,《人民日報》,2021年5月29日。
[2]邸利會:《一段艱苦的科學創業往事,一段沒有沒有錯付的青春》,“返樸”微信公眾號,2023年8月26日。
[3]王敏,《打造中國人自己的同步輻射光源》,《中國科學報》,2024年7月3日。
[4]國家同步輻射實驗室是依托合肥光源建設的,以合肥光源為核心,開展一系列高水平的科學研究和技術研發工作,為我國的科學技術發展提供了重要的支撐平臺。
[5]嚴武光口述,方黑虎整理:《我的父親嚴濟慈》,《中國檔案》,2009第8期,第65頁。
[6]方黑虎、程堂義:《中國第一個國家級實驗室建設始末》,《合肥晚報》,“人文地理-檔案觀止”,2022年6月30日。
(倪向貴為九三學社中國科學技術大學基層委員會副主委,中國科學技術大學工程科學實驗教學中心主任、高級工程師;孔瑤竹為九三學社中央社史研究中心研究員)
兼職編輯:常思哲