Haug共同签署并发布了《柏林宣言：通往碳中和之路》。宣言强调了基础研究和国际合作对实现碳中和目标的重要性，并提出了减少二氧化碳排放的具体措施。德国亥姆霍兹联合会主席Otmar

应德国马克斯·普朗克科学促进学会（以下简称马普学会）、德国亥姆霍兹联合会、德国国家科学院和荷兰皇家艺术与科学院、荷兰科学研究组织等机构邀请，中国科学院院长侯建国于10月27日至31日率团赴德国、荷兰访问。在德国访问期间，侯建国会见了马普学会主席Patrick

今年是中华人民共和国成立75周年，也是中国科学院建院75周年。从“向科学进军”到“建设创新型国家”，从“创新驱动发展”到“建设科技强国”，几代中国科学家风雨兼程、朝夕不倦，铺就了一条闪亮的科技自立自强之路。为庆祝中国科学院建院75周年，中国科学院新闻办公室联合中央广播电视总台影视剧纪录片中心共同策划推出纪录片《科学的七个瞬间》（7集×5分钟），今天介绍《大科学装置》。随着科学体系的日益复杂和完善现在前沿领域的科学家想要收获新的成果往往会使用特殊的科学装置当你看到稳坐山谷纵横500米的FAST天眼当你知道在大山的密林中有一艘“生命之舟”当你意识到天线阵列的分布范围竟然有数千公里“人造太阳”的温度超过7000万摄氏度这时候的你即使对其中的科学细节一概不知也会被这些工程奇迹震动但更重要的是这些大科学装置正孕育着未来的奇迹这是科学家梦寐以求的研究平台只有营造特殊的极端环境使用特别的技术手段才能使物质世界向人类展露不轻易言说的秘密大科学装置的数量和品质是一个国家科学能力的重要标志短短40多年中国从零起步而今已进入世界先进行列如果给中国首个大科学装置——北京正负电子对撞机一个对应的数字1那么今天这个数字已经超过了70未来还会持续刷新有人曾问为什么要花费如此多的心血建造大科学装置？科学家这样回答：今天的科学就是明天的技术来源：中央电视台责任编辑：刘映含

继往开来走好抢占科技制高点新征程中国科学院院长、党组书记

11月1日，中国科学院召开建院75周年专题学习会，深入学习贯彻党的二十届三中全会和全国科技大会精神，重温习近平总书记致中国科学院建院70周年贺信和近年来对中国科学院的重要指示批示精神，回顾75年改革创新发展历程，进一步强化初心使命、赓续优良传统，凝心聚力加快抢占科技制高点。中国科学院院长、党组书记侯建国出席会议并讲话，副院长、党组副书记吴朝晖主持会议。侯建国在讲话中指出，75年来，中国科学院始终与祖国同行、与科学共进，在我国科技事业发展中发挥了骨干引领作用，为我国现代化建设和经济社会发展作出了国家战略科技力量应有的重要贡献。中国科学院75年的发展史，是勇挑重担、攻坚克难的科技报国史，是追求卓越、勇攀高峰的科技创新史，是以人为本、引育并举的英才辈出史，是自强不息、与时俱进的锐意改革史，是薪火相传、接续奋斗的精神传承史。侯建国强调，当前世界百年未有之大变局加速演进，党和国家事业发展对科技创新提出前所未有的重大急迫需求。我们必须牢记习近平总书记提出的“四个率先”和“两加快一努力”目标要求，以抢占科技制高点为核心任务，走好中国科学院改革创新发展的新征程。要坚持党对科技事业的全面领导，确保全院改革创新发展始终沿着正确的政治方向前进。要恪守国家战略科技力量使命定位，聚焦抢占科技制高点核心任务攻坚克难。要强化使命驱动的建制化基础研究，努力在原创理论和前沿方向上取得重大突破。要一体推进教育科技人才发展，加快推进国家创新人才高地建设。要进一步全面深化科研院所改革，加快构建完善现代科研院所治理体系。要大力弘扬科学家精神，营造良好创新文化和创新生态。全院上下要以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，增强“四个意识”、坚定“四个自信”、做到“两个维护”，切实履行好国家战略科技力量职责使命，为加快实现高水平科技自立自强和建设科技强国再立新功，为强国建设、民族复兴伟业作出新的更大贡献。学习会上，中国科学院地球化学研究所研究员欧阳自远、沈阳自动化研究所所长史泽林、声学研究所副所长杨波、力学研究所正高级工程师李文皓，以及中国科学院大学博士研究生黄汝霖等科学家和学生代表作了交流发言。吴朝晖在主持会议时强调，要深入学习历史，切实增强国家战略科技力量主力军的使命感责任感；大力传承历史，提振团结奋斗、攻坚克难的精气神；奋力创造历史，在科技强国建设新征程中再立新功，奋力谱写中国科学院改革创新发展崭新篇章。学习会前，与会同志集体参观了重新开放的中国科学院科技成就展。中国科学院领导班子成员、院老领导，中央纪委国家监委驻中国科学院纪检监察组负责人，中国科学院机关各部门、各分院、中国科学技术大学、京区各院属单位、合肥物质科学研究院主要负责人，部分科研骨干和学生代表参加活动。与会同志参观中国科学院科技成就展中国科学院建院75周年专题学习会现场来源：中国科学院办公厅责任编辑：曹旸

1949年11月1日中国科学院成立75年来一代又一代中国科学院人秉持“创新科技、服务国家、造福人民”的初心使命与祖国同行，与科学共进在我国科技自立自强之路上留下了闪光足迹这些成果有的仍在开枝散叶有的早已尘封于世但那些攻坚克难追求卓越的首创故事必将永远镌刻在强国建设和民族复兴的历史丰碑上点击海报一起了解这些首创故事↓↓↓

今天（10月31日），我国首颗大视场X射线天文卫星正式交付，中国空间站一批新的科学实验即将展开，我国空间科学迈入创新发展快车道，正一步一个脚印开启星际探测新征程。在中国科学院今天（10月31日）举行的新闻发布会上，我国首颗大视场X射线天文卫星——“天关”卫星正式交付给中国科学院国家天文台等科学用户。在轨测试期间，凭借着卓越的X射线探测能力，“天关”卫星成功探测到黑洞、超新星等多种暂现天体，探测视野宽阔且能直达银河系外的宇宙深处，并发现了新型的未知天体，成功获取了由中国自主研制设备观测到的首张全天X射线天图。“天关”卫星首席科学家

今年是中华人民共和国成立75周年，也是中国科学院成立75周年。从“向科学进军”到“建设创新型国家”，从“创新驱动发展”到“建设科技强国”，几代中国科学家风雨兼程、朝夕不倦，铺就了一条闪亮的科技自立自强之路。为庆祝中国科学院建院75周年，中国科学院新闻办公室联合中央广播电视总台影视剧纪录片中心共同策划推出纪录片《科学的七个瞬间》（7集×5分钟），于10月31日起连续一周在中央广播电视总台纪录频道（CCTV9）播出。《科学的七个瞬间》聚焦空间科学、基础前沿、农业科技等七个领域重大、典型的科技突破和发展，透过这些“瞬间”及其故事，见微知著表达科学的理念价值和精神品质，向中国科学家和科研人员致以敬意。节目分为七集。第一集《空间科学》讲述了在神秘浩瀚的宇宙空间中，隐藏着世界的奥秘。随着中国空间技术能力的提升，空间科学也获得长足进步。悟空、墨子、慧眼、太极、夸父……越来越多的卫星和航天器，给人类送来丰富的信息和数据。破解其中的密码，也许就能实现从零到一的突破。第二集《大科学装置》讲述了遍布中国各地的大科学装置，是国家科学能力的重要标志和基础设施。从20世纪80年代建成的北京正负电子对撞机开始，中国在短短40多年间，建设了70多个大科学装置。它们面向最前沿科研领域，是孕育未来的苗圃和花房。第三集《地层金钉子》讲述了在世界地质学界，“金钉子”的意义不亚于奥运会金牌。它如同一把地层年代“卡尺”，使科学家能够按统一的时间标准分析并研究不同地区同步发生的地质事件。“金钉子”的数量代表着一个国家地质学研究的综合实力。中国第一枚“金钉子”是在这个概念提出后30余年才确定的，虽然后来却居上，现在全球81颗“金钉子”中有11颗在中国。第四集《北京时间》讲述了我们耳熟能详的“北京时间”，其实是高端复杂的科学授时系统。高精度时间测量技术，涉及现代社会的方方面面，是重要的国家资源。从新中国成立之初的老式摆钟，到今天达到世界先进水平的原子钟，几代中国科学家为扔掉“洋拐杖”，接续奔跑，终于实现了高水平的自主可控。第五集《医用重离子加速器》讲述了国之重器也能点亮生命之光。重离子加速器主要用于核物理技术前沿研究，但科学家们发现它在很多领域都能有广泛的应用，比如癌症治疗。从物理学到高端医疗器械研制，面临着很多难题。二十多年跋涉，终于实现了国产技术零的突破。第六集《锂电池》讲述了在液态锂电池行业，中国是无疑的全球领先者。一个叫陈立泉的科学家做出了重要贡献。他率先提出研制固态锂电池，并在液态锂电池的研制和产业化方面敢为人先，解决了规模化生产的主要技术和工程问题。几十年如一日，支撑陈立泉不断奋发的是“要为国家做点事”的信念。第七集《小偃6号》讲述了从意气风发的青年到白发苍苍的老人，李振声把自己的一生都交付给了小麦研究。为解决顽固的“小麦之癌”条锈病，他25年不断试验、不断失败，却始终不放弃，最终实现了小麦与偃麦草远缘杂交，育成了抗病高产新品种——“小偃6号”。2024年10月1日，因为在中国农业科学上的重要贡献，李振声院士获得“共和国勋章”。纪录片《科学的七个瞬间》，用中国的科学故事，展现中国高水平科技自立自强的意蕴与成就，感受中国科学家胸怀祖国服务人民的爱国精神，勇攀高峰、敢为人先的创新精神，追求真理、严谨治学的求实精神，淡泊名利、潜心研究的奉献精神。素材来源：中央电视台责任编辑：刘映含

今年是中华人民共和国成立75周年，也是中国科学院成立75周年。从“向科学进军”到“建设创新型国家”，从“创新驱动发展”到“建设科技强国”，几代中国科学家风雨兼程、朝夕不倦，铺就了一条闪亮的科技自立自强之路。为庆祝中国科学院建院75周年，中国科学院新闻办公室联合中央广播电视总台影视剧纪录片中心共同策划推出纪录片《科学的七个瞬间》（7集×5分钟），于10月31日起连续一周在中央广播电视总台纪录频道（CCTV9）播出。今天介绍《空间科学》。与地球上一样宇宙空间里也存在变化万千的天气在太阳系每当太阳活动剧烈时地日空间里就刮起了“狂风暴雨”空间中运行的卫星、飞船、空间站都会受到空间天气的影响据统计有近40%的航天器故障都与空间天气有关利用卫星和航天器研究神秘的宇宙空间这就是空间科学的使命自2004年中国首个空间科学卫星计划成功实施起中国空间科学的新纪元就已经开启中国空间科学的总体性研究机构——中国科学院国家空间科学中心科学家们在这里时刻监测着空间环境的变化进行科学卫星的研制、测试通过遍布各地的地面系统接收太空中各类科学卫星和航天器发回的数据长征、嫦娥、天宫、北斗……这些家喻户晓的名字象征着中国空间技术和空间应用的迅速发展悟空、墨子、慧眼、太极、夸父……则代表着中国科学家在空间科学领域的创新和潜力不再受困于地面难以破解的难题广袤无垠的空间里科学家们期待着从0到1的突破来源：中央电视台责任编辑：刘映含

“天关”卫星项目由中国科学院主导，欧洲空间局（ESA）、马普地外物理研究所（MPE）和法国国家空间研究中心（CNES）参与研制。“天关”卫星于2024年1月9日发射升空，并于7月起开展常规科学运行。

握着还没来得及修的碎屏手机背起鼓鼓囊囊的双肩包何会海大步穿过热闹的人群走出亚丁机场他头顶是似乎触手可及的云彩脚边是冰川千年演化留下的漂砾他的目的地在10公里外海拔4410米的海子山那里有一张“大网”高海拔宇宙线观测站宇宙线是一种来自宇宙空间的高能粒子里面装着宇宙的历史何会海是“大网”的总工艺师▲2021年，全阵列建设完成后的航拍图。中国科学院高能物理研究所供图从远处看“大网”像一张平铺在海子山上编织齐整的蜘蛛网有190个足球场那么大2009年观测站首席科学家曹臻最早提出建“网”的设想大家商议要找一个地势高、交通便利的地方地势高可以离天更近交通便利便于铺电缆、传数据、对外交流耗时7年总花费12亿元他们最终将这张“网”真正布在了海子山上作为总工艺师的何会海也成为这里的“金牌讲解员”他能一边讲故事一边让外人明白“大网”怎么就不动声色地捕捉到了宇宙线▲“金牌讲解员”何会海在向到访者介绍观测站里的探测器。倪思洁摄“大网”是一个直径1.3公里的圆在圆的中心是占地7.8万平方米的水池圆圈里分别以“品”字形布着1188台缪子探测器和5216台电磁粒子探测器周围还有18台可移动望远镜何会海会用各种生动的故事讲述“大网”里的“世界之最”：世界上最灵敏的超高能伽马射线探测装置世界上最灵敏的甚高能伽马射线源巡天观测装置世界上能量覆盖范围最宽的超高能宇宙线复合式立体测量系统……▲从观景台上看到的缪子探测器阵列和电磁粒子探测器阵列。倪思洁/摄起初有同行质疑：“你们花这么多钱建这个东西，没准儿将来啥也看不见。”但布“网”的人却神秘地答：“宇宙永远超乎你们的想象。”之后发生的事超出了所有人的想象2020年4月初刚刚布了一半、还没调试好的“大网”捕捉到“一缕划破高能伽马天空的曙光”2021年春天他们通过《自然》杂志向全球宣告了新发现——宇宙里伽马光子能量的理论极限已经被突破理论物理学家惊慌失措一些人私下跟曹臻说：“你们再测出一两个超高能量光子来，我们就要彻底完蛋了。”当更多超高能量光子被捕捉到后理论物理学家们并没有“完蛋”他们被卷进了一个人类未曾涉足过的全新领域超高能伽马天文学▲人类首次在天鹅座区域发现能量超过千万亿电子伏特的伽马光子。中国科学院高能物理所供图2022年布“网”的人有了更惊人的收获这年10月9日21点17分地球接收到了穿越24亿光年而来的史上最亮的伽马射线暴（GRB

60年前的今天，中国第一颗原子弹试爆成功。在那段核云密布、危机四伏的岁月里，中华民族凭借自强不息、矢志不渝的坚韧意志，铸就了这面捍卫和平与尊严的坚盾，孕育了“热爱祖国、无私奉献，自力更生、艰苦奋斗，大力协同、勇于登攀”的“两弹一星”精神。中国科学院深度参与了这一伟大历史工程，作出了突出贡献。今天，我们回望那段波澜壮阔的岁月，不仅是为了在历史长河中镌刻记忆，更是为了秉持初心、矢志不渝，在新时代的广阔舞台上，继续书写中国科学事业的壮丽篇章。01历史抉择，科技起航1945年，美国试爆原子弹成功，将世界带入了核武器时代。中华人民共和国成立后，在1950-1953年期间，美国多次对中国实施核讹诈。面对日趋复杂的国际环境，党中央从战略角度分析了核武器的作用，对发展原子能事业高度重视。▲1964年10月16日《人民日报》头版报道1950年5月19日，中国科学院近代物理所（1953年10月改称物理所）成立，由吴有训任所长，钱三强任副所长，很快聚集了王淦昌、彭桓武、赵忠尧、杨承宗、邓稼先、于敏等优秀核科技专家，成为我国核科学技术的重要发祥地。▲近代物理所合影（1951年，前排左三起：邓稼先、彭桓武、赵忠尧、钱三强、何泽慧等）1955年1月15日，毛泽东主持召开了中央书记处扩大会议，听取李四光、钱三强等科学家关于原子能的汇报，做出发展原子能事业的战略决策。原子弹研制的相关工作具体由二机部负责。1958年6月，邓小平批复同意建西北核武器研制基地，也称二二一基地。7月13日，二机部党组决定成立北京第九研究所（核武器研究所），中国的核武器研制进程开始加快。中国科学院则被赋予重任，承担了关键性的科学研究和技术支持工作。7月1日，中国科学院物理所改称原子能研究所，标志着中国拥有了一个多学科、综合性的原子能科学技术研究基地。11月，金银滩二二一基地开始施工，来自全国的2000名转业干部和战士、7000多名民工以及2000多名建筑工人组成了施工队伍，夜以继日地修建实验场地；数以千计的学生、从国外回来的专家、学者隐姓埋名，汇聚于此，将金银滩变为“原子城”。科研、军民、中央与地方团结协作，协同攻克难关，充分彰显了社会主义的制度优势。中华民族在核领域的奋进之旅，扬帆起航。02砥砺前行，铸就辉煌就在中国原子能事业如火如荼开展的时刻，中苏关系日趋紧张。1959年6月20日，苏联方面决定拒绝再为中国提供原子弹有关技术资料，次年又撤走相关的所有技术专家。在巨大的压力下，党中央再度做出决策：自力更生、艰苦奋斗，靠自己的力量开展研究！1960年8月，二机部发出“为在我国原子能事业中彻底实行自力更生的方针而斗争”的电报指示，对相关的工程计划做出战略调整。中国科学院与二机部开展了更加紧密的合作。1961年，二机部和中国科学院协作小组成立，仅当年，中国科学院各有关研究所承担的任务就高达83项，共计222个研究课题。科学院与二机部、科学院与五院两个协作组成立。1962年11月3日，毛泽东主席再次对原子弹研制做出批示：“要大力协同做好这件工作。”中国科学院调动全院资源，攻克了铀同位素分离、核燃料化工防腐、核燃料元件制造、核燃料处理、计算技术革新、点火中子源研发、高效能炸药及高速摄影技术等一系列技术瓶颈，调动了二十多个研究所的精英力量投身于各项关键任务之中，不仅解锁了一系列关键技术难题，还培养了大批核科学及相关领域的领军人才与中坚力量。物理学家钱三强青年时期留学欧洲，取得了一系列丰硕的科研成果，可他和妻子何泽慧却决心回到祖国。他们认为：“虽然科学没有国界，但科学家都是有祖国的。正因为祖国贫穷落后，才更需要科学工作者努力去改变她的面貌。我们当年背井离乡、远涉重洋到欧洲留学，目的就是为了学到先进的科学技术，好回去报效祖国。我们怎能改变自己的初衷呢？应该回到祖国去，和其他科学家一起，使原子核这门新兴科学在祖国的土地上生根、开花、结果。我们渴望着回到离乡十年之久的故土，决心为祖国的富强、进步，贡献自己的力量。”▲钱三强、何泽慧婚后在巴黎莫东住所前留影（1946年）1959年，王淦昌在苏联杜布纳联合原子核研究所的研究中，发现超子的反粒子，这一成果引起了物理学界的轰动。可就在王淦昌的名字在国际上越来越响亮的时候，他忽然“失踪”。原来，1961年，王淦昌成了原子弹研制工作的重要领导者，从此他只能隐姓埋名，将过去的荣誉封存，向着更大的目标前进。他负责指导原子弹设计实验元件和指挥安装，仅用了一年时间，就摸清了原子弹内爆的方案和实验技术，为原子弹研究踏出了至关重要的一步。彭桓武曾是诺贝尔奖得主马克斯·玻恩的得意门生，但他也放弃了在国外的大好前途毅然决然回到祖国。回国后，彭桓武参与和领导了原子弹、氢弹以及战略核武器的理论研究和设计，在中子物理、辐射流体力学、凝聚态物理、爆轰物理等多个学科领域取得了重要成果。除此之外，彭桓武还培养出了大批物理学人才：他的学生黄祖洽，是我国第一座原子反应堆的主要设计者；另一位学生周光召，为原子弹的研制解决了大量理论问题。1957年，周光召在苏联莫斯科杜布纳联合原子核研究所任中级研究员，从事高能物理、粒子物理理论研究，其间发表了多篇论文，是当时国际物理学界的一颗新星。苏联毁约后，周光召回到祖国，担任了二机部九院理论部第一副主任，在核武器理论研究、爆炸物理、辐射流力学、高温高压物理、计算力学等领域做出了重要贡献。而他本人却隐姓埋名，消失在了国际学术界。多年后，周光召回忆说：“我一直认为不管是原子弹还是氢弹，都远远不是几个人的事情，而是十几万人的共同的工作。而且它是不能出一点差错的，一个螺丝钉拧不对了都要出问题的，所以在这里头每个人都有他自己的贡献。而且每一种贡献在我看来都很难分得出它是特别重要，还是不重要。”▲赵忠尧（前排左二）、王淦昌（前排左四）在苏联杜布纳联合所在“两弹一星”工程中，还有无数科研工作者作出了巨大努力和牺牲。他们的事迹和精神，也已成为中国科学界的光辉旗帜，激励着科技工作者不断前行。03铭记历史，开创未来1962年，为了加强对原子能及尖端事业的领导，中央专门委员会（简称中央专委）成立。在中央专委的统一部署下，核武器研制的进程大大加快，中国科学院也成立了新技术局，保障了核研制器材的及时供应。1963年底，全尺寸聚合爆轰中子试验取得成功，闯过了最后一个重大难关；1964年4月，第一颗原子弹装置的研制工作进入最后完成阶段；8月10日，首次核试验所用的试验装置及备件被陆续运到试验场地；8月23日到9月1日，原子弹完成了一切试验前的准备工作……中国第一颗原子弹装置试验的起爆时间最终被定在10月16日15时。轰然巨响中，蘑菇云起，中国第一颗原子弹试爆成功！这不只是无数人多年心血的结晶，也彰显了一个国家立足于世界的底气。1964年10月16日22时，中央人民广播电台在晚间新闻节目中播放《中华人民共和国政府声明》。声明指出：“这是中国人民在加强国防力量，反对美帝国主义核讹诈和核威胁政策的斗争中所取得的重大成就。”声明中，中国政府郑重宣布“中国在任何时候、任何情况下，都不会首先使用核武器。中国科学院调动了全院一半以上的科研人员参与“两弹一星”科研攻关，开拓了原子弹氢弹事业，参与了导弹和运载火箭事业，奠定了人造卫星事业，开拓了许多国际上新兴、国内完全空白的科技领域，研制成果一大批新型材料、特种元器件、精密仪器和测试设备，在核武器研制、核燃料工业的开拓、弹道的应用基础理论和技术基础和反导研究方面取得了许多重要突破，解决了一系列关键科学问题和核心技术，为“两弹一星”研制成功作出了不可磨灭的重大贡献。中国科学院由此建立了我国战略高技术的主要科学基础，开拓出若干国际新兴、国内空白的科学技术领域，为我国原子能和航天领域培养造就了大批科技领军人才和骨干力量，为中国科技的飞跃发展贡献了力量。04结语在原子弹研制的光辉历程中，无数科研工作者前赴后继，将个人志趣与国家命运紧密相连，共创伟业。今天，我们追忆“纵横南北十万里”的创业艰辛，感叹老一辈科学家们“敢问惊雷何日响”的爱国情怀，愿理想在新一代中继续闪耀！本文有修改，原稿请见《东方巨响，60年回望》更多阅读：六十载丰碑永存！今天，向他们致敬！来源：中国科学院大学责任编辑：宋同舟

今天是中国第一颗原子弹爆炸60周年纪念日下面用3分钟一起来回顾这段激动人心的历史↓↓↓

“你们知道世界上最冷的地方在哪里吗？”“就在我头顶。”2023年9月21日，在“天宫课堂”第四课上神舟十六号航天员桂海潮指着身边的超冷原子物理实验柜说与此同时中国科学院空间应用工程与技术中心研究员张璐正在电视台“天宫课堂”的直播现场给孩子们深入讲解国家太空实验室里的高科技张璐等来自中国科学院的科学家属于最了解太空实验的一群人他们为国家太空实验室的诞生提供了强有力的科技支撑▲中国空间站国家太空实验室。建立国家太空实验室是中国早在30多年前就已明确的目标1992年，我国批准实施载人航天工程明确“三步走”的战略“造船为建站，建站为应用”这是我国载人航天工程建设发展的初衷也是工程“三步走”战略实施过程中一直努力的方向载人航天工程确立之初国家就把载人航天空间科学与应用的重任交付给中国科学院中国科学院建立了空间科学与应用研究研制体系在载人航天工程第一步和第二步任务中在对地观测、空间科学、应用新技术等领域组织开展了60余项空间科学与应用任务全新研制了600余台套有效载荷取得了一批具备国际水准和国内开创性的成果推动我国空间科学与应用水平整体跃升进入空间站规划及建造阶段中国科学院瞄准世界科技前沿及国家重大需求前瞻制定了空间站空间科学与应用发展战略规划并完成近30个重大研究设施攻关研制2022年11月3日“梦天”实验舱顺利完成转位中国空间站“T”字基本构型在轨组装完成建成后的中国空间站成为了一座国家太空实验室也成为中国航天史上规模最大、长期有人照料的空间实验平台▲空间站水生生态系统研究。高精度时频系统、高微重力实验柜等设施国际首创超冷原子物理实验柜、生命生态实验柜、无容器材料实验柜等实验设施达到国际领先或先进水平……空间站正在成为我国当前覆盖学科领域最全、在轨支持能力最强且成为兼备有人参与和上下行运输等独特优势的“国家太空实验室”中国科学院牵头完成14个科学实验柜它们共同的研制难点之一是“小”相当于要把在地面上一整间屋子里的实验装置塞进不到两立方米的柜子里难点之二是实验柜要既轻便又牢固用最小的重量搭载最多的科学载荷难点之三是要有科学前瞻性满足后续十年的科学实验需求▲空间站科学实验柜及其分布情况。每一个科学实验柜都相当于一个综合性实验室而柜子只有“方寸”大小技术创新是唯一的办法通过多次“材料优选、轻量化设计、仿真分析、力学试验验证”实验柜在柜体主结构不到100公斤的情况下承重能力达到500公斤载荷承载比比国际空间站实验柜高出两倍以上但14个实验柜，也各有各的研制难点高精度时频实验柜作为空间站中最复杂的实验柜之一在该研制项目立项后的一段时间研制工作一直推进缓慢到2019年，中国科学院整合全院资源成立工程攻关组自此之后高精度时频实验柜的研制进入快车道通过强强联合中国科学院科研团队建成了目前世界上在轨设计指标最高的空间时间频率系统▲2020年国庆节前夕，张璐团队与实验柜合影。所有的努力都得到了最直接的回报2024年5月1日凌晨神舟十七号乘组回到地球的几个小时后20多位科学家在空间应用中心的大厅里满怀期待地等待着总重量约31.5公斤32种生命实验样品以及18种材料样品经过拆包、称重、检测连夜回到科学家手中▲神舟十七号载人飞船返回的样品。这些实验样品被科学家亲切地称为“太空特产”之后这些“太空特产”被科学家带回各自的实验室从神舟十二号到神舟十七号航天员先后乘坐6艘载人飞船为科学家们带回了6批、300多份科学实验样品▲空间站返回的水稻实验样品。包括中国科学院在内的国内外百余家科研院所参与研究科学家基于空间站返回样品已经在空间生命科学与生物技术、空间材料科学、微重力基础物理等多个领域取得重要研究成果在国际一流期刊发表论文300余篇这其中的每一项科研成果背后都离不开太空实验室里一个个科学实验柜的支撑尽管成果丰硕国家太空实验室的科研团队仍没有停下脚步他们还在做三件重要的事一是每年滚动实施科学实验项目二是规划新装置、新实验平台三是加强成果推广与应用不断获取应用效益全文请见9月23日《中国科学报》将刊发的文章太空实验室，求索天地间来源：中国科学报责任编辑：宋同舟

9月19日，中国科学院地理科学与资源研究所联合中国科学院青藏高原研究所、中国科学院自动化研究所等单位研发的多模态地理科学大模型“坤元”(Sigma

黄河上游坐落着我国首座百万千瓦级水电站——刘家峡水电站其主体构筑物为我国建造的首座超百米的混凝土高坝鲜有人知道的是上世纪五六十年代有一群中国计算数学家夜以继日为大坝设计和建造而奋战助推水电站如期完工他们还从大坝计算中获得启示独立于西方创立了有限元方法数学理论开创了科学与工程计算方法和理论的新领域时间回到1958年国家重大工程百万千瓦级刘家峡水电站开工关于如何建造主体构筑物超百米的大型混凝土坝建设者们几乎毫无经验大坝工程进展缓慢甚至在1961年一度停工1963年2月农历新年刚过刘家峡大坝设计组副组长朱昭钧风尘仆仆地来到北京“求助”希望中国科学院计算技术研究所三室（现中国科学院数学与系统科学研究院计算数学与科学工程计算研究所的前身以下简称三室）帮助解决大坝应力计算问题上世纪60年代初为响应“向科学进军”的号召中国科学院提出“任务带学科”科研模式即以完成国家重大需求任务为目标开展系统研究解决国家发展中遇到的科学问题精确计算大坝应力场成了三室全体科研人员的主要任务▲冯康。在冯康（1980年当选中国科学院院士）的筹划下“水坝计算”小组依据三个方法分成三支小队三个方法分别是变分法、积分守恒法、去掉坝体基础法在分组之前冯康推荐了一篇文章和一本书：普拉格、辛格1947年发表在美国《应用数学季刊》的论文以及福赛思、沃索合著的《偏微分方程的差分方法》后来他们才意识到“冯先生实际是在播撒有限元方法的种子”当时刚20岁出头的崔俊芝（1995年当选中国工程院院士）在“积分守恒法”小队该方法从平衡方程出发把应力与应变关系带进拉梅方程进行计算经过一段时间复杂而又艰难的计算该小队在1964年春节前为刘家峡大坝计算出应力场不过坝踵和坝趾附近的误差仍然较大应力场的精度还不够后来，崔俊芝全力以赴编写了我国第一个平面弹性问题有限元方法计算程序顺利计算出令设计者满意的应力场那个年代科研人员编写程序十分困难崔俊芝回忆当时我国两台最早的计算机——代号为“103”“104”相继诞生不久他需要在字长39位、容量4K、运算速度每秒一万次、内存仅2048个全字长磁芯体的“104”机上求解超过1000个未知数的离散方程崔俊芝不舍昼夜地奋战利用自主编写的有限元程序终于计算出了十多组方案及其工况作用下的应力场朱昭钧对计算任务完成情况给予了很高评价1966年10月刘家峡工程成功截流中央发出明码电报表彰科研人员为刘家峡工程作出的突出贡献▲冯康（左）与崔俊芝（右）。在计算数学家们看来作为计算数学团队的实际学术指导和领路人冯康让有限元的“种子”从刘家峡大坝的土壤中生根发芽成为世界级学术成果1965年，冯康在《应用数学与计算数学》上发表了论文《基于变分原理的差分格式》这是一套求解偏微分方程的数值算法也是著名的有限元方法几乎在同一时期，西方也有了这一概念1960年美国教授克劳夫第一次正式提出了有限元方法但当时的中国与西方鲜有交流中国数学家难以了解有限元方法的发展前沿崔俊芝解释西方的有限元方法是作为结构工程的分析方法提出的而在中国是从数学发展而来中国和西方沿着不同的方向独立发展出有限元方法《基于变分原理的差分格式》既是冯康的传世之作也是中国学者独立于西方创立有限元方法理论的标志▲冯康发表的论文《基于变分原理的差分格式》（英文版）。改革开放后冯康的论文被译成英文并为世界知晓原美国总统科学顾问、纽约大学柯朗数学研究所所长拉克斯特别指出冯康“独立于西方国家在应用数学方面的发展创造了有限元方法理论……在方法的实现及理论基础的创立两方面都作出了重要贡献”著名数学家丘成桐曾在1998年指出“中国近代数学能超越西方或与之并驾齐驱的有三个陈省身的示性类、华罗庚的多复变函数、冯康的有限元计算”今天有限元方法已成为研发设计类工业软件的核心技术之一基于有限元方法的软件已经成为辅助现代工程和装备研发的主要软件桥隧大坝、飞机船舶、手机芯片……一个个复杂事物的诞生都离不开有限元方法的支撑面对国家新的需求年轻一代从冯康及刘家峡计算的故事中汲取着强劲的精神动力踏上了一条新路——构建新一代具有中国自主知识产权的CAX基础工业软件的数学内核为支撑现代化产业体系推动我国制造强国和数字中国建设贡献力量这并不是一条坦途但在新一代年轻人看来路虽远，行则将至事虽难，做则必成全文请见9月13日《中国科学报》将刊发的文章独创“有限元”

1961年9月一个年轻的团队创造出“中国第一”“世界第二”的奇迹这就是中国首台红宝石激光器它发出的第一束光橘红如火耀眼无比照亮了中国激光史这个团队来自中国科学院长春光学精密机械与物理研究所（以下简称长春光机所）由时年30岁的王之江、邓锡铭牵头在经济困难、工业基础薄弱的条件下用较短时间完成研制这台独属于中国的激光器凝聚了科研人员全部心血它仅仅比世界首台激光器晚了一年且使用了前所未有的创新设计效率更高、性能更优▲中国第一台红宝石激光器。激光是20世纪的伟大发明被誉为“最亮的光”“最准的尺”“最快的刀”它的应用无处不在——医学、制造业、通信、国防它对光学的发展起到划时代的作用1958年，美国物理学家查尔斯·汤斯等发表《红外和光量子放大器》一文提出实际激光器的概念预言了激光的可行性世界各国随之展开对研制激光器的角逐中国科学家亦不甘人后其实，长春光机所的一批年轻科研人员王之江、王乃弘、顾去吾等已经产生打破经典光学定律、改革光源的创新思想与汤斯等人的结论不谋而合▲长春光机所上世纪旧照。一读到汤斯等人的论文王之江等人马上领悟到其精华他们当即决定探索激光这个新研究领域然而当时的中国与英美等发达国家几乎没有交流只有一些国外学术刊物可供了解世界科技前沿中国科学院电子学研究所的黄武汉率先开始红宝石微波量子放大器的研制在黄武汉成果的启发下王之江、邓锡铭等人利用业余时间自发研究光量子放大器他们没有经费支持但风华正茂的他们一直在坚持1960年5月，美国物理学家查尔斯·梅曼成功制造出世界上第一台激光器这给了长春光机所研究人员莫大鼓舞让大家看到红宝石作为激发介质的可行性▲梅曼发明世界上第一台红宝石激光器。王之江等人马上给所领导写信得到了时任所长王大珩的大力支持1960年底，他们制定出实验方案对红宝石激光器的研制正式开始然而，要把全新设想变为现实谈何容易？这些勇气满满的年轻人在研制过程中遇到了万分艰难的挑战新中国工业基础薄弱制作红宝石激光器所需的脉冲氙灯在国内求购无门研究人员只能自己从头设计、动手制作国产红宝石质量不佳不能满足光学要求研究人员只能尝试从技术方面创新改进由于没有无线电学科背景他们对谐振腔理论也需从头学起纵使困难重重王之江、邓锡铭下定决心要做出中国自己的激光器他们大量学习知识不分寒暑，废寝忘食，刻苦攻坚他们进行了3处技术创新分别是：直管状脉冲氙灯、球形成像照明器以及内有聚焦装置的谐振腔这使我国红宝石激光器效率超过“世界第一”其中，长春光机所技术人员杜继禄凭借高超技巧吹制20多种过渡玻璃解决了氙灯钨极与石英间的封接难题相关工艺在激光领域沿用几十年而氙灯所用的几瓶氙气是一位采购员走遍半个中国才在不知名灯泡厂的库房中找到的库存1961年9月中国第一台红宝石激光器诞生并成功实现激光输出这比美国的那台仅晚了一年多红宝石激光器开辟了全新研究领域中国之“光”，蒸蒸日上此后各类激光器如雨后春笋般涌现经多年发展激光产业已在国民经济中不可或缺1964年5月中国科学院光学精密机械研究所上海分所成立它是首个专门从事激光研究的研究所王之江担任固体激光器研究室主任和同事试制钕玻璃激光器达到国际先进水平▲王之江院士。邓锡铭则继续牵头激光核聚变研究开拓、发展高功率激光驱动器建成我国最大的“神光”激光装置在惯性约束聚变、X光激光等领域取得一系列重大成果▲邓锡铭院士。2005年

20世纪八十年代我国高性能计算机（即“超算”）完全依赖进口西方国家为了封锁超算核心技术同时为了限制中方对超算的使用规定出口到中国的超算必须装在一座透明玻璃房内钥匙须由他们掌握计算的资料要经过审批中方人员的一举一动都在监视之下“‘玻璃房子’是中国的耻辱！”时任国家科委主任、两院院士宋健的这句话也是每个中国计算人心头的苦涩当时中国也有一些大型计算机但大都落后先进水平几代，应用也十分有限被讥讽是“‘公机’不会下蛋”尽快研制自主可控的高性能计算机既是战略发展要求，也是市场所需时值“863计划”走向历史舞台一批重大科技专项先后设立“智能计算机”主题项目赫然在列（即863-306主题）国家智能计算机研究开发中心（以下简称智能中心）也随后成立中国科学院计算技术研究所（以下简称计算所）研究员李国杰担任创始主任经过广泛听取国内外专家的意见以及深入分析世情国情智能中心最终决定主攻通用的并行计算机并设立了这个主攻方向上的第一个目标在一次文艺演出活动中舞台背景中的一行字“新时代的曙光”让李国杰触动不已于是决定将智能中心研制的第一台计算机取名为“曙光一号”▲“曙光一号”计算机。研制“曙光一号”需要大量有计算机设计经验的人才在缺兵少将的背景下李国杰大胆启用国内刚毕业的硕博士生28岁的刘金水来了27岁的樊建平来了24岁的孙凝晖来了……一年后一支平均年龄不到30岁的技术队伍壮大起来他们这群“不怕虎的初生牛犊”要面对的竞争对手是IBM、惠普这些国际巨头1991年11月，“曙光一号”的总体方案确定年轻的团队摩拳擦掌、准备全力攻坚然而，国内的研发环境实在太差硬件采购、软件支持、组件生产等都是“拦路虎”巧妇难为无米之炊智能中心大胆决策：派一支小分队到美国硅谷去研发！樊建平等6人被选中前往硅谷进行“曙光一号”的封闭式研发樊建平至今记得他们工作和生活的地方是一处美式民居6个人只有4间卧室客厅就是办公室和实验室他们把一天分为上午、下午、晚上3个工作单元每天工作十五六个小时，周末无休散步或骑自行车是主要的娱乐和锻炼活动在近1年“洋插队”的时间里没有一人三心二意他们深知，肩上扛着的“曙光一号”是中国计算机事业的前途命运▲“曙光一号”赴美国研制团队（左起:

现代红外科学技术研究起步于德国后来，美国长期在保密条件下开展相关研究直到1959年9月才首次公开发表部分研究进展同时期国内“红外探测器”技术研究一片空白汤定元是新中国成立后第一批归国留学生之一1951年他来到中国科学院工作时刻关注国际前沿的汤定元知道红外技术是一门必须跟进的新兴技术学科他带领项目组在国内最早开展硫化铅红外探测器研究围绕红外探测器研究汤定元先后给时任国防科学技术委员会主任聂荣臻写了三封信也是在汤定元的倡议下国家将红外技术和应用光学并列作为我国科研发展重点1964年中国科学院决定集中整合院内红外研究力量将昆明物理研究所及中国科学院上海技术物理研究所（以下简称上海技物所）转为红外技术研究专业所同时将中国科学院物理研究所、中国科学院半导体研究所红外方面的工作分别调整至这两个所“使上海技物所工作全面转向红外技术”肩负着这项重任的汤定元同十余位同事共同前往上海技物所一部扎根于上海技物所的红外传奇开始生根发芽▲汤定元（左二）在实验室与学生交流科研进展。上海技物所红外技术的生根发展还离不开中国科学院院士匡定波在没有任何资料可借鉴也没有什么像样的仪器设备的情况下匡定波团队克服重重挑战研制出我国首套用于歼击机的红外探测装置▲匡定波参加“风云一号”气象卫星B星发射。1972年气象卫星（后来的“风云一号”）预研工作开始上海技物所承担红外扫描辐射计的研制任务研究人员主动“自我加压”着手提升核心部件的性能指标由研究员龚惠兴（1995年当选为中国工程院院士）负责扫描辐射计整体研制工作红外探测器的任务交给了研究员方家熊（2001年当选为中国工程院院士）碲镉汞被誉为红外探测器应用的“天选”材料其禁带宽度随组分变化可以制备各种波段的红外探测器方家熊带领29人的小组迎难而上一一攻克材料提纯、合成、检测、应用环境模拟等难关1988年9月7日上海技物所建所30周年之际“风云一号”卫星成功升空不久后红外扫描辐射计顺利获取清晰图像我国成为继美国之后第二个拥有光导型碲镉汞加辐射制冷技术的国家同时期的欧洲早于我国起步却迟迟未能做成▲1988年“风云一号”卫星发射任务试验队员凯旋归来。“七五”期间多元长波碲镉汞探测器预研项目要求做出一个超过10像元的线列器件（注：像元指探测器扫描采样的最小单元）但方家熊瞄准当时的国际先进水平带领同事克服经费不足、设备条件差等因素成功研制出60像元器件从10像元到60像元再到180像元这些看似不可能完成的任务却被方家熊带领的团队在不到10年的时间里出色完成为后续应用于“风云二号”气象卫星、“神舟三号”飞船等的碲镉汞红外探测器组件奠定了基础▲碲镉汞线列器件。红外焦平面由红外像元芯片和读出集成电路组成兼具感应红外辐射信号和信息处理功能1994年在半导体材料和器件领域颇有建树的科学家何力放弃国外的高薪工作加入上海技物所同前辈们一样他也带领团队“摸着石头过河”从琢磨路线、采购设备做起不断摸索材料生长的最优方案2005年大面积碲镉汞材料跟随卫星进入太空这也是我国红外焦平面碲镉汞探测器首次应用于航天领域2014年伴随着航天用红外探测器需求井喷式爆发为满足大面积、超长阵列产品生长的需要上海技物所决定在嘉定建立一条红外焦平面器件的工艺生产线正是在这条生产线上诞生了迄今公开报道的国际上最长的红外焦平面探测器▲材器中心研制团队在实验室进行检测。近年来上海技物所持续攻克大规模、高灵敏、高定量红外探测器关键技术相关成果成功应用于气象卫星、探月探火、载人工程、高分专项、国家安全等领域的遥感仪器上保障了航天红外装备的核心部件自主可控2023年上海技物所牵头组建的红外探测全国重点实验室正式揭牌以期进一步汇聚全国红外技术领域的顶尖力量深入开展红外领域高水平应用和前沿研究推进相关技术深入融合从早期艰难追赶外国到如今多点开花在这部跨越70年的红外史诗中国家需求是上海技物所不断发展核心关键技术的最大动力上海技物所响亮提出了“扛红外大旗”的努力方向红外探测器也逐渐成为上海技物所的“法宝”

2011年12月15日15时三峡电站28号机组顺利完成72小时试运行那天，75岁的中国工程院院士中国科学院电工研究所（以下简称电工所）研究员顾国彪再次俯瞰三峡两岸50多年蛰伏的情绪如万波奔腾的江水倾泻而下▲三峡电站28号机组转子吊装。这是我国首台世界单机容量最大的大型蒸发冷却机组采用自主创新的“定子绕组常温自循环蒸发冷却”技术标志着我国大型水电装备研发走向国际领先次年蒸发冷却机组27号也正式投产发电十余年来这两台70万千瓦大型发电机的运行安如磐石蒸发冷却技术大幅提高了电机的安全可靠性打破了国外厂商在大型水电装备领域的技术垄断并整体拉低了其投标价格▲2016年5月，顾国彪在三峡大坝前。最早开始钻研蒸发冷却技术时顾国彪只有22岁刚加入成立不久的电工所他心中一直有股信念那就是“不做与国外重复的事情要做一两件超越国外的事。”1958年关于三峡工程的第一个重要文件正式下发彼时，我国只做过6万千瓦的水轮发电机组而三峡水利工程项目的机组至少需要50万千瓦当时世界上最大的苏联古比雪夫水电站单机容量不过为11.5万千瓦一场攻克大容量电机冷却世界性难题的长征就此开始▲三峡水电站。“一把老虎钳、一把锯子、几把螺丝刀”顾国彪所在的蒸发冷却实验室就这样干了起来当时，国际大型水轮发电机主要采用空冷和定子绕组水内冷技术水内冷最大的问题是电气安全问题一旦电机内部的水泄露后果不堪设想为了保证工程安全可靠进一步提高冷却效率顾国彪提出利用两相流的自循环原理研制常温下的无泵自循环系统而这个只有23岁的年轻人的想法也让不少人觉得有些“荒唐”所有质疑都无法干扰顾国彪1959年底他们终于制作出一个立式可观察绕组模型形成了无需外界动力的“常温自循环蒸发冷却”系统实现了蒸发冷却技术最基础和最关键的一步——原理性创新随后中国科学院主持召开蒸发冷却电机工业推广会议落实了蒸发冷却实验电机的任务正式定名“601任务”“做工程技术，要有敢想的精神不要外国人讲什么就信什么满足于国外的好东西要敢于质疑，相信我们能做得更好。”这是顾国彪深入骨髓的自信20世纪70年代末80年代初电工所与东方电机厂等开展了合作但因为立项进度等原因安装运行资金十分紧张“这件事，贷款也要干！”顾国彪最终向国家贷款160万元有了这笔资金两台1万千瓦的蒸发冷却水轮发电机组终于落地云南省大寨水电站如今，这两台发电机组已安全运行逾40年先后获得1987年中国科学院科技进步奖一等奖1988年国家科技进步奖二等奖▲1983年，云南大寨水电站1万千瓦蒸发冷却水轮发电机。1994年，三峡正式开工顾国彪向三峡工程建设委员会提出使用蒸发冷却技术的建议委员会专家也提出了一个挑战那就是要在四五年内完成40万到50万千瓦的电机并且两年之内不出故障

“其他国家在晶体生长方面的研究目前看来还无法缩小与中国的差距。”2009年2月《自然》杂志一篇题为《中国“藏匿”的晶体珍宝》的调研文章引发国际同行广泛关注其中认为中国禁运氟代硼铍酸钾晶体（KBBF）将对美国功能晶体等研究产生严重影响该文的缘起是中国2007年停止对外提供KBBF晶体美国不惜重金求购或邀请中国专家去美工作都被严词拒绝中国科学家用国际领先的自主创新成果在高技术领域对美国说“不”从20世纪60年代开启理论研究到80年代研制出低温相偏硼酸钡晶体（BBO）以及三硼酸锂晶体（LBO）再到90年代研制出KBBF晶体中国科学院福建物质结构研究所（以下简称福建物构所）等单位的科学家打破中国在晶体生长领域仿制、跟跑的局面让“中国牌”晶体闪耀世界▲LBO晶体。作为一类重要材料晶体是指能自发地生长成规则几何多面体形态的物体随着科技进步和经济发展人工功能晶体已成为激光设备等不可或缺的基础材料激光技术是20世纪“四大科技发明”之一作为激光设备的上游关键部件非线性光学晶体可以将某一频率的激光转换成另一种频率的激光当时国外已发现一些非线性光学晶体材料而中国尚未研发出自己的晶体1945年我国结构化学领域开拓者卢嘉锡留学归国组织队伍开始晶体材料研究国外晶体研究已开展数十年我国如何赶超？基于对国际国内晶体研究的分析卢嘉锡认为探索新晶体材料不应受国外学术思想束缚跟在外国人的后面走而应在总结分析国外已有工作基础上走自主创新道路1960年卢嘉锡经过深思熟虑向中国科学院和福建省委提出将福建分院筹建的“六所一室”整合最终形成福建物构所自此开始研制非线性光学晶体▲20世纪60年代，建所初期的结构化学研究队伍。缺乏技术、没有经验和专业人才科研人员只能从仿制起步即便如此卢嘉锡还是凭借研究积累部署了结构化学、非线性光学晶体等研究方向构想有了关键是靠大团队联合开展大攻关卢嘉锡想方设法从高校调来理论物理等专业的毕业生陈创天（2003年当选中国科学院院士）就是其中之一原本学理论物理的陈创天根据研究所发展需要系统学习了结构化学知识▲20世纪70年代，卢嘉锡（左）指导福建物构所科技人员工作。1976年苦心钻研近十年后陈创天提出阴离子基团理论次年被任命为非线性光学材料探索组组长到1979年研究组发现BBO是个非常有希望的新型材料三年后，他们终于生长出大块BBO晶体▲科研人员早期使用的手摇计算机。中国科学家以翔实的数据和无懈可击的实验证明了BBO晶体是非中心对称的晶体在200纳米至350纳米波长范围内透过率可达到80%以上▲BBO晶体。“中国牌”晶体横空出世正当外国学者为之感到震惊时中国科学家又于1987年宣布新的重磅成果他们发现并生长出第二块“中国牌”晶体LBO与BBO相比LBO紫外截止波长移到150纳米是实现高功率三倍频输出最好的非线性光学晶体BBO、LBO晶体分别被美国《激光电子学》杂志评为1987年、1989年“十大尖端产品”▲BBO、LBO获评“十大尖端产品”。1988年福建物构所进一步加强成果转化成立福建福晶科技股份有限公司（以下简称福晶科技)开启BBO、LBO晶体商业化之路“商业化后，外国就眼红了。”陈创天的学生、中国工程院院士吴以成回忆美国曾以专利无效为借口和中国打官司希望能取消中国的LBO晶体专利权“他们蹩脚的理由最终没得逞。”研发出BBO、LBO后陈创天团队等经过反复计算和思考又踏上新型非线性光学晶体探索之路最终研制出全球独一无二的KBBF晶体让激光最短波长达到184.7纳米在深紫外激光领域大展身手2008年上市的福晶科技如今已成为全球知名的LBO、BBO等龙头厂商产品广泛应用于激光、半导体等领域2023年实现营业收入7.82亿元▲晶体提拉生长车间。（本文图片均由福建物构所提供）今天，我国的原创晶体在研制和应用上不断取得新成果始终领先国际几十年过去了“中国牌”晶体这个“老字号”更显创新活力“跟在别人屁股后面永远不是创新。”正是有了国家和中国科学院对晶体研究的持续大力支持有了几代科学家的团结互助、勠力创新我国晶体研究才长盛不衰全文请见9月2日《中国科学报》将刊发的文章逆境中长出的“中国牌”晶体来源：中国科学报责任编辑：刘映含

灰蓝色的海面上一船船“洋垃圾”驶入中国海域在报纸上看到“洋垃圾”的新闻陈学思很想为消除“洋垃圾”中的“白色污染”尽一份力1999年，陈学思留学归国加入中国科学院长春应用化学研究所（以下简称长春应化所）他离这一科研目标越来越近▲聚乳酸树脂。聚乳酸看起来像一颗颗晶莹、略发白的米粒取材自玉米、木薯、纤维素等可制成餐具、地膜、手术缝合线等将其埋在土里或嵌入人体经过几个月到几年便会降解为小分子最终成为水和二氧化碳消失得无影无踪对环境、人体影响甚小它“从自然中来，到自然中去”从源头上切断了一次性包装塑料带来的“白色污染”被视为是一种“明星”级别的环保材料备受科研界、环保界、资本界瞩目1999年10月在时任长春应化所副所长董丽松的牵线下陈学思与浙江海正集团董事长白骅一拍即合“我们要做中国人自己的聚乳酸生产线”2000年，陈学思带领课题组从实验室开始进行产业化技术开发经过三年的摸索陈学思带领团队筛选百余种催化剂、摸索上千个实验条件提出了具有工业化前景的技术总体方案使聚乳酸的单体丙交酯产量从几克逐步提升至上百克21世纪初，丙交酯市场售价为一公斤1万元左右长春应化所实现了丙交酯国产化价格一下子“被打了下来”如今一公斤仅售15元左右与当初的万元天价相差数百倍▲陈学思（左）在聚乳酸生产线出料间作技术讲解。2000年，边新超加入陈学思团队2003年，他被派到浙江省台州市建设30吨中试生产线从实验室技术到产业化技术中间过程绝不是简单放大为了激励自己边新超把手机铃声调成了电影《碟中谍7》的主题曲《不可能完成的任务》2007年2月示范生产线突然因不明原因停工管路堵塞、找不到堵点“每天相当于烧掉一辆帕萨特”这样的状况整整持续了三个月“快倒闭了吧？”在食堂吃饭时，有人揶揄道边新超的内心久久不能平静将设备检查了一遍又一遍他发现真空度下降得厉害怀疑是齿轮泵漏气来不及多想他和同事拆下300斤的齿轮泵坐了一天一夜的长途车来到河北沧州厂家终于发现了问题所在并快速形成了解决方案在众人的忘我努力下长春应化所与企业终于在2007年建成了5000吨/年产能的示范线这是国内第一条聚乳酸示范线也是全球第二条聚乳酸生产线2015年，陈学思团队改进技术把生产线扩产至1.5万吨/年由此长春应化所帮助企业首次在国内实现了万吨级聚乳酸稳定生产累计产值超过10亿元随着中国的加入美国、中国、欧洲在全球聚乳酸行业形成了三足鼎立的态势▲聚乳酸制作的餐具、厨具。早期的聚乳酸产品存在各种问题用聚乳酸制造的婴儿奶瓶连一次蒸汽消毒都扛不过去用聚乳酸制作的杯子从桌子掉到地面都极有可能被摔碎面对方方面面的挑战科研团队始终坚持工程化与基础研究“两条腿走路”化学制品的生成离不开催化剂长春应化所研究员庞烜从身边一切事物搜寻科研灵感让催化效率提升了200倍将聚乳酸的熔点做到全球最高最高达179℃改进催化剂后生产的聚乳酸耐热温度升至120℃以上制成奶瓶后进行蒸汽消毒完全不在话下针对聚乳酸产品不耐摔的问题团队通过提升缺口冲击强度把聚乳酸杯子的韧性提升了30倍稳稳当当地通过了1.5米跌落实验他们还做到了聚乳酸寿命长短可控聚乳酸地膜3到6个月内便会自动消失无需动用大型拖拉机专门回收汽车后视镜等塑料配件使用周期一般是15年聚乳酸原本达不到这么长的寿命但经过努力他们将这一不可能完成的任务变为现实从而避免大量汽车报废后的污染▲聚乳酸生产厂房。（本文图片均由长春应化所提供）禁塑令、“洋垃圾”禁令执行后传统塑料难降解的问题一度使得“可消失的塑料”供不应求单价从每吨1.8万元飙升至4万元有人羡慕他们“不用干别的光倒腾原材料就可以实现财富自由”陈学思笑笑说“这种事情，我们不会去做也不能做”

是顺应自然、让风沙肆虐还是人定胜天、绿进沙退？中国人曾在46年前坚定地选择后者始于改革开放元年的三北工程规划期限长达73年从1978年开始，到2050年才结束家底虽不丰厚

1950年9月5日中国科学院一间办公室内60岁的气象学家、地理学家竺可桢望着窗外陷入沉思彼时，新中国百废待兴西方国家对我国实行经济封锁作为时任中国科学院副院长竺可桢认为：谋求自给自足必须合理地配置资源！这意味着要摸清全国自然资源“家底”做出合理的发展方案▲中国综合考察事业奠基人竺可桢。为此中国科学院作为全国科学研究中心主动承担起自然资源科学考察的重任1951年，中国科学院组建首个西藏科考队50多位研究人员随同西藏工作队拓荒前行用近3年时间收集了中国人获得的第一批西藏科学资料点燃了中国综合科学考察的星星之火▲1951年的西藏工作队。

通用处理器（CPU）是芯片中的“珠穆朗玛峰”没有它，计算机等电子设备都将受制于人然而“八五”“九五”过去我国连续十年没有部署CPU研制项目时任中国科学院计算技术研究所（以下简称计算所）所长李国杰心急如焚“十五”期间，他到处奔走呼告：“错过这5年，以后就没机会了！”但在那时主流论调是“中国没能力做也不用做CPU”李国杰的主张难有共鸣“如果我们不敢碰CPU，将永远处于技术下游”他深感，中国的芯片产业不能再走老路2001年，计算所拿出“家底”设立CPU研制项目准备背水一战最初，李国杰倾向于让有经验的老同志牵头直到30岁出头的胡伟武进入视野在中国科学技术大学读书时胡伟武就爱好“搭芯片”看到所里正筹备CPU设计项目他主动向计算所系统结构室主任唐志敏请缨还立下“军令状”：“两年内不把操作系统启动起来，我提头来见！”李国杰被胡伟武这股子自信心所打动决定对他委以重任▲李国杰（前）与唐志敏（后右）胡伟武（后左）在一次会议中。2000年11月唐志敏、胡伟武等十余人加上100万元经费和一间50平方米的实验室组成了最早的“龙芯课题组”36岁的唐志敏负责整个处理器设计的总体规划33岁的胡伟武带着七八名研究生做具体设计不久后，38岁的计算所客座研究员张志敏加盟工程经验丰富的他负责工程管理“龙芯1号”的征程从此开始了他们还取了一个颇具特色的小名：“狗剩”，音译成英文是Godson胡伟武说“名字贱一点容易养大”2001年“五一”后课题组展开了夜以继日的攻坚在8月中旬的那个星期几个骨干为赶进度连续几天几夜鏖战在排查解决最后一个问题后“Godson”字样如约在主板上的显示器上亮起“通了！”大家一片欢呼团队一鼓作气成功启动了经改造的基础输入输出系统（BIOS）之后又试图启动Linux操作系统经过反复调试后屏幕上终于出现了“login”字样登录进去之后可以随便操作“龙芯”终于走通了关键的第一步胡伟武兴奋地给唐志敏打电话：“‘狗剩’跑起来了！”逻辑设计成功之后物理设计马上提上日程此时，龙芯CPU项目的研发经费也从100万元增加到1000万元然而，计算所此前从未做过大规模芯片的物理设计不少人担忧龙芯团队能否继续做下去胡伟武和唐志敏很有信心提出了“以我为主、联合设计”将“龙芯1号”流片分两步走的策略：第一步，委托第三方物理设计作为“保底方案”第二步，组织队伍进行独立的物理设计为了弥补在物理设计上的认知不足龙芯团队人均“啃”下一万页文档直至从“不会”到“会”更令胡伟武心安的是龙芯团队迎来了物理设计的“老兵”驰援——中国科学院微电子中心（中国科学院微电子研究所前身）研究员黄令仪黄老是中国“缺芯少魂”的亲历者她最大的心愿就是：“一定要设计一块高水平芯片，为祖国洗刷耻辱”▲龙芯课题组素有去天安门广场看升旗的传统。图为2004年黄令仪（右一）与胡伟武（右三）及龙芯课题组成员在龙芯2C芯片设计运行成功后到天安门看升旗。出于经验，黄令仪和胡伟武商量龙芯团队要独立做两个芯片：第一个不必苛求技术指标、确保打通流程第二个要追求技术指标、力争实现突破后者欣然同意为了在9月底之前完成流片2002年春节，龙芯团队大多数人没有回家大年二十九，他们在“办公室卧室”贴对联：辞旧岁狗剩横空出世迎新春龙芯马到成功▲龙芯团队2002年春节加班时在办公室门口贴的对联。在交付流片截止日前一天巨大的考验突然降临芯片上1万多个触发器的扫描链由于一个失误没有连出来这在一两天之内几无可能修复看着大家熬脱了相的脸胡伟武决定宣布放弃“两个芯片”计划这时负责后端版图设计的杨旭站了出来：“我们可以手工再改版图”接下来的两天两夜一万多个触发器硬是被连了出来终于在连续加班的第七个凌晨他们交付了所有流片文件胡伟武长舒一口气：“我们没什么可后悔了。”2002年8月9日，芯片终于返回他们将“龙芯1号”处理器子卡插到主板上随着电源键按下数码管上瞬间显示出“Godson-1”字样经过一晚的调试“Godson

中国人几千年的“观星”历史在世界天文历史的长河里留下过璀璨光辉到近代却历经长久衰微现代天文学发展远远落后于西方国家为了发展我国天文事业老一辈天文学家历时7年在南京紫金山建成由中国人自己设计建造的第一座现代天文台然而受战火困扰小行星观测和研究工作几度停摆直到1950年5月20日国家宣布成立中国科学院紫金山天文台（以下简称紫金山天文台）相关的观测和研究工作才得以稳定开展张钰哲被任命为紫金山天文台首任台长在国家和中国科学院的支持下紫金山天文台科研人员拧成一股绳奋起拼搏开启了中国小行星观测和研究事业的新序章▲建成后的紫金山天文台。1955年1月20日是不平凡的一天那是深冬最冷的一夜张钰哲和学生张家祥在茫茫夜空中捕捉到一个光点不太寻常通过反复检查比对拍摄的底片后他们确定那是一颗新的小行星这很可能是里程碑式的发现如果要给这颗新发现的小行星“上户口”他们还需要对这颗新星连续进行观测并做精确的轨迹计算当时的观测条件很艰苦设备也相对简陋紫金山天文台采用的是光学观测设备需要在夜晚进行观测而且对能见度要求很高南京寒意浓浓的冬季是最好的观星季节气温低至零下15摄氏度一次观测时长为一两个小时人在望远镜下站这么久精神要高度集中眼睛还要一刻不停地盯着寻星镜导星不光身体会冻僵就连钢笔里的墨水也会被冻住科研人员只能用铅笔来记录▲张钰哲与张家祥。之后两个多月里张钰哲和张家祥冒着冬季的严寒对这颗小行星成功进行了18次跟踪观测详细记录了观测数据并计算出精度较高的轨道参数他们确定这就是一颗新的小行星！数据上报给国际小行星中心后获得了国际永久编号3960号以及命名权这颗小行星被命名为“紫金一号”这是中国人首次在自己的土地上发现的小行星为我国天文事业写下了浓墨重彩的一笔虽然实现了中国本土发现小行星“零”的突破但观测设备仍靠进口这成了许多天文工作者的“心病”全台上下把所有精力都投入到研发天文望远镜上当时，苏联的2.6米望远镜尚在建造国际上已有的光学望远镜是美国的5米、3米、2.5米望远镜如果中国能研制出2.16米口径的望远镜那么在大口径天文望远镜领域或能进入世界先进行列1958年中国科学院作出决定创建中国科学院南京天文仪器厂（以下简称南京天文仪器厂现中国科学院南京天文光学技术研究所前身）3年后南京天文仪器厂光学车间工房建成2.16米望远镜的研制工作步入正轨前前后后一大批青年科技骨干从相关院所高校调到或分配到南京天文仪器厂有了这些人才的加入2.16米望远镜研制工作持续向前推进终于在1988年研制成功它是当时我国研制出的最大的光学天文望远镜被誉为中国天文界首艘“航空母舰”从此我国天文仪器研究迈入新的天地并陆续取得多项壮举自主研发出一系列先进的望远镜它们已经能穿越地球表层蒙蒙大气向更远的苍穹眺望将广袤宇宙里的壮丽美景传送回来不断揭开宇宙神秘的面纱其中紫金山天文台在近地天体探测望远镜研制上取得重大突破我国第一架近地天体探测望远镜——紫金山天文台施密特型近地天体望远镜在该台盱眙观测站正式运行口径1.04米配备该台自主研制国内灵敏度最高的CCD探测器继续探索和发现近地小行星和彗星▲盱眙观测站的近地天体望远镜。目前紫金山天文台的观测台站遍地开花青海、江苏、黑龙江、云南……甚至将在南极冰穹Ａ建立南极天文台其中，中国科学技术大学和紫金山天文台联合研制的2.5米大视场巡天望远镜建设在青海冷湖天文观测基地是北半球光学时域巡天观测口径最大能力最强的设备有了这些近地天体望远镜我国小行星研究这些年突飞猛进到现在已经发现了5000多颗新的小行星其中完成申请、审核程序获得国际正式“身份证”的有700多颗观测量在国际上该领域的400多个观测计划中位居前十无论观测数量还是数据精度都已在国际第一梯队▲张钰哲。百年耕耘，自立自强正是因为一代又一代中国科学家筚路蓝缕在相扶相携中走过一段又一段艰难的创新求索历程才使我国天文学研究摆脱落后局面奋起直追最终取得如此卓越的成绩写就“薪火不息，星光永恒”的传奇故事全文请见8月21日《中国科学报》将刊发的文章苍穹中闪耀的“中国星”来源：中国科学报责任编辑：曹旸

在浩瀚的星空里有一颗卫星独一无二它在世界上首次实现卫星和地面之间量子通信初步构建“天地一体化”量子保密通信体系它就是由中国自主研制的量子科学实验卫星“墨子号”从2003年萌发量子卫星通信的设想到2017年“墨子号”预定科学实验任务全部完成中国科学家历经14年从跟跑、并跑到领跑“冲刺”的背后是他们追求原创、寸积铢累、协同攻关的故事中国科学院院士、中国科学技术大学教授潘建伟介绍不久的将来星空上还将出现“量子星座”形成覆盖全球、全天时服务的量子通信网络科学家甚至可能将量子实验搬上月球在地球和月球之间建立起超长的量子纠缠分发更加深入地探索量子物理基本原理▲“墨子号”过境新疆乌鲁木齐南山站全貌。1996年从中国科大硕士毕业的潘建伟前往奥地利攻读博士学位1997年潘建伟与同事首次在国际上实现量子隐形传态这一成果被认为是量子信息实验研究的“开山之作”随后，量子信息在国际上蓬勃发展但那时国内的量子信息研究几乎是一片空白不仅少有人懂有时甚至还被认为是“伪科学”2001年，31岁的潘建伟回国在中国科大组建量子物理与量子信息实验室独立开始量子信息研究仅2003年一年潘建伟研究组作为第一单位发表7篇论文但潘建伟想做的事不止于此彼时，他萌生了一个近似“疯狂的设想”：利用卫星实现远距离量子纠缠分发▲潘建伟实验团队在讨论数据。2003年至2005年潘建伟团队完成了中国自由空间量子通信领域的“开山之作”全球首次13公里自由空间量子纠缠分发和量子通信实验证实了量子纠缠能够穿透大气层2006年潘建伟向中国科学院提出自己的“疯狂设想”2007年中国科学院启动两项知识创新工程重大项目在两大项目的支持下潘建伟团队进行了模拟星地间传输损耗用热气球等移动物体模拟量子卫星运动等重要实验这些为后来的“墨子号”奠定了坚实的技术基础2011年1月潘建伟团队迎来一个关键的转折点中国科学院启动战略性先导科技专项“空间科学”“量子科学实验卫星”等4颗科学卫星入选2011年12月卫星工程立项综合论证报告通过专家评审最终，经过5年艰苦攻关量子科学实验卫星“墨子号”终于成功研制激动人心的时刻到了2016年8月16日世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空中国率先将量子科学实验卫星的设想变成了现实▲2016年8月16日，“墨子号”在酒泉卫星发射中心发射升空。2017年6月16日“墨子号”迎来升空后第一个重大成果在国际上首次实现千公里级星地双向量子纠缠分发实验并在此基础上实现空间尺度下严格满足“爱因斯坦定域性条件”的量子力学非定域性检验2017年8月10日“墨子号”再次完成两项重大突破首次实现卫星到地面的千公里级量子密钥分发首次实现地面到卫星的千公里级量子隐形传态“墨子号”提前并圆满实现全部三大既定科学目标2017年9月29日中国科学院与奥地利科学院两个团队利用“墨子号”开展了北京-维也纳7600公里的洲际量子密钥分发打通了“天地一体化”量子保密通信链路向实现覆盖全球的量子保密通信网络迈出了坚实一步“墨子号”项目的实施还在国际上引发了一股“量子”潮流美国宇航局发布白皮书希望重新建立“美国领先”欧洲航天局也发布了空间量子技术白皮书《科学》杂志发表社论称中国的“墨子号”给美国政府敲响了警钟最终导致美国在2018年通过《国家量子行动法案》到目前为止“墨子号”仍在辛勤地工作面向未来量子还可以走得更远潘建伟介绍在不久的未来天上会有中高轨量子卫星和低轨微纳卫星组成的“量子星座”“量子星座”与地面上的光纤量子网络连接就可构建实用的全球化广义量子保密通信网络量子科技也将迎来更多可能时间单位“秒”的重新定义、量子引力、引力波探测等研究将随之展开地月量子纠缠分发也不再是纯粹的梦想脚踏实地，仰望星空潘建伟说“我们对未来充满希望。”全文请见8月19日《中国科学报》将刊发的文章世界首颗量子卫星在这里诞生来源：中国科学报责任编辑：刘映含

2017年9月的一天微信启动画面突然“变脸”那张标志性的地球照片从美国航天员拍摄的图片换成了我国新一代静止轨道气象卫星“风云四号”的成像图地球从未如此清晰“风云四号”堪称科技领域的杰作它搭载了多项世界级的先进载荷其中全球首台干涉式大气垂直探测仪如同一颗璀璨的“明珠”它在红外波段拥有1600多条探测通道犹如一台“超级CT”把大气切成上千层测出每一层的温度、湿度等数值让精细预测灾害性天气成为可能这一载荷的研制团队来自中国科学院上海技术物理研究所（简称上海技物所）这支擅长空间红外遥感的“国家队”历时十五载完成了一场后来者居上的技术赛跑大气是一个复杂而多维的存在它的真实结构和变化需要三维观测才能全面揭示可就在2016年中国成功发射“风云四号”之前全球范围内气象卫星搭载的光学遥感仪器所捕获的大气成像图普遍都是二维视角▲“风云四号”干涉式大气垂直探测仪典型温度通道加密观测。早在20世纪80年代末美国就开始布局研制探测大气三维结构的高光谱红外干涉仪并成功进行了样机试验美国地球静止轨道气象卫星（GOES）曾雄心勃勃地规划要在21世纪前10年将其送入太空然而历史发展的轨迹总是出人意料1995年一场气象卫星研讨会上中国科学院院士、上海技物所研究员匡定波等人敏锐地提出要将干涉式大气垂直探测仪作为“风云四号”的主载荷之一这一极具远见的建议为中国气象卫星遥感技术的跨代发展指明了方向2001年10月上海技物所会议室里正在进行一场重要的面试来自香港科技大学的华建文吸引了在场所有人就凭他横跨光机电热四大专业的学术背景匡定波当即表示“我看华建文就适合做干涉仪”干涉式大气垂直探测仪的关键技术攻关极其复杂其中的干涉仪作为大气垂直探测仪的精髓自20世纪70年代后期被引入国内始终未能取得国产化突破华建文毫不犹豫接下这块难啃的“硬骨头”▲干涉式大气垂直探测仪核心——低温红外干涉仪。干涉仪是通过光学系统对光信号进行干涉干涉图像经过傅里叶变换形成光谱图再经过气象学大气遥感反演得到大气温度、湿度的三维结构它的主要功能模块非常复杂而动镜是干涉仪的“心脏”在不断摸索中华建文攻克了两大难关第一大难关是运动机构精度的极致要求对于亚微米量级的精度控制所有关键器件都需要纯手工打磨在华建文眼里干涉仪无异于一件极致的工艺品第二大难关是精密仪器如何承受卫星发射的振动冲击实验为了满足试验要求他为动镜驱动机构独创了一套锁定装置▲红外干涉仪技术研发平台研制团队（左二：华建文）。2006年底国内首台干涉式大气垂直探测仪原理样机研制成功但作为干涉仪的核心部件之一也是西方对我国禁运的一项“卡脖子”技术分束器的自主研制迟迟无法突破分束器的关键技术难点在于光学薄膜镀膜材料和基底吸收对均衡分光的影响应力对分束器面型的影响双区域集成镀膜工艺……当一系列难题抛向于天燕时她还只是一名在读博士生当于天燕和团队一次又一次陷入困境举步维艰时是研究所包容失败的文化氛围给了他们稳定人心的力量2008年核心技术攻关终于迈过了一道又一道坎正当预研正式验收时这一载荷的上星计划波澜乍起美国由于技术和经费原因搁置了该仪器的研发项目欧洲也大幅调整了计划“风云四号”成为了国际上绝无仅有的同步搭载扫描成像仪和干涉式大气垂直探测仪的卫星在工程立项论证中支持这一载荷“暂缓上天”的声音不绝于耳然而匡定波和中国工程院院士、国家卫星气象中心主任许健民却坚持认为“创新型仪器必须万无一失才能上天的想法不可取”华建文也表示“当别人放弃时，我们坚持做成功了，就领先世界”2010年干涉式大气垂直探测仪终于拿到工程阶段的“通行证”要把实验室仪器变成可以上天的仪器中间的跨越是巨大的它不仅面临更多的资源约束还要经受完全不同的力学冲击和温度考验2016年12月11日“风云四号”A星成功发射自此它守护在3.6万公里高空的地球静止轨道当台风、沙尘暴、特大暴雨、暴雪等灾害性天气登场时都经受住了重重考验▲“风云四号”B星干涉式大气垂直探测仪出厂时合影。本文图片均为上海技物所提供。在被问及团队如何在备受争议的情形下坚持科研上海技物所所长干涉式大气垂直探测仪主任设计师丁雷坦然答道科研人员心里只有国家任务是听不见“噪声”的不管有没有条件、有没有支持都要完成任务这是我们义不容辞的责任全文请见8月16日《中国科学报》将刊发的文章打造大气“超级CT”来源：中国科学报责任编辑：刘映含

“事关国家发展战略，不能再等了。”1985年4月9日时任中国科学院院长周光召第三次与时任中国科学院物理研究所（以下简称物理所）研究员王震西聊“创业”的事儿那天，他们先后聊了近5个小时周光召袒露了迫切期待——创造中国自己的“稀土磁谷”但对当时的王震西来说科研事业正处高峰跨出“象牙塔”去筹办公司难度和挑战可想而知数十年光阴匆匆而过今天的王震西回首当初科技创新、成果转化的历程心中无悔无憾1973年，31岁的王震西被派往法国路易·奈尔磁学实验室当时正值国际非晶态材料研究新高潮在前辈美国科学院院士沈元壤的建议下王震西决定开展非晶态稀土合金材料的结构和磁性研究1975年，王震西回国带领团队开展稀土—铁系磁性材料基础研究▲20世纪70年代，王震西（左一）回国后在物理所带领团队从事稀土磁性研究。工业需求驱动稀土永磁材料发展经历了三代更迭前两代先后出自美国和日本第三代也出自日本这一次，中国人赶上了1983年9月日本学者金子秀夫在国际会议上宣布成功研发第三代稀土永磁磁能积高达36兆高奥的钕铁合金坐在台下的王震西敏锐地意识到这可能是“革命性”的后来大家才知道金子秀夫在现场专门隐去了添加物“硼”当年冬天在物理所一间25平方米的临时仓库电炉间研究人员开展实验环境破旧、狭窄但困不住他们渴望追赶的心120多天里他们不断尝试配方，探寻工艺一次不行就再来一次终于在1984年2月中国第一块磁能积达到38兆高奥的钕铁硼永磁材料诞生了由此我国成为世界第三个研发出第三代稀土永磁材料的国家为了降低成本，尽早投入应用他们来不及庆祝

6年过去了，听到王逸平这个名字宣利江还是忍不住红了眼眶他们同为中国科学院上海药物研究所（以下简称上海药物所）研究员既是战友，又是知己曾投入20多年时间研制出我国中药现代化之路上的里程碑式产品——丹参多酚酸盐及其粉针剂实现中药研发的升级换代遗憾的是2018年4月11日王逸平倒在了工作岗位上，年仅55岁▲注射用丹参多酚酸盐。

20世纪上半叶中国大地蝗灾频发与水灾、旱灾并称为三大自然灾害新中国成立初期各级政府积极动员灭蝗然而人力终究有限蝗害依然猖獗怀着对祖国和同胞的忧心与牵挂刚在美国明尼苏达大学获得博士学位的马世骏于1951年底回到中国加入中国科学院实验生物研究所昆虫研究室（1953年发展为中国科学院昆虫研究所1962年并入中国科学院动物研究所）在这里，他接受的第一个任务就是治理在中国肆虐了两千年的蝗灾过去数千年间人类在与蝗虫的战争中一直胜少败多这一次把“科学”这个变量引入其中结果会不会有所不同？1952年春天马世骏指派两名年轻人陈永林和郭郛奔赴蝗害重灾区——洪泽湖区马世骏嘱咐他们：“消灭飞蝗是党中央交给我们的任务不仅是科学任务也是重大的政治任务我们要研究飞蝗生态学、生物学就得深入飞蝗的老巢。”▲马世骏院士。尽管对手只是“小小的蝗虫”但当年这些治蝗者经历的艰险不亚于龙潭虎穴由于饮水不洁陈永林曾染上恶性疟疾险些丧命一次，马世骏一行人在洪泽湖上考察先后遭遇水盗追击和失锚事件多亏同行的警察和船长眼疾手快一船人才幸免于难如果说洪泽湖区是惊心动魄的战斗前线中国科学院昆虫研究所就是运筹帷幄的大后方一群科学家“八仙过海”对蝗虫发起了立体式进攻根据研究成果1954年，马世骏等人向中央主管部门提出改治结合、根除蝗害的具体实施方案那些年国家对黄河、淮河、海河三大河流实施水利工程为治蝗战役提供了千载难逢的契机：改变水利条件，垦荒种地，让蝗虫失去产卵环境改变植被条件，让飞蝗断粮改变土壤条件，让飞蝗再无藏身之地中华大地上，蝗害一年轻于一年1977年10月24日新华社、《人民日报》发表文章，庄严宣告：“飞蝗蔽日的时代一去不返——危害我国数千年的东亚飞蝗之灾已被我国人民和科学工作者控制连续十多年没有发生蝗害！”1978年动物所“改治结合，根除蝗害”项目荣获全国科学大会重大科技成果奖1980年马世骏当选中国科学院院士1982年“东亚飞蝗生态、生理学等的理论研究及其在根除蝗害中的意义”荣获国家自然科学奖二等奖▲1982年，《中国日报》报道蝗灾控制研究获得国家自然科学奖二等奖。中国科学家用20多年时间将中国从数千年蝗灾频发的国家变成了一个基本控制蝗害的国家然而蝗灾就这样退出历史舞台了吗？20世纪80年代末国内蝗灾呈现死灰复燃之势：海南、西藏等地先后出现严重灾情山东、河北等地飞蝗种群开始抬头马世骏指导的博士研究生康乐意识到治理蝗灾不是一劳永逸的新一代科学家有必要从更深的层面研究飞蝗1999年具有划时代意义的人类基因组计划启动康乐紧扣时代脉搏开启了蝗虫基因组研究飞蝗有两种不同的生态型——群居型背部漆黑、腹面呈棕黄色散居型则通体碧绿两型之间可以相互转换康乐团队发现与飞蝗两型转化有关的部分基因富集在多巴胺代谢通路中如用技术手段提高蝗虫的多巴胺水平它们就会聚群反之则更倾向于散居由于蝗虫只有在聚群时才会成灾他们的研究为防治蝗灾开启了前所未有的思路这个团队还打破了长达半个世纪的认知误区找到了飞蝗真正的群聚信息素4-乙烯基苯甲醚以及它的特异性嗅觉受体一旦把这个受体敲除蝗虫就再也无法聚群了自此，新的治蝗局面打开了：可以诱捕蝗群集中灭杀可以研发与4-乙烯基苯甲醚结构相似的竞争性化合物干扰蝗虫，使之无法聚群还可以不断释放基因编辑的蝗虫逐步稀释自然种群中有聚群能力的个体比例直至它们变为一盘散沙▲康乐与他研究的飞蝗实验种群。康乐团队从事蝗虫生态学研究的30余年间形成了一套对蝗灾进行精准控制的理念和技术体系该团队于2017年荣获国家自然科学奖二等奖2020年，联合国粮农组织发来贺信认为他们的最新成果是“中国科学家为国际昆虫学和蝗虫防治作出的巨大贡献”2011年，康乐当选中国科学院院士在他的领导下更多科研人员成长起来奋战在蝗虫研究的最前沿在他们的努力下蝗虫从一种古老的农业害虫发展为具有独特价值的模式生物甚至可以作为帕金森病等神经系统疾病的动物模型中国科学院一代代科研人员薪火相传必将续写更多治蝗、用蝗的传奇全文请见8月9日《中国科学报》将刊发的文章战胜千年蝗灾的中国攻略来源：中国科学报责任编辑：宋同舟

“我看到了，完美的结晶，我们成功了！”这是1965年9月17日清晨杜雨苍从实验室走了出来高高举起一支试管逆光细看那是人工合成牛胰岛素结晶的闪光狭小的实验室内外一时沸腾起来！科学家把它注射进小白鼠体内小白鼠跳了起来这是胰岛素过量导致血糖过低引发的惊厥反应证明人工合成牛胰岛素具备与天然牛胰岛素同样的生物活性这一幕意味着历时近7年的牛胰岛素人工合成研究终于获得成功在漫长的国际竞争中中国终于走在了人工合成蛋白质的最前列！▲上图为人工全合成牛胰岛素的结晶；下图为人工全合成牛胰岛素的生物活性测定。故事要从1958年夏天说起在中国科学院生物化学研究所的（以下简称生化所，中国科学院分子细胞科学卓越创新中心前身之一）一次高级研究人员会议上时任生化所所长王应睐等科学家们正就下一阶段工作提案进行激烈讨论这时，一个声音响起——“合成一个蛋白质！”会议室骤然安静每个人都明白这7个字背后的分量当时世界上还没有任何国家成功合成过蛋白质这是一个真正重大的科学目标后来这项任务列入全国1959年科研计划草案代号“601”意为“六十年代第一大任务”。中国的人工合成蛋白质项目拉开了序幕项目伊始人才、仪器设备几乎完全空白就连合成胰岛素所需的原料氨基酸也非常匮乏上世纪50年代国内只能生产纯度不高的甘氨酸、精氨酸、谷氨酸1958年底，生化所组建东风生化试剂厂这是我国第一个专门生产氨基酸的工厂结束了国内不能自制整套氨基酸的历史▲东风厂工作人员正在制备合成胰岛素用的氨基酸。生化所采取“五路进军”“智取胰岛”方案有机合成、天然胰岛素拆合、肽库、酶激活和转肽小组齐头并进北京大学有机教研室负责胰岛素A链合成生化所负责胰岛素B链合成和A、B链拆合此前学界普遍认为天然胰岛素的二硫键被拆开、重新组合后无法重现生物活性而在生化所天然牛胰岛素拆合小组组长邹承鲁和组员杜雨苍等人创建的重组方法实现了“零的突破”这就是享誉国际科研界的“杜-邹法”▲中国科学院生物化学研究所龚岳亭（左）、钮经义（中）、杜雨苍（右）讨论多肽合成新方案。1960年5月起人工合成胰岛素项目实行“大兵团作战”然而人海战术并未取得理想的效果不少参与者心灰意冷当年夏天，王应睐向中国科学院领导建言以精干研究队伍推进人工合成胰岛素研究年底时，生化所只剩精干队伍近20人中国科学院上海有机化学研究所（以下简称有机所）剩下7人▲生化所龚岳亭（左）、蒋荣庆观察人工合成牛胰岛素B链和天然牛胰岛素A链重组半合成胰岛素的结果。时任有机所所长汪猷要求每个化合物“过五关、斩六将”也就是完成元素分析、层析、电泳、旋光测定、酶解及氨基酸组成分析才能进行下一步研究这种严谨治学的作风影响了许多科研人员的一生在国家科委和中国科学院的协调下生化所、有机所和北京大学化学系形成协作王应睐、汪猷分别任协作组正副组长正式协作两年之后终于迎来胜利的曙光▲1965年2月，上海有机所与北京大学参与胰岛素合成的科研人员合影。1965年9月17日人工合成牛胰岛素在一片欢呼声中问世然而，王应睐却坚持不在任何一篇论文上署名他认为自己只是组织者，而不是研究者在胰岛素成果的报奖材料中他还亲手划掉了自己的名字人工合成牛胰岛素工作发表后在国际范围引起轰动这项前后历时近7年的工作于1982年荣获国家自然科学奖一等奖时至今日它仍是我国科学家最重要的标志性科学成就之一如今，人工合成牛胰岛素即将迎来60周年

海带，被誉为“长寿菜”富含多种对人体有益的物质：维生素C、蛋白质、钙、铁等它的药用价值还很高是生物界出名的碘富集能手如今海带早已是餐桌上的一道寻常佳肴然而，在上世纪50年代它却是许多中国家庭难以触及的“珍宝”海带是一种冷水性海藻原产于日本和俄罗斯而我国海区夏天水温高且北方海区少氮并非海带的自然栖息地当时我国每年都需进口1.5万吨海带才能满足市场需求面对这一现状中国科学院水生生物研究所青岛海洋生物研究室的（该研究室今为中国科学院海洋研究所）科学家们深感责任重大时任研究室副主任曾呈奎告诉同事们：“我们研究海藻的，看到国家还要进口海带感到羞愧和耻辱我们应当努力工作争取在最短的时间内让人民吃上我们自己生产的海带。”曾呈奎深知只有通过科技手段实现海带的人工养殖才能从根本上解决国家进口海带的问题改善人民的生活水平1951年海带养殖研究小组应运而生他们以国家和人民的需求为己任踏上了研究海带养殖的科研征途▲1957年，曾呈奎在实验室研究海带。海洋研究所供图传统的海带养殖要在秋天采孢子和培育幼苗称为“秋苗”然而“秋苗”养殖法存在诸多弊端：海带小、含水量大、产量低、大部分中途夭折……这让科研团队陷入了困境1953年的夏日一项划时代的农业技术创新出现并改变海带养殖业的命运曾呈奎细心观察着海带的种种变化突然发现，海带在夏季也能释放孢子这让他灵光一现——用夏苗代替秋苗？由海上改到室内？于是，他们决定挑战传统尝试在室内低温条件下培育“夏苗”科研人员自建的一间低温实验室——“冰箱房”成了夏苗成长的摇篮科研人员身着厚重的棉衣在炎热的夏季里为幼苗营造了一个适宜的、低温的生长环境经过无数次的尝试与调整夏苗终于成功问世！它们完全避开了杂藻的威胁延长了生长期重量和大小都远远超过秋苗同时也降低了成本这是我国首创在室内低温条件下成功培育海带幼苗▲海洋所研究员蒋本禹向记者展示保存的苗片。廖洋/摄然而，新的难题接踵而至山东沿岸的海水营养盐含量少海带难以长大如何在大海中高效施肥呢？在一次火车上的沉思中曾呈奎找到了灵感——陶罐海上施肥法！利用陶罐的通透性将无机氮肥溶液装入其中让肥料通过陶罐壁上的微孔缓慢渗出为海带提供源源不断的营养这一创举不仅经济高效而且减少了肥料的流失使海带得以茁壮成长当时的山东水产养殖场（山东省海水养殖研究所前身）技术负责人李宏基进一步设计了三竿式小双架施肥方法二者结合在威海的两个海区同时进行规模性生产试验成功获得第一批用人工施肥方法生产的商品海带如今这已经成为海洋农业领域的一项重要技术它以独特的优势提高了海带的产量和品质也促进了海洋农业的可持续发展1955年曾呈奎决定组织科技人员开展海带南移栽培的研究工作多家单位共同参与1957年科研人员证明我国南方部分海域完全可以栽培生产商品海带1958年水产部在大连开办海带养殖培训班浙江、福建、广东三省派技术人员参加培训我国正式掀起如火如荼的海带养殖产业浪潮▲1965年，曾呈奎（右一）向来访的外国科学家介绍海带生长情况。海洋研究所供图中国的人工栽培海带从诞生到推广应用历经10年到20世纪70年代初期我国海带总产量已达到30万吨干品是日本和苏联自然海带产量之和的6倍震惊了世界藻类学界和水产养殖学界1978年“海带养殖原理研究”项目荣获全国科学大会奖海带大规模海上养殖取得巨大成功这不仅是科技转化为生产力的经典事例也为人类开发利用海洋作出了中国的重要贡献▲海带国审新品种“中宝1号”示范推广。海洋所研究员逄少军供图70年的耕耘与发展一代代中国海洋科学家接力前行我国成为世界头号海带生产大国“中国海带”已经成为我国海洋产业的一张亮丽名片这个来自深海的“绿色使者”为世界粮食安全编织了坚实的蓝色防线它不仅仅是一段关于食物的故事更是一段关于科技、梦想、坚持的传奇阅读全文请见书写中国的“海带传奇”来源：中国科学报责任编辑：曹旸

红、橙、黄、绿、青、蓝、紫不同波长的光呈现出的不同色彩共同构成了缤纷多彩的世界但在人类肉眼看不到的地方有这样一道光牵动着科学家们的心这就是波长小于200纳米的深紫外光深紫外光具有波长短、能量分辨率高、光子通量密度大等优势但由于技术难度较大深紫外激光源长期缺席使许多重要的科学实验不得不暂时搁置直到中国科学家们率先推开200纳米的大门2001年我国人工晶体专家陈创天带领团队成功研制出实用的氟代硼铍酸钾（KBBF）晶体这是世界唯一能直接倍频产生深紫外激光的非线性光学晶体而激光专家许祖彦从上世纪80年代末就怀着“填补空白”的初心埋头探索深紫外激光器一位手握晶体技术，一位手握激光技术两人一拍即合联手共闯深紫外“无人区”▲KBBF族晶体和光胶棱镜耦合器件。要想发展深紫外激光器得先找到有实用需求的用户三年时间里，许祖彦跑遍大江南北在全国十几个研究机构“推销”深紫外激光却总是无功而返一筹莫展之时两封邮件带来转机彼时中国科学院物理研究所研究员周兴江刚访学归来正苦于国内没有适用的同步辐射光源装置2004年5月他无意间看到陈创天和许祖彦发表的论文灵光乍现“我的研究能不能用深紫外激光器实现呢？”周兴江赶忙发送了两封邮件就这样他成了深紫外激光器第一位合作者2006年底国际首台“真空紫外激光角分辨光电子能谱仪”研制成功2007年“深紫外固态激光源前沿装备研制”（一期项目）成功入选“国家重大科研装备项目”试点专项目标是研制8类实用化、精密化深紫外固态激光源▲陈创天介绍项目情况。作为深紫外固态激光器研制链条的起点KBBF晶体至关重要但由于体积小无法采用传统“晶种法”自然生长状态下的晶体厚度只有0.1毫米无法满足实验需求2004年加入陈创天团队的中国科学院理化技术研究所研究员王晓洋采用“炉海战术”安排一堆炉子，并创造了不同的生长条件每过四个月，长出一炉晶体“开盲盒”时结果总是不尽如人意2006年下半年连续两个周期长出满足实用需求的晶体喜悦还没褪去，良品率又急剧下降王晓洋思来想去发现是晶体原料的影响他痛定思痛，决定从头制备原料终于2013年一期项目验收时在国际上首次实现了批量生长大尺寸、高质量KBBF晶体▲2013年9月，许祖彦作项目研制总报告。晶体攻关的同时激光器研制也同步展开当时国际上鲜有人涉足这一领域许祖彦大胆设想：如果能用KBBF晶体将1064纳米激光进行六倍频就能产生波长177.3纳米的深紫外激光要实现这一目标必须将晶体和棱镜无缝组装在一起但花了两年多的时间许祖彦都没找到既能将其粘在一起又能透过深紫外光的光学胶既然没有，那就自己造团队发明了光胶专利技术用一种特殊工艺将KBBF晶体和棱镜表面打磨光滑利用分子间作用力将其紧紧耦合在一起发明了全球首个KBBF晶体棱镜耦合装置首次将全固态激光波长缩短至177.3纳米▲2013年9月，工作人员在操作深紫外激光光化学反应仪。KBBF晶体与激光器技术被逐一攻克后“定制化”的深紫外固态激光装置平台越来越多从2007年一期项目启动到2023年二期项目验收我国科学家自主研制16种20台深紫外固态激光源前沿科研仪器覆盖材料、物理、化学、生命、信息、资环六大领域经过十五年的探索我国深紫外科研仪器设备已初步形成“深紫外晶体—激光源—前沿装备—科学研究—产业化”自主创新链时至今日，科学家们仍在持续探索如何推进深紫外固态激光装置的产业化研制出更多品种的深紫外激光源▲深紫外全固态激光光发射电子显微镜

70年来从静观风起云涌的经验判断到以严格推理计算为凭据的数值预测我国数值天气预报实现了从感性认识到理性认识的蜕变目前已赶上世界先进水平同美、欧、日等全球气象中心并驾齐驱为全世界气象监测预警提供可靠参考以国家最高科技奖获得者、中国科学院院士曾庆存为代表的中国科学院大气物理研究所（简称大气所）科学家和中国气象局的气象专家一道努力用坚持不懈的创新为数值天气预报和气候预测的发展提供了源源不断的动能▲曾庆存（右）与同学在苏联留学。1960年的一个冬夜莫斯科下着鹅毛大雪计算机发热的电子管烘得整个机房热乎乎凌晨一点曾庆存采用其首创的半隐式差分法原理仅用一个小时就在计算机上获得了世界上第一张以原始方程做真实预报的天气图当年，半隐式差分法原理成为苏联科学院重大成就之一该方法立刻被用作每天的数值天气预报试报一年的准确率超过60%符合天气预报实际业务要求1962年，莫斯科世界气象中心开始用该方法向全球发报数值天气预报这就是世界采用斜压原始方程做天气预报业务的开端▲曾庆存介绍半隐式差分法原理。1961年，曾庆存从苏联学成归国当时我国高速计算机资源缺乏无法用斜压原始方程做短期数值天气预报为了更好地开展短期数值天气预报曾庆存决心转入更深入、更抽象的基础研究在那段艰苦又充实的日子里曾庆存与合作者实现了一个又一个“首次提出”：创立了数值天气预报与地球流体力学的数学物理系统理论和计算方法研制了数值天气和气候预测模式建立了大气遥感系统理论发展了定量信息提取方法1979年，曾庆存撰写的《数值天气预报的数学物理基础》出版开创了大气和地球流体力学的数学物理系统理论在全球学界引发广泛关注国际数学家联盟原主席Lions大力推介该成果此后应用数学界形成了研究大气和地球流体力学问题的数学分支如今已是中国科学院院士的王会军对气候变化、古气候数值模拟很感兴趣大气所研究员胡非则更关注大气和地球流体边界层中国科学院院士戴永久主要负责陆面过程模式的研发国家卫星气象中心首席科学家李俊主要研究气象卫星和相关的大气红外遥感他们都是曾庆存的学生研究方向各有不同后来都成长为我国气象研究的骨干大气所气象科学研究的布局逐渐成型曾庆存带领他们进行跨季度气候预测研究设计出大气环流模式、大洋环流模式他们独创的动力框架跻身国际先进行列该模式从1990年开始连续5年用于季度和跨季度气候预测都取得了成功并在1994年建立世界第一个实际应用的短期气候预测系统▲曾庆存手书的治学心得。后来曾庆存萌生了建立我国自己的地球系统模式的念头当时国际上已存在大体成型的气候变化研究模式有的还开放共享源代码有人认为可以直接使用现成的开源系统但曾庆存力排众议，坚决表示中国必须有自己的地球系统模式“我们自己有模式、有计算数据就有气候谈判的底气！”2003年大气所正式提出研制“地球系统模式”2007年获中国科学院立项支持其后又获国家的大力支持并命名为中国科学院地球系统模式历经14年攻关2021年，“寰”诞生了它是我国首个研制成功的地球系统数值模拟大科学装置能通过计算模拟真实地球的风云变幻并规划人类的一些建设方案在“寰”中输入某一时刻的观测数据就能通过大规模数值计算推演地球不同圈层的变化就好像给地球做可视化CT一样“寰”可以帮助科研人员更好读懂地球更精准、全面认识地球变化研究全球变化的机制和机理预知地球的未来▲地球模拟实验室展厅。本文均为大气所供图除了为实现“双碳”目标提供科学支撑“寰”还将被广泛应用于防灾减灾、环境治理、可持续发展等重大科学问题曾庆存说相信未来中国的气象科学和地球系统科学事业的前途一定光明！阅读全文请见从望天到测天：他们用中国力量解密气象难题来源：中国科学报责任编辑：宋同舟

1986年的一天上海城隍庙附近一家店铺门前排着弯弯曲曲的长队“这是要买什么？”从贵阳到上海出差的中国科学院地球化学研究所研究员卢焕章上前询问排队的人告诉卢焕章买的是金戒指、金耳环等黄金首饰因为“每天限量供应要买就必须提前一天连夜排队”回到贵阳后，卢焕章把这一情形讲给同事、中国科学院院士涂光炽听“这说明了什么？我国的黄金产出难以满足现实需要”涂光炽说“研究找矿、成矿的我们应该急国家、人民所急赶快行动起来”▲矿床学及地球化学家涂光炽在工作中。1987年涂光炽与中国科学院院士孙鸿烈、陈国达联名向国务院“请战”建议在我国加速黄金开发工作中充分发挥中国科学院多学科综合性优势中国科学院由此开始了为期10年的“黄金攻坚战”1988年1月，中国科学院成立黄金科技工作小组由时任中国科学院副院长孙鸿烈担任组长涂光炽、陈国达、叶连俊、陈家镛4位院士具体指导、参与决策调集23个研究所的500多名科技人员组成一支多学科、“多兵种”的攻坚团队解决黄金这个对国家至关紧要的大问题黄金产量和储量是一个国家支付能力的重要保障事关国家经济发展和安全1988年，位居全球前三位的美国、澳大利亚、加拿大黄金产量已远超100吨而我国的黄金产量仅40吨左右远不能满足国家建设需要国务院提出目标：“加快发展黄金开采5年内产量要翻一番”任务十分艰巨彼时，我国金矿以中小型矿山为主开采的都是500米以内的浅部金矿体寻找新金矿乏力，选冶技术也相对落后中国科学院黄金科技工作小组迎难而上500多人的“大部队”遵循同一道指令：理论上有突破、储量上有贡献技术上有创新、并向生产延伸这一系列硬指标犹如一座座“碉堡”为了攻克它们，黄金攻坚队在新疆、粤西、海南探索快速寻找金矿靶区的途径在黑龙江、内蒙古、陕甘川、新疆阿尔泰研究江河水系发育地砂金矿的富集规律在闽浙、川滇、桂西开展金矿新类型研究开辟我国金矿找矿远景区▲1990年，涂光炽（后）应邀到东坪金矿考察。彼时，许多人认为中国可以像南非等国那样找寻超大型金矿前往国外“取经”后涂光炽却认为“我们要依照我们的国情、地情走自己的路”1991年8月

“这样的装备，我们太需要了能否赶紧安装到医院来？”2020年2月，疫情最严峻的时期时任武汉市金银潭医院院长的张定宇得知中国科学院精密测量科学与技术创新研究院（以下简称精密测量院）研制出“一款厉害装备”后当即提出需求收到来自武汉战疫最前线的请援中国科学院党组果断指示“全力支持！一台不够就想办法再多调几台过去！”肺是人体重要器官肺部疾病严重威胁人民生命健康肺部常规影像学检测手段包括胸透和CT传统的临床影像检测设备虽能看到明显的肿瘤等病灶却难以探测肺部疾病早期气血交换功能和微结构的变化在常规磁共振成像中肺部往往是一个无法看清的“黑洞”如果研制出一套更精密的设备“点亮”肺部就有望实现肺部疾病早发现、早诊断、早治疗挽救千千万万的生命十多年前，正是怀揣这份朴素的想法精密测量院的科研人员开启了这项研究项目牵头人周欣彼时刚从美国访学归来他清楚地知道能够“点亮”肺部的高端临床成像仪器当时不仅中国没有，国际上也没有但这并不意味着中国科学家不能做出来▲周欣团队开展实验场景。“缉凶”的关键在于“点亮”肺部“黑洞”科研人员研制的可穿戴式人体肺部多核磁共振成像探头和升降频多通道射频装置实现了从“看清”到“好看”的飞跃……在各项创新技术、装备的基础上他们研发出“人体肺部多核磁共振成像系统”该系统由医用氙气体发生器、多核磁共振成像系统两大核心装置组成实现了临床单核向多核磁共振成像系统的拓展填补了临床肺部气体交换功能无创可视化评估的空白开拓了我国临床多核磁共振成像新领域处于国际领跑地位“人体肺部多核磁共振成像系统”的临床应用比周欣预想的来得快一些2020年1月22日周欣正在北京推进医疗器械注册事宜得知武汉疫情加重的消息后他坐不住了当晚，他就从中国科学院机关搭上出租车火急火燎地赶往机场团队其他研究人员也不约而同地从外地往武汉赶大家都预感到一场大仗要开始了作为“国家队”“国家人”中国科学院的科研人员不能退缩！▲人体肺部多核磁共振成像系统外观图。很快相关装备安装在武汉市金银潭医院在全球率先开展新冠患者肺功能临床评估同期还应用于武汉同济医院等抗疫一线共计对3000余人次的新冠患者进行了肺部微结构和功能的全面评估在医院里团队成员每天穿着防护服工作十六七个小时皮肤因汗水、酒精腐蚀出现红肿并且反复出现过敏症状……他们的努力没有白费通过研究他们在国际上率先发现普通症出院患者的肺部CT影像和吹气肺功能参数虽无异常但其肺部多核磁共振成像设备影像显示通气功能有轻微损伤气血交换功能明显受损大部分普通症出院患者的通气和气血交换功能在第6个月随访时有进程性改善该成果在Science子刊发表受到国际同行的高度关注周欣还受美国约翰斯·霍普金斯大学医学院邀请作线上学术报告英国牛津大学等机构也跟进开展相关研究他们指出：“气体磁共振成像技术能够精确定位肺部生理受损部位。”▲研究人员利用人体肺部多核磁共振成像系统进行肺部成像。从研制伊始研究团队就聚焦服务人民生命健康的目标以应用为导向不断推动装备从实验室走向社会目前，“人体肺部多核磁共振成像系统”已在全国十余家三甲医院和科研单位开展临床应用研究科学家们盼望着“点亮”肺部的多核磁共振成像系统尽早走进全国各地的更多医院成为老百姓检查单上“看得懂”“用得上”“用得起”的检查工具为解决肺部疾病诊治难题提供中国智慧！▲人体肺部多核磁共振成像系统进入临床。本文图片均为精密测量院提供阅读全文请见点亮肺部！国产高端磁共振装备的攻坚路来源：中国科学报责任编辑：王颖

“老师，我想做些有实用价值的项目！”1993年初秋在中国科学院上海药物研究所（以下简称上海药物所）博士新生杨玉社对他的导师、中国科学院院士嵇汝运这样说看着学生满怀热忱的眼睛嵇汝运微笑起来他从书桌上拿起一张薄薄的信笺页面末端写着一个简短的标题“药物的不对称合成法”未来，这个课题将改变杨玉社的人生中国药物研发史也将书写一页重要的篇章▲嵇汝运院士给杨玉社的博士研究课题手稿。在实施《中华人民共和国专利法（1992年修正）》前我国医药行业生产的西药中97%都是仿制药嵇汝运交给杨玉社的也是一个仿制药课题国内一家大型药企想要仿制氟喹诺酮抗菌药物——左氧氟沙星杨玉社仅用一年多时间便解决了工艺问题并且绕开已申请专利的传统合成路线构建出一种新方法这个项目为上海药物所“挣”得40万元但他们并没有满足于此▲嵇汝运（前排左）、蒋华良（前排右）、杨玉社（后排右三）及课题组其他成员。早在上世纪70年代嵇汝运就撰文提倡对现有药物进行结构优化以发展出更好用的新药我国在1967年时便成功仿制出国外第一代氟喹诺酮药物（常以“沙星”命名）但之后40余年间一直没有自主研发的该类新药上市杨玉社给自己定下目标改造出一个更安全、更有效的新“沙星”为查阅更丰富的文献杨玉社就去上海情报所（现上海图书馆）用放大镜一卷一卷地浏览胶片保存的文献再一帧一帧地抄写在笔记本上渐渐地氟喹诺酮类药物分子的主要类别和改造历程在杨玉社脑海中清晰起来在一个实验中杨玉社以左氧氟沙星的化学结构为基础在母核5-位引入氨基然而反应体系的溶液始终无法析出晶体直到废弃的反应溶液在实验桌上放置了十多天晶体竟析出来了！令人欣喜的是它的各种药学性质非常优秀而且水溶性极强这意味着它能被制成更多的药品剂型杨玉社将这个新分子命名为“YH54”未来，这个来之不易的分子将成功上市成为中国第一个具有新颖化学结构和自主知识产权的1.1类化学新药——盐酸安妥沙星▲盐酸安妥沙星产品照片。上海药物所申请了盐酸安妥沙星及其系列化合物的专利但杨玉社团队的研发一度几乎陷入停滞他先后联系的几家制药企业都拒绝了投资邀请直到安徽一家本土药企接受了专利转让随后药物进入Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期临床研究盐酸安妥沙星通过了一轮又一轮考验表现出优越的特性和巨大的潜力2007年，盐酸安妥沙星开始申报生产经过不懈努力，终于获得原国家食品药品监督管理局颁发的新药证书后来十几年间盐酸安妥沙星陆续走进全国22个省份的300多家医院先后进入11个省份的医保药品目录经过IV期临床研究和上市后数百万人的使用证实其综合性能在国际同类产品中名列前茅▲杨玉社在盐酸安妥沙星新闻发布会做报告。盐酸安妥沙星一路闯关的那些年中国生物医药领域正在经历一场深刻的变革国家先后实施了三个大型计划“新药开发（1035）科技专项行动”“创新药物和中药现代化”重大科技专项国家科技重大专项“重大新药创制”（以下简称“新药创制专项”）上海药物所原所长、中国科学院院士陈凯先正是这一系列科技专项的发起者和总体专家组成员2004年，陈凯先牵头起草了一份建议书得到一百多位两院院士的署名支持对“新药创制专项”的立项发挥了重要作用随着重大专项立项实施我国新药研究和生物医药产业发展进入“快车道”开启了前所未有的高速发展阶段经过20多年的筚路蓝缕近年来我国新药研发表现出厚积薄发的态势每年约有二三十种新药涌现当前正在研发的新药数量仅次于美国以今天的标准来看盐酸安妥沙星的“创新”级别也许并不很高但人们不会忘记这个“小小的药片”曾经以怎样的勇气开辟一条前所未有的路又如何在漫长的空白中点上浓墨重彩的第一笔杨玉社更忘不了盐酸安妥沙星上市前夕他和陈凯先去见恩师嵇汝运九旬高龄的嵇先生已进入人生的最后阶段多数时候连身边的人都认不出了但当得知这个好消息时先生饱经沧桑、似乎已经遗忘了一切的脸上分明浮现出一抹微笑仿佛在说：“好样的。”▲嵇汝运院士。本文图片均由上海药物所提供阅读全文请见“小药片”书写“大历史”来源：中国科学报责任编辑：王颖

“钢铁经历烈火的熔炼与急剧的冷却方能铸就其坚韧不屈的品性”保尔·柯察金的深邃阐述同样是我国发展钢铁冶炼技术的真实写照20世纪50年代开始在叶渚沛先生带领下中国科学院化工冶金研究所（简称化冶所，后更名为过程工程研究所简称过程工程所）科研人员在困难年代面向国家钢铁冶炼的重大需求瞄准世界化工冶金前沿发展“三高”理论依靠自主研发完成当时世界先进的“氧气顶吹转炉”炼钢技术筚路蓝缕，以启山林我们的钢铁是这样炼成的▲叶渚沛在化冶所。1949年当时在联合国任职的叶渚沛获知新中国成立的消息时欣喜万分：“我们这些长期漂泊海外的游子从此有了自己的国家为祖国争荣誉、振兴中华的抱负可以实现了”年近半百的叶渚沛在钢铁、冶金、经济等领域已颇有建树为国际科学界瞩目但他毅然辞去联合国的职务辗转回国新中国成立之初钢铁曾一度是国家建设最紧缺的物资“中国的富强太需要钢铁了！”叶渚沛矢志践行久藏于心的“钢铁报国”情怀一心想为新中国改变钢铁工业落后的面貌尽一份力1953年叶渚沛给毛泽东主席写信：“请您给我一个研究机构使我能有机会做有系统的研究发展重工业的方法”不久后中国科学院迅速响应开始筹建“化工冶金研究所”由叶渚沛担任首任所长化冶所的成立不仅及时响应了国家对于钢铁产业的迫切需求更为以化学工程学为视角开展冶金研究提供了坚实的组织化保障用化工“强化”冶金从此有了具体而有效的载体叶渚沛率先提出“三传一反”认识框架他认为一切化工、冶金工业过程都包含着动量、热能、物质传递（“三传”）和化学反应（“一反”）科学家们开始在这一框架指导下着手解决钢铁冶炼过程中的科学问题在理论上很多人认为“大风量”和“富氧鼓风”可以提高产量但叶渚沛并不认同他基于科学实验给出答案提出“三高”理论：高压炉顶、高风温、高湿度鼓风对于急需钢铁的中国来说采用哪种技术路线发展炼钢工业一时成为工业部门关注的焦点当时的炼钢技术路线主要分为“转炉”和“平炉”两种传统上多采用平炉炼钢转炉是逐渐发展起来的新技术冶金部聘请了一批苏联专家担任顾问他们根据苏联国内的生产情况纷纷主张采用平炉冶金部也就顺理成章地确认我国要优先发展大平炉的技术路线▲1955年6月叶渚沛（右二）与来访的苏联科学院副院长巴尔金（左三）交流学术问题。“中国叶”却提出了截然不同的意见“我不赞成盖平炉！”早在1952年国际上纯氧顶吹转炉炼钢技术在奥地利还在中试阶段叶渚沛就敏锐地意识到氧气转炉必将取代平炉成为主要的炼钢方法他深知中国没有盖平炉所需要的天然气采用氧气转炉炼钢就不需要天然气然而“胳膊”拧不过“大腿”叶渚沛一度败下阵来没能改变炼钢技术路线的决策转机在1955年到来苏联科学院副院长巴尔金受邀来华访问在为期两个月的访问期间巴尔金了解到中国冶金界的这场争论后赞成并积极支持中国发展氧气顶吹转炉炼钢为了验证“三高”理论和发展新技术由中国科学院拨款在石景山钢铁厂建成了

6月25日，嫦娥六号再传捷报实现人类首次月背采样返回的壮举为中国探月工程立项20周年献上一份大礼20年来，我国深空探测的水平从“青铜”进阶到“王者”嫦娥探月、天问探火都离不开幕后功臣——甚长基线干涉测量（VLBI）技术探月首任总设计师、中国科学院院士孙家栋曾评价：VLBI的加入使我国探月工程立项至少提早了5年所谓VLBI就是把两台或多台望远镜组合成一台“巨型望远镜”这样一来等效口径（基线）大大提升两台望远镜之间距离越远、看得越清楚自20世纪60年代问世以来VLBI就是空间分辨率最高的天文观测技术比哈勃望远镜还高数百倍人类首张M87黑洞照片就利用了全球8台VLBI射电望远镜最长基线达到1.2万公里，接近地球直径▲上海天文台65米口径的天马望远镜。值得一提的是将VLBI用于航天器实时测轨我国是首创并成为国际学术界公认的中国招牌这得归功于今年97岁高龄的中国科学院院士叶叔华20世纪70年代初叶叔华从一份国际学术期刊上看到国际上出现了VLBI和人造卫星激光测距等新技术她敏锐地判断如果我国不及时跟上，将来势必要落后在她的积极建议下1973年中国科学院上海天文台开始VLBI预研工作首先是要在上海建设一台25米口径射电望远镜建这么大的望远镜，经费从哪里来？叶叔华单枪匹马来到国家四机部询问相关工作人员结果对方头都没抬就说不行叶叔华没有放弃在原地站了一会儿，她又提出：“我能不能见部长？”对方这才抬起头来打量这位貌不惊人的女科学家没想到主管相关工作的四机部副部长王士光真的接待了叶叔华并同意支持回忆起往事，叶叔华笑着说：“只要我想做一件事，是会奋不顾身的。”就这样VLBI的种子在中国大地落地生根1987年，上海佘山25米口径射电望远镜建成1994年，新疆乌鲁木齐南山25米射电望远镜建成至此，中国VLBI网拥有了第一条基线即从上海到乌鲁木齐的约3200公里▲1994年，叶叔华（左二）参加乌鲁木齐25米射电望远镜揭幕仪式。成功的背后是中国科学家不懈的付出和努力20世纪七八十年代这项高精尖技术在中国完全是空白叶叔华回忆第一次访问美国时美国同行吃了一惊：我们自己还不成熟的技术，中国竟然要发展？而几年之后当佘山25米望远镜建成的消息第一次在国际会议上报告时全场响起了热烈的掌声没人能想到中国科学家真的把这事做成了！▲上海天文台佘山25米口径射电望远镜。更让人没想到的是中国将VLBI技术发扬光大用在了深空探测的实时测轨此前，只有美国曾在阿波罗登月计划中用VLBI测量过月球车的行经路线20世纪末，国家正式组织探月工程论证当时，航天器测控成为重大难题成熟技术最远只能测控约8万公里但“嫦娥一号”进入绕月轨道后最远距离达40万公里如何突破这一技术瓶颈？关键时刻上海天文台主动请缨提出将VLBI结合已有的航天测距测速技术共同完成高精度测定轨及定位任务经过调研分析上海天文台科研团队郑重承诺：提供测轨数据的滞后时间不超过10分钟2007年10月24日我国发射首颗探月卫星嫦娥一号VLBI测轨分系统最终在6分钟内将数据发送至北京航天飞行控制中心激动之余，大家感叹：中国科学院长期的基础研究终于成功应用于国家战略领域！2020年12月17日嫦娥五号圆满完成我国首次月球采样返回任务那天凌晨叶叔华来到上海天文台指挥控制中心现场当年“要见部长”的中年人已来到鲐背之年她叮嘱大家：“千万要记得，这是国家重要的事情。凡是国家需要的，我们都要做好。现在国际上都在看着，做坏了影响国家的体面！”▲2020年12月2日，嫦娥五号着陆器成功落月后，叶叔华在上海天文台VLBI深空探测指挥控制中心与台领导和科研团队合影。好在这支胆大心细的队伍从未失手过从嫦娥一号到嫦娥六号再到天问一号虽然任务难度不断升级但依靠进一步的能力提升和技术进步VLBI测轨实时性已经缩短到1分钟以内是目前国际上的最高水平“虽然我们现在是世界第一，但是不能自满。”叶叔华在谈到未来时依然壮心不已今年3月20日发射的鹊桥二号中继星搭载了上海天文台研制的月球轨道VLBI试验系统将使VLBI基线长度超越地球直径的限制扩展到地月距离展望未来星辰大海的目标必将实现阅读全文请见东方“巨眼”：深空探测的幕后功臣来源：中国科学报责任编辑：曹旸

中国科学院金属研究所（以下简称金属所）研究员李殿中永远也忘不了2020年的一天当他走进某国内盾构机制造企业的仓库时眼前的一切给他的震撼彼时大型盾构机已实现大部分部件的国产化但最关键的核心部件——主轴承却长期依赖进口如果将大型盾构机比作一个人主轴承的作用堪比心脏当“心脏”被攥在别人手心盾构机制造企业所承受的压力以及为我国基础设施建设带来的潜在风险可想而知为了规避可能的“断供”盾构机制造企业只能不惜成本囤积上亿元的主轴承▲自研超大型盾构机用直径8米级主轴承。那段时间恰逢中国科学院组织实施战略性先导科技专项调研中金属所团队意识到攻克主轴承的国产化问题给国产大型盾构机装上一颗“中国心”已刻不容缓但难度非比寻常科研人员总结研发主轴承必须克服三大困难其一大型主轴承最大直径达8米承载几万吨但加工精度却要达到微米级别其技术难度可想而知其二盾构机在施工过程中不能后退主轴承一旦出现问题将无法更换导致在实际应用场景中试验风险特别高其三大型主轴承的攻关链条特别长涉及结构设计、材料制备、加工装配等诸多环节关联到20多家单位仅制造过程就有130多道工序要解决这一问题必须从基础理论做起向上整合各研发生产链“也正因如此，就需要我们‘国家队’站出来”李殿中说2020年2月先导专项“高端轴承自主可控制造”正式启动一场新的“战役”就此打响▲金属所研究员胡小强（左）、李殿中（右）在实验室。在此之前金属所科研人员对盾构机主轴承研究较少但他们与这项事业早有渊源自20世纪50年代起金属所几代科研人员接力攻关力图解决老大难问题——研发稀土钢所谓稀土钢即在钢材的制造过程中加入一定比例稀土元素从而改变钢材的某些特性这看似容易，实则困难重重直到2007年科研团队成功研发出“双低氧稀土钢”关键技术采用该技术研制出的稀土钢拉压疲劳寿命延长40多倍滚动接触非疲劳寿命提升40%稀土钢的问题被彻底解决这项技术后来成为大型盾构机主轴承攻关的重要基石尽管有了技术支撑但研究团队知道他们在设计盾构机主轴承上还没有太多经验正因如此他们从不放弃任何学习合作的机会当时受国外技术限制我国大型滚子的加工精度只能达到二级即直径误差不大于正负2.5微米但符合盾构机要求的滚子柱体直径误差不能大于正负1微米两者之间1.5微米的差距在科研团队的眼中却无异于一条“天堑”要跨过它只能联合企业攻关▲2021年11月，装有自研直径3米级主轴承的盾构机下线仪式。与金属所合作的企业此前从未加工过直径这么大、精度这么高的滚子起初，几乎每次技术升级尝试都失败以至于合作企业的现场负责人开始怀疑其工艺和生产线是否能实现加工要求经过反复论证和计算科研团队坚信其精度要求可以达到企业最终选择相信他们的论断最终完全符合要求的滚子被成功加工出来由此，我国企业彻底掌握了大型滚子的一级精度加工技术耗时3年20多家科研机构和企业通力合作12项核心关键技术问题先后被解决使用1467.4吨稀土轴承钢研究团队成功生产出直径3米级到8米级共10套4个型号国产盾构机主轴承2021年11月装有自研直径3米主轴承的盾构机正式下线并且在沈阳地铁工程成功应用2022年9月30日超大型盾构机用直径8米主轴承验收合格标志着由金属所领衔的“高端轴承自主可控制造”先导专项任务圆满完成▲自研的直径8.01米主轴承通过评审并被正式命名为“破壁者”。在这一过程中高效协同的管理架构最大化激发了科研人员的工作热情如今大型盾构机主轴承项目已尘埃落定但这并不代表所有的任务都已完成正如李殿中所言针对“卡脖子”问题的科研只有落实到产业构建完整的产业生态链才能彻底解决问题目前，主轴承产业化基地正式落地为打通盾构机国产化“最后一公里”

云南腾冲一个铁血又柔情的极边之地历朝历代都有重兵把守这里也有火山、密林、温泉、古镇是旅行爱好者的乐园2023年冬天88岁的中国科学院院士童庆禧和他的老朋友、中国科学院院士薛永祺等人又一次来到腾冲合影留念时有人展开一条6米长的横幅上面写着“45周年弹指一挥间，重走腾冲遥感路”▲2023年底，童庆禧院士（左八）、薛永祺院士（左九）重走腾冲遥感路时的合影。这一刻往事在童庆禧脑海里展开那是1978年冬天云南正值温润少雨的时节706名科技人员陆续集结到腾冲和保山他们来自68家单位、50多个学科领域小道消息很快在当地传开“他们的本事大着啦，在飞机上用他们的‘镜子’往地上一照，哪里有金子马上就能知道。”科技人员听了微微一笑彼此心照不宣他们在做一件比找金子更前所未有的事——完成中国第一次综合性遥感探测试验▲科研人员登上“伊尔-14”飞机准备进行遥感飞行。遥感技术兴起于20世纪60年代能在无接触情况下获取影像在农业、林业、水文、地质等领域发挥着重要作用1975年，地图学家陈述彭率先将美国陆地卫星影像引入国内同年，在时任国防科委副主任钱学森的建议下中国科学院将发展遥感技术列为重点工作之一两年后，外交部提出希望中国科学院提供合适的国际科技合作项目同在中国科学院地理研究所（中国科学院地理科学与资源研究所前身之一）工作的陈述彭和童庆禧建议开展航空遥感联合试验这一建议获得国际合作伙伴认可中国科学院快速成立联合试验筹备组然而，1978年，国际合作突然中止陈述彭和童庆禧申请中国科学院自主开展腾冲遥感试验很快，国家相关部门批准同意根据试验安排腾冲、保山两地同时设立地面和空中指挥部陈述彭任试验副总指挥和地面总指挥童庆禧任空中总指挥从1978年底起100多名航空遥感技术相关参试人员在保山开展航空遥感飞行、采集数据600多名地学研究和遥感应用领域参试人员在腾冲开展地面调查、试验数据判读等工作▲童庆禧在“米-8”型直升机上打开机舱门测量地物波谱。在试验现场难题层出不穷危险常在不经意间出现有一次，童庆禧、薛永祺等人一起从保山机场起飞不到半个小时就进入了雷雨区天空漆黑一片舱外雨声、雷声和螺旋桨的轰鸣声混在一起闪电不时划过舷窗安全起见，童庆禧决定返航他回过头看了看薛永祺只见薛永祺面色不改淡定地操作着仪器▲薛永祺在“伊尔-14”飞机上操作遥感仪器。在地面，危险同样时常出现从昆明到腾冲地图上的直线距离只有420公里但要先过澜沧江、怒江再翻过海拔3000多米的高黎贡山翻山时，长途汽车紧挨着悬崖峭壁每个人的心都提到了嗓子眼汽车走了3天才安全抵达腾冲大家雀跃欢呼、相互祝愿不仅因为走过了最危险的一段路更因为亲眼看见了腾冲的地物丰富性试验信心更足了▲1978年，陈述彭在腾冲现场考察温泉喷口的石灰华。地理资源所供图1979年初腾冲遥感试验的现场工作完成空中试验做了50天飞行了46个架次、136个小时试验累计遥感面积约3万平方公里拍摄胶片长达1100米录制磁带共90盘测得100余种目标地物波谱曲线1000多组这些资料成为中国遥感事业发展的“第一桶金”腾冲遥感试验成为当时我国规模最大、学科最多涉及技术和应用领域极为广泛的综合性遥感试验我国在遥感新领域迈出了历史性的第一步▲“米-8”型直升机光谱测量及空地勤人员落地后合影。到1980年12月科研人员共完成71项应用基础研究课题写出120多篇学术论文和技术方法总结还编制了1：10万比例尺系列专题地图26幅实现了区域综合性遥感制图使我国第一次拥有了基于自主航空遥感数据的资源环境系列计算机制图▲《航空遥感图集（腾冲试验区）》封面。倪思洁摄腾冲遥感试验也被誉为中国遥感事业的“黄埔军校”其中，陈述彭、童庆禧、薛永祺分别于1980年、1997年、1999年当选为中国科学院院士▲腾冲火山地貌遥感影像，红色部分表示植被。完成腾冲遥感试验后陈述彭、童庆禧等又组织和实施了两次大规模遥感应用示范工程——天津城市环境遥感监测、二滩水电站遥感试验这两次试验和腾冲遥感试验一起被誉为“为中国遥感发展奠基的三大战役”▲遥感影像中的保山大海子水库。现如今我国遥感从平台、传感器到数据处理能力再到应用都有了飞跃式发展在自然资源调查、生态环境保护重大工程监测、灾害监测与预警等各方面发挥着巨大作用腾冲遥感试验的亲历者们年岁已高他们依旧期盼着我国遥感卫星能为经济社会发展提供更多、更及时的信息支撑成为国家新质生产力的重要组成部分阅读全文请见重走腾冲遥感路来源：中国科学报责任编辑：曹旸

在会议大厅人们希望语音流畅、清晰可闻在音乐厅人们希望余音绕梁、三日不绝到了剧院影院人们又希望声效逼真、身临其境不同建筑场所需要不同的音质和吸声设计而提到吸声结构就绕不开中国现代声学的重要开创者和奠基人、中国科学院院士、中国科学院声学研究所（以下简称声学所）研究员马大猷1966年，马大猷提出微穿孔板吸声结构设想后来将其理论分析发表在《中国科学》杂志上这在国际上掀起了一场吸声材料的革命也成为了中国现代声学迈向国际的关键一步1992年，根据这一理论中国科学家解决了德国议会大厦的声学难题如今，在人民大会堂等重要建筑中随处可见微穿孔板结构的身影▲孔径0.25毫米、不同孔距的微穿孔板。马大猷的研究起点可以追溯至1965年我国研制人造卫星的计划（“651工程”）开启发射人造卫星离不开运载火箭而火箭噪声又不可避免噪声会使火箭蒙皮出现声疲劳、损坏仪器设备当时普遍采用穿孔板加吸声材料进行降噪处理人们在板材上均匀地开一些厘米级的孔，即穿孔板再将玻璃棉、矿渣棉等材料固定在板材后可到了火箭发射的地下竖井中这种办法完全行不通发射伴随着高温、烈焰、高压、高湿和腐蚀性气体顷刻间就会使吸声材料化为乌有▲马大猷（右）指导博士生田静进行噪声分析工作。负责卫星声环境实验的马大猷在考察甘肃酒泉的发射基地后急于开展吸声结构研究一有时间他就思考：玻璃棉等多孔性材料本身就是宽频带吸声材料何必多此一举，再加穿孔板？穿孔板有时只是发挥保护面板的作用能否一反常规，使穿孔板本身解决吸声问题？研究证明穿孔板结构的孔径越大、声阻抗越小反之声阻抗越大而它的声质量大致只和穿孔率有关因此，通过控制孔径大小和穿孔率就可以控制其声阻抗和声质量进而控制穿孔板的吸声效果经过反复推演马大猷提出了“微穿孔板”结构的概念：把孔径减小到丝米级（1丝米等于0.1毫米）就可以获得足够的声阻抗使其成为良好的宽频带吸声结构不需要另加多孔性材料他判断在任何板材上打出微孔都能达到吸声的目的后来马大猷带领着科研人员试验了多种板材、多种厚度和多种孔径的吸声效果最终发现当不锈钢板厚1.5毫米、孔径1毫米穿孔率为1%～2%时吸声效果最佳能够实现“三耐”（耐瞬时高温、耐潮湿、耐强气流冲击）马大猷将这些理论分析和实验报告上交给相关部门后微穿孔板吸声结构投入实际应用换了特殊板材同样获得成功▲马大猷（右）进行噪声测量试验。1975年，马大猷将多年成果撰写成论文题为《微穿孔板吸声结构的理论和设计》发表在当年复刊的第一期《中国科学》上即便推迟了近10年才得以正式发表微穿孔板理论依然是领先世界的吸声理论马大猷曾说：“对于国家战略需求我们不仅全力以赴提供技术支撑还无偿提供应用样品国家战略需求能够想到我们就是对我们最大的厚爱。”1999年人民大会堂万人大礼堂需维修改造在马大猷微穿孔板吸声结构理论基础上他的学生们提出了改建音质设计的方案照此方案实施后人民大会堂维修改造工程指挥部认为万人大礼堂音质有很大改善语言清晰度大幅提高！▲人民大会堂万人大礼堂。除了国内工程实践的应用微穿孔板吸声结构还挽救了德国议会大厦1992年12月，德国兴建起一座新的议会大厦为了充分体现开会的透明度大厦四周全部采用透明玻璃可是举行第一次会议时议长仅说了一句话，扩音喇叭就没了声响这座新议会大厦耗资2.7亿马克（约合人民币13.5亿元）却无法解决扩声系统问题一度成为德国工程界的丑闻当时恰逢查雪琴等几位中国学者在德交流发现是由于声音被表面光滑玻璃墙壁不断反弹产生了声聚焦现象导致扩声系统自动锁闭在马大猷微穿孔板吸声结构理论指导下她们经过研究和测量在大厦四周的透明玻璃上打出3万个孔径为0.8毫米的微孔最终解决了议会大厅的声学难题▲马大猷（左三）向年轻学生讲解半消声室的功能。本文均为声学所供图如今声学所的科研人员们站在马大猷等前辈的肩膀上在不断拓展着微穿孔板结构的理论与应用边界相信他们将会取得越来越多的原创性突破！阅读全文请见微穿孔板：解决世界声学难题的中国方案来源：中国科学报责任编辑：刘映含

因为一块刻有校训的金刚石中国科学院大学2021年的本科录取通知书被称为“最硬”通知书而制作这批“校训金刚石”的正是中国科学院宁波材料技术与工程研究所（以下简称宁波材料所）金刚石，更为人熟知的名字是钻石经过切割、打磨后璀璨夺目在饰品市场颇受追捧同时金刚石更是精密切削以及精密加工的关键从光学镜头到我国大科学装置的反射盘都离不开金刚石刀具的超精密加工经过多年努力宁波材料所成功打通从原理探索到装备与工艺国产化再到高品质大尺寸单晶的高效制备规模量产的全链条成功研发我国首条化学气相沉积（CVD）大单晶金刚石生产示范线为我国在半导体技术领域实现弯道超车抢占未来产业的制高点以及国家发展战略的实施提供了支撑▲CVD单晶金刚石。东北汉子江南，在国外深耕材料领域多年深知只有回到祖国才有机会让自己所学发挥最大价值2012年，江南归国入职宁波材料所力求实现CVD制备单晶金刚石面对同行“使用国外设备”的建议他颇有信心：不必迷信国外也就一两位博士主持研发我们为何不行！后来这也成为整个团队的信念20世纪60年代开始出现CVD法培育金刚石这个过程类似种庄稼以一块小尺寸的金刚石作为籽晶甲烷等碳源气体为

自1879年爱迪生成功制备出第一盏白炽灯世界照明史一直由发达国家书写100多年后中国成为了全球最大的半导体发光二极管（LED）产品制造、消费和出口国让“小米粒”长成“小太阳”照进千家万户在这场照明革命中中国留下浓重的一笔在全球范围内照明用电能源消耗巨大GDP增长与照明用电量的增长呈线性关系到2050年全球GDP将增长2.7倍照明用电量也将增长2.7倍这是一个天文数字LED的能耗只有普通白炽灯的1/10寿命却是它的几十倍因此无论是推进节能减排、应对气候变化还是推动产业转型升级LED都至关重要氮化镓（GaN）作为第三代半导体材料是LED的理想材料而制备氮化镓LED面临效率低、成本高的巨大挑战打破这些技术壁垒是推进半导体照明的基础环节▲发光芯片。过去20余年里以中国科学院半导体研究所（以下简称半导体所）为代表的科研机构研发引领LED技术在中国遍地开花2000年，在美国加州大学洛杉矶分校进行学术访问的李晋闽敏锐捕捉到半导体照明这座节能的“富矿”当时全球的相关研究刚起步中国面临实现超越的重大机遇2002年，李晋闽回国担任半导体所所长一头扎进半导体照明事业2003年5月半导体所在一次会议上向科技部汇报关于发展氮化物LED的思考经过多方论证当年6月，国家半导体照明工程启动速度之快超出半导体所的预期国家半导体照明工程的核心是产学研相结合LED产业是一段很长的链条从衬底制备到外延生长再从器件工艺到封装技术最后才到达应用集成终端在这条长长的产业链条上几乎所有关键技术和基础专利都被美日欧垄断尤其是当时中国的高亮LED芯片完全依赖进口破局，只能从源头做起一杆子插到底LED技术工艺中外延材料制备最为核心难度也最大一个LED芯片包含发光体和封装外壳两部分发光体是圆圆的薄片，相当于“灯芯”这需要用到外延材料“灯芯”的核心材料是氮化镓制备过程极其精细且复杂就像制作微米级别的千层蛋糕而每一层的材料组分含量、生长温度等都要精确把控科研人员集中力量啃下“硬骨头”历时3年突破氮化镓外延、刻蚀工艺等一系列技术难关成功研制出大功率LED芯片为满足大功率LED芯片需求他们还开发出一系列具有自主知识产权的器件工艺技术研发出适合产业化的垂直结构工艺流程使器件性能不断提升▲首批研制成功的大功率倒装结构LED芯片。为了赋能企业转型发展李晋闽始终瞄准产业痛点他发现一个问题：企业的重大核心装备主要依靠进口这严重影响了产品的制造成本和市场竞争力这一关键的重大核心装备叫金属有机物化学气相外延（MOCVD）不仅工艺技术极为复杂还是LED芯片制造中最昂贵的设备几乎占据一半成本此外，设备维护成本很高且需要国外技术支持于是，半导体所挺身而出2010年成功研制出7片2英寸外延片的MOCVD设备样机2012年又通过院地合作与地方企业共同研制出国内首台48片生产型MOCVD设备为半导体照明领域重大核心装备国产化开了先河在谈到成功经验时半导体所研究团队特别提到2004年成立的半导体照明工程研发及产业联盟以及以联盟为依托建设的半导体照明联合创新国家重点实验室正是它们的存在让科研院所、高校与政府、企业深度黏合在一起让更多具有自主知识产权的关键技术得以转移转化、产业化验证和辐射推动产业和经济的进一步发展▲半导体所牵头的“高光效长寿命半导体照明关键技术与产业化”项目荣获2019年国家科学技术进步奖一等奖。半导体所供图2009年“十城万盏”半导体照明应用工程试点启动LED直接进入老百姓的生活中高效照明产品财政补贴政策的落实进一步让LED走入千家万户在各种应用强有力的驱动下我国LED技术取得从上游芯片到中游封装再到下游应用的一系列突破与研发初期相比LED性能提高16倍、价格下降到1/200芯片国产化率由不足5%提升到80%支撑我国成为全球最大的LED芯片生产与出口国如今随着技术进一步发展LED的作用已不仅仅用于照明基于紫外LED的“超越照明”成为半导体照明领域的新技术与应用新方向这些年从紫外LED关键材料入手半导体所攻克核心技术难题打通完整技术链条、实现技术转化相信在不远的未来“超越照明”一定会同LED产品一样进入寻常百姓家阅读全文请见“小米粒”长成“小太阳”，照进“寻常百姓家”来源：中国科学报责任编辑：宋同舟

“什么是空心叶片？我从来没听说过，也没见过。”1964年寒冬的一天夜晚时任航空研究院总工程师荣科敲开中国科学院金属研究所（以下简称金属所）高温合金课题组负责人师昌绪的家门他了解金属所一直在研发铸造高温合金涡轮叶片因此他带来一个在当时看来不可能完成的任务希望金属所帮助研制航空发动机用的空心涡轮叶片作为航空发动机的核心部件涡轮叶片的承温能力直接决定发动机的工作效率国外研究发现空心叶片可以通过内部冷却通道内的流动空气实现对叶片的冷却由此提升叶片的整体承温能力1961年，美国研制出空心涡轮叶片其战机的飞行速度和作战性能大幅度提高当时中国空军的主战飞机还是以苏联技术组装的歼-5飞行速度只能达到亚音速水平（低于340米/秒）美国有了，中国能干成吗？当听荣科说国外已经有类似的产品时师昌绪让他试着画出一张空心涡轮叶片的草图拿着这张简单得不能再简单的草图师昌绪当场表示愿意接受这个挑战▲铸造空心涡轮叶片的图纸。很快金属所时任领导迅速组织所内上百名科技人员成立AB-1任务组，由师昌绪任组长自此，空心涡轮叶片的攻关正式启动任务组一开始就遇到一个大难题如何在铸造的实心叶片中制出空心小孔？常规的制孔方法是在铸造模壳内适当位置预置一些细丝（又称型芯）待叶片浇铸后再用化学方法将这些细丝溶解掉形成带有小孔的叶片这对材料提出了严格的要求不过当课题组试验了多种细丝材料后小孔中的溶丝均未获得成功正当众人为型芯材料的选择一筹莫展的时候一本外国杂志上的细石英管广告为大家打开了思路广告里的石英管带有弯角与叶片小孔上的弯角非常相似经过讨论分析任务组决定集中精力在石英管上狠下功夫在金属所上下的集智攻关之下1965年8月师昌绪等人在简陋的铸造实验室里试制出我国首个9小孔铸造空心涡轮叶片1966年11月第一台套气冷空心叶片正式进行装机测试车间外围满了人大家满心期待然而，装机测试才运行了不到5分钟伴随着一声爆炸声叶片飞了宣告了第一次试车的失败但师昌绪等人顾不得懊恼当即组成失效分析小组深入寻找事故原因接着紧锣密鼓地修改很快实现了二次试车成功成功铸造空心叶片是一项开拓性成果它使我国涡轮叶片的发展一步迈上两级台阶由锻造合金改为真空铸造由实心叶片改为空心叶片也使我国成为世界上第二个成功采用精铸气冷涡轮叶片的国家仅比美国晚5年▲1968年，师昌绪（左二）、朱耀霄（左一）等在发动机制造厂检查发动机涡轮盘。1991年，25岁的楼琅洪加入金属所他参与的第一项工作就是36兆瓦级地面燃机一级动叶的国产化项目楼琅洪回忆说“该叶片为13孔空结构跟9小孔铸造空心涡轮叶片相似度很高不仅延续了师昌绪先生当年设计材料制造一体化的攻关思维还传承了空心叶片铸造的技术路线。”燃气轮机有重型和轻型两类其中重型燃气轮机是能源领域核心装备被誉为装备制造业“皇冠上的明珠”在今年的中关村论坛上“300兆瓦级F级重型燃气轮机完成总装”被列为开幕式发布的十大成果之一在这台样机装载的所有透平叶片中金属所科研团队研制生产的数量占70%以上F级重型燃气轮机的进气温度约1450摄氏度是目前国际、国内在役的主流机型楼琅洪介绍“我们突破了目前国内最大的该系列燃机的等轴晶以及定向空心透平叶片的精密铸造技术。”▲我国自主研制300兆瓦级F级重型燃气轮机首台样机总装下线。因铸造空心涡轮叶片的研制和推广工作师昌绪荣获2010年度国家最高科学技术奖在师昌绪的这一生中他一直铭记着：“为国家做点事，是人生的第一要义。”这句话也一直影响着金属所乃至中国科学院一代又一代的科研人员▲师昌绪。本文均为金属所供图阅读全文请见为国铸造：“空心”叶片里的决心来源：中国科学报责任编辑：王颖

化学元素氟“凶”名赫赫，却有不世之功氟元素的单质是一种剧毒气体、腐蚀性强但有机氟化物却温和而稳定它能提高医药、农药分子的生化、物化性质在牙膏、制冷剂、不粘锅涂层以及航天器密封材料和一些新型药物中都有“氟”的身影然而，自然界中的有机氟化物非常稀少人类必须自己合成可用的有机含氟物质正因如此合成有机氟化学在世界上一直备受关注在中国，有机氟化学研究可谓独树一帜中国科学院上海有机化学研究所（以下简称上海有机所）开发出多项受全球学界关注的氟化学反应国外同行都称呼他们为“上海氟”（Shanghai

光学望远镜好比人类的“千里眼”其中的主反射镜就是它的“角膜”主反射镜口径越大光学望远镜的空间分辨率就越高把一块1米口径的反射镜安装到空间相机中可以在几百公里的高空看到地面上汽车的轮廓如果把反射镜的口径加大到4米则可以清晰地看到汽车的天窗、后视镜等反射镜口径为2.4米的美国哈勃望远镜可探测到134亿光年外宇宙大爆炸时的宇宙信号目前，在全世界的光学望远镜的反射镜中采用碳化硅材质、口径最大的那一块来自中国长期以来各国都将米级及以上口径反射镜作为战略物资“买不到又必须用把我们逼上了自主创新这条路！”中国科学院长春光学精密机械与物理研究所（以下简称长春光机所）所长张学军说这一“逼”竟让他们制造出了全球最大口径高精度碳化硅光学反射镜▲镀膜后的4米碳化硅反射镜。由于空间对地观测的敏感性我国一度只能从国外购买直径1米以下的“小镜子”科研人员希望早日实现大口径反射镜“中国制造”的愿望制作大口径反射镜碳化硅综合性能远优于玻璃、金属铍等然而，碳化硅是陶瓷材料硬度高，仅次于已知最硬的金刚石制造难度很大经过十余年艰苦攻关2008年长春光机所团队研制出我国首套具有自主知识产权的0.7米量级碳化硅反射镜2009年9月国家重大科研装备研制项目启动所里宣布将研发4米碳化硅反射镜在国内外相关技术、装备、经验基本为零的情况下要做到碳化硅反射镜口径的全球之最这意味着不仅要突破镜坯制备等关键技术还要自主设计研发全链路集成制造系统没有人敢拍胸脯说“一定能成功”▲4米高温真空烧结炉。镜坯制备是碳化硅反射镜制造的第一步2010年至2016年团队一共开展了5次4米碳化硅反射镜坯制备试验镜坯裂纹在每一次的试验中逐渐缩小虽然只有5次4米的碳化硅反射镜坯制备试验但过程中团队还做了若干次1米、2米、2.5米、3米的制备试验失败的次数远比成功多非常磨人2012年第一块4米碳化硅反射镜坯刚出炉就被砸了望着有较大裂纹且炸裂的镜坯时任长春光机所奥普光学材料事业部主任赵文兴迫不及待地想弄清楚问题究竟出在哪儿他根据裂纹出现位置优化了镜坯反应烧结工艺参数为4米碳化硅反射镜坯成功制备奠定了基础▲反应烧结后的4米碳化硅反射镜坯。加工一面普通镜子尚且需要做到平整对于反射镜而言这一要求更是达到了极致4米碳化硅反射镜的面形精度甚至不能超过20纳米如果把它等比放大就相当于要把北京五环范围内的地面平整到高低差小于1毫米这么苛刻的要求，如何做到？其关键便是磁流变技术团队先是成功打磨出2米碳化硅反射镜实现了世界上首次将该技术投入到大口径反射镜的工程应用中采用同样的工序加工2米量级反射镜需要8个月而加工4米量级反射镜则需要64个月即便一切顺利能否加工出精度合格的反射镜仍是巨大的考验在不懈的努力下团队成功将反射镜从毫米精度加工到纳米精度4米碳化硅反射镜的最终面形精度达到15.2纳米实现了国际领先▲4米磁流变抛光装备。改性让反射镜表面更加平整镀膜更是堪称点睛之笔只有镀了膜，它才能“明眸善睐”长春光机所采用的改性/镀膜装备并非常用的圆形，而是长方形这样即便将来反射镜中间没有孔也能顺利完成镀制采用该装备团队将膜厚不均匀性控制在5%以内最初的膜层应力非常大实验样品刚拿出来时还不错不一会儿，膜层像放烟花一样星星点点的小碎末往上蹦最差的时候不到一个小时膜层就掉得干干净净经过半年多的反复实验、调整他们最终采用磁控溅射技术完成了改性膜层/高反射膜层的镀制4米碳化硅反射镜“破茧成蝶”蜕变成了真正的反射镜至此，国际上公开报道口径最大的4.03米碳化硅反射镜研制成功▲4米磁控溅射镀膜机。本文图片均由长春光机所提供2018年8月国家重大科研装备研制项目“4米量级高精度SiC非球面反射镜集成制造系统”顺利通过验收中国工程院院士金国藩、潘君骅等专家评价该项目“是我国在大口径光学制造领域的重大技术突破形成了大口径系列反射镜研制能力为我国大型光电系统研制解决了核心技术难题”阅读全文请见给中国“千里眼”造最大“角膜”来源：中国科学报责任编辑：王颖

1964年10月16日，罗布泊我国第一颗原子弹爆炸成功的现场所有人都在庆祝有一个人心里却很忐忑中国科学院西安光学精密机械研究所（以下简称“西安光机所”）研究员蒋森林回忆当时的心情：“一边为原子弹爆炸试验成功而欣喜若狂另一边又很担心我们的设备是否完成了任务。”两天后，好消息终于传来——西安光机所的两型高速摄影机均拍到图像了！这个让世界对中国刮目相看的历史性一刻也成了西安光机所科研人员职业生涯的“高光时刻”1956年毛泽东主席在中央政治局扩大会议上提出：“我们要不受人家欺负就不能没有这个东西（原子弹）。”集结全国各方力量一场攻关大作战就此拉开序幕判断原子弹爆炸成功的一个关键判据就是用科学手段记录爆炸初期火球扩展情况这个手段非高速摄影技术莫属高速摄影，俗称“慢动作”摄影即把瞬时高速动作放慢捕捉人眼看不见的精彩瞬间进而揭示底层物理规律为解决用于核爆试验必需的高速摄影设备和耐辐照光学材料问题1962年，中国科学院和第二机械工业部决定成立中国科学院光学精密机械研究所西安分所（1970年更名为“中国科学院西安光学精密机械研究所”沿用至今）由此，我国的高速摄影技术研究正式起航西安光机所首任所长龚祖同有一句名言：“以祖国的需要为我们的方向。”研制我国第一台高速摄影机服务我国第一次原子弹爆炸试验就是西安光机所成立之初的首要任务▲由克尔盒型、ZDF-20型组成的我国第一台高速摄影机。一穷二白的科研条件、极其有限的技术积累高速摄影机，怎么搞？1963年初龚祖同提出研制“三幅电光快门高速相机”计划在一次瞬态过程拍摄中获得三幅不同时刻的图像照片每台相机的曝光时间都要达到1微秒这就是后来广为人知的单片克尔盒高速摄影机同时被列入任务的还有ZDF-20型高速摄影机两种设备各具特点克尔盒高速摄影机是微秒量级拍摄图片画幅更大，但只有4张后者虽然时间分辨率为亚微秒但可以连续拍数十张西安光机所准备用“双保险”方式以我国第一台高速摄影机之名奔赴罗布泊，对准原子弹记录历史性的一瞬▲单片克尔盒高速摄影机。单片克尔盒高速摄影机研制的其中一个难题是克尔盒硝基苯提纯和盒体玻璃窗封结西安光机所研究员侯洵接下了这个重任在解决盒体玻璃窗封结问题时为将玻璃片粘结在盒体上必须使用煤气进行热加工而当时的西安根本没有煤气于是侯洵和同事们采用了一个“土办法”用自制的设备配出了煤气另一个难题是快门的触发机制即产生时长1微秒、电压3万伏的强电场高压脉冲西安光机所安排蒋森林等5人小组进驻一家生产雷达的工厂开始关键技术攻关每天早8点进厂，晚10点出厂干了2个多月终于解决了瞬时高压产生的难题▲ZDF-20半周等待型转镜式高速摄影机。1964年6月初核爆指挥部命令下达两型共10台高速摄影机被运到基地进行最后调试蒋森林、赵宗尧、魏顺根、袁祖扬四人一同来到马兰基地为我国第一次核爆试验“保驾护航”试爆原子弹被安放在一百多米高的铁塔上高速摄影机布置于距铁塔10公里外的工壕工壕有专门的窗口供各种测试设备瞄准铁塔顶部

铬盐是我国无机化工主要产品之一广泛应用于制革、颜料等工业过程中20世纪90年代全国许多化工厂因生产铬盐遗留下一座座高耸的铬渣山使用传统工艺生产铬盐会产生含有大量高毒性六价铬离子的废渣一旦渗入土壤再通过饮用水和食物链进入人体将严重影响人畜健康可以说铬盐行业的重污染关乎国家可持续发展和人民生命健康因此整个铬盐行业都在呼吁生产工艺重大变革1996年至2007年间中国工程院院士、中国科学院过程工程研究所（以下简称过程工程所）研究员张懿带领科研团队率先把资源与材料化学化工的研究方法和成果融合渗透到环境工程领域开拓了绿色化学—清洁生产工艺与技术研究新领域为我国铬盐工业铬渣源头削减提供了技术支撑科研人员勇闯科学技术“无人区”与一系列现实困难持续搏斗有人睡在车间里的凉椅上与工人一起“三班倒”有人冒着被高温、强碱灼伤的危险抢修管道有人一直忍受着重金属严重过敏的折磨……回忆起这段经历时作为张懿生活上的伴侣和事业上的战友年过八旬的过程工程所研究员李佐虎却十分淡然“要做成这件事情，这点辛苦不算什么！”▲张懿（左三）和团队成员研讨科研进展。