中新網北京6月1日電 (記者 孫自法)中國的航天強國之路該怎么走?科學家為什么愛上被稱為觀察微觀世界的“大眼睛”——合肥先進光源?“人造太陽”何時“亮”起來?人類的未來和科學與人文、社會是怎樣的關系?
來自中國科學院科學傳播局的消息稱,圍繞這4個備受矚目的議題,相應領域4位權威院士專家吳偉仁、封東來、李建剛、周忠和近日分別登臺“論劍”,在中國科學技術大學(中國科大)系列科普報告會上聯袂推出豐富精彩的“科普盛宴”。
吳偉仁:航天強國可以分“兩步”走
中國工程院院士、中國探月工程總設計師吳偉仁以《中國的航天——過去、現在與未來》為題作報告,分析世界航天新趨勢,介紹中國航天新進展,總結中國月球與行星探測等重大工程新成就,并展望航天強國新征程。
他指出,當前,世界航天發展呈現五個方面趨勢和特點,包括航天的戰略地位更加突出、更加注重創新驅動、外空治理博弈等日趨激烈、商業航天加速發展、深空探測成為航天活動新熱點。
中國航天事業開創于1956年,經過60多年來幾代航天人持續奮斗,創造出以人造衛星、載人航天、月球探測、火星探測“四大里程碑”為代表的輝煌成就,走出一條自力更生、自主創新的發展道路。進入新世紀,隨著航天領域多個國家重大科技專項啟動實施,中國航天事業發展駛入快車道,自主創新能力大幅提升。同時,中國航天國際影響力和話語權不斷增強。
吳偉仁認為,總體來看,中國航天已實現“四個轉變”:一是科技創新能力顯著增強,實現從“跟跑”到“并跑”“領跑”的轉變;二是航天工程體系完整配套,由傳統模式向現代模式轉變,繼美國、俄羅斯之后,成為全球第三個擁有完整產品系列的國家;三是空間應用服務能力大幅度提升,實現從試驗型應用向業務化應用轉變;四是開放合作深化拓展,實現從服務國內到造福人類轉變。
針對備受關注的航天強國建設,吳偉仁表示,中國的“航天強國發展設想”可以分“兩步”走,第一步到2035年左右,躋身航天強國前列;第二步到2045年左右,全面建成航天強國,成為世界航天發展的領跑者之一。
同時,他提出要將深空探測實驗室打造成具有國際影響力的重要人才中心和創新高地。
封東來:愛上“大眼睛”的九個理由
同步輻射裝置被譽為科技的“燈塔”,是集現代科技之大成的大型科學裝置,是支撐多學科前沿研究和產業研發的平臺。目前,中國科大國家同步輻射實驗室正在建設下一代同步輻射裝置——合肥先進光源,它又被稱為觀察微觀世界的“大眼睛”。
中國科學院院士、國家同步輻射實驗室主任封東來以《我愛“大眼睛”的九個理由》為題作科普報告稱,同步輻射原理是帶電粒子(電子、離子)以接近光速運動時,在電磁場的作用下偏轉,沿運動的切線方向上發出的一種電磁輻射。他還分享作為同步輻射裝置的使用者與建設者的樂趣,并舉例展示同步輻射的強大能力。
至于為什么愛“大眼睛”?封東來總結出九個理由。
——第一個理由是建造和使用集人類科技之大成的儀器。合肥先進光源建成后,將成為國際先進、亞洲唯一的低能量區第四代同步輻射光源。因其具有亮度極高、相干性最好的特點,可實現復雜體系電子態、化學態、輕元素結構的精確測量。
——第二個理由是“做最前沿的研究”。《科學》雜志曾遴選出125個重大科學問題中的部分相關問題,涵蓋化學與能源、生命科學、物理學等,這些問題都可以通過同步輻射做進一步研究。
——第三個理由是“做有真用的研發”。如科研人員利用合肥光源發現了燃燒中間體,解釋燃燒反應路徑及其動力學;利用合肥光源探測到煤基合成氣制烯烴關鍵中間產物,打破傳統費托極限等。
——第四個理由是“不局限于某個方法或學科”。比如電動汽車的電池問題,科研人員可以采用不同手段進行研究。
——第五個理由是“天然的世界實驗室與國際合作網絡”。同步輻射裝置對全世界科學家開放,科研人員可以根據自己的研究問題去選擇最合適的工具。
封東來表示,愛“大眼睛”的另4個理由分別是:穩定支持長期技術攻關、寬口徑的技術門類、鍛煉出管理組織項目的能力、大科學工程帶來的激情與成就感。
李建剛:“人造太陽”何時“亮”起來
當化石能源枯竭,人類未來如何維持生存?中國工程院院士、中國科大核科學技術學院院長李建剛認為,核聚變能是一種取之不盡用之不竭的新能源。
地球上能源大部分來自太陽上的核聚變反應,能不能在地球上造出一個個“太陽”?李建剛給出的答案是“能”。他作《托起明天的太陽——磁約束聚變的發展現狀及未來展望》科普報告說,聚變和裂變是兩種完全不同的核反應形式。把一個大的原子核裂開以后形成能源,裂變就是原子彈的原理,聚變就是氫彈的原理。目前的核電站都是裂變電站,聚變發電還處于研發當中。
李建剛解釋稱,“人造太陽”就是運用氫彈的原理,用氫的同位素,一個氘、一個氚,把它們兩個加熱到上億攝氏度以后,就會發生聚合,產生中子和氦。但產生聚變相當困難,首先要把它點火至上億攝氏度,才能滿足聚變發生的條件,其次要實現長時間維持可控聚變連續運行。
“采用的辦法就是磁懸浮,把氣體加熱到上億攝氏度,用磁場把它懸浮起來實現核聚變。這個方法叫托卡馬克。”李建剛說,核聚變研究了50年,取得了一系列進展,如開始建造國際熱核聚變實驗堆。中國聚變能發展已經步入國際先進行列,有了清晰的發展路線圖。
“人造太陽”的終極目標是發電,何時可以真正實現核聚變發電?李建剛認為,“通過未來10-20年聚變實驗堆、工程示范堆和商業堆三個階段的發展,我們可以逐步實現利用核聚能的夢想”。他表示,“長期以來,中國聚變人都有一個夢想:未來如果有一盞燈能被聚變之能點亮的話,這盞燈一定要在中國”。
周忠和:“當代達爾文”威爾遜有何知識遺產
中國科學院院士、中國科大人文與社會科學學院院長周忠和以《科學與人文的融合:“當代達爾文”愛德華·威爾遜的知識遺產》為題作科普報告介紹說,威爾遜的科學生涯從研究螞蟻開始,一生中發現了400多種螞蟻,通過與化學家、數學家的合作,破解了螞蟻交流的化學密碼。“螞蟻島嶼生物地理學的研究,奠定了保護生物學的基礎,是威爾遜留下的最重要的知識遺產之一”。
1975年,威爾遜發表《社會生物學》,這本書首次提出并命名社會生物學學科,催生進化心理學,奠定威爾遜社會生物學之父的地位。威爾遜正是從這本書開始,把社會生物學的成果延伸到社會學人類學方面,成為留下的第二大知識遺產。
科學與人文的知識融合,是威爾遜留下的第三大知識遺產,包括1978年發表《論人性》、1998年發表《知識大融通:21世紀的科學與人文》等。
周忠和指出,威爾遜與達爾文有太多相同點。比如,從小熱愛動物自然,意志堅定,都是優雅且高產的作家;都是細心觀察的博物學家,而且是基于野外考察的生物地理學研究;在學習思考過程中改變了宗教信仰;研究領域從生物延伸到人類,并引起巨大爭議,影響超越自然科學領域。“兩人最大的共同點是,達爾文揭示了人類的‘卑微’身世,威爾遜揭示了人類天性的‘卑微’基礎”。
一般對生命來說,繁衍后代是其最重要的一個特征,還有兩種關系也非常重要,一個是遺傳與環境的關系,對于人類來說就是基因與文化的關系,另一個是個體與群體的關系,這兩種關系一直貫穿于整個生命演化的過程。“人類的未來,一定離不開科學與人文、社會的融合。”周忠和表示。
這4場重磅科普報告每場均由1位院士主持。作為系列科普報告會“東道主”,中國科學院院士、中國科大校長包信和總結表示,系列科普報告會圓滿舉行并進行線上直播,為社會公眾帶來一場豐盛的科學盛宴。中國科大將始終牢記使命,積極承擔普及科學知識、傳播科學思想、弘揚科學精神的責任,為加快建設科技強國、實現高水平科技自立自強做出貢獻。(完)