今年1月20日以來，京北雁棲湖畔，這處曾經名不見經傳的京郊田園，忽然陸續收到海內外36家科研院所、高等院校和高新企業拋來的57份預約申請。這些申請青睞的是藏身于此的綜合極端條件實驗裝置。

五年磨劍，鋒刃初試。1月20日正是它廣發“英雄帖”，面向國內外用戶***預約使用的日子。

綜合極端條件實驗裝置的東方，地球系統數值模擬裝置也已建成運行，高能同步輻射光源、子午工程二期正在進行設備安裝，多模態跨尺度生物醫學成像設施基建工程預計今年全面竣工。這5個大科學裝置所在的地方，有一個響亮的名字——懷柔科學城。

國際科技創新中心是中央賦予北京的“四個中心”城市戰略定位之一，也是北京“五子”聯動格局的關鍵一環。懷柔科學城肩負著在基礎科學領域固本強基的重要使命，隨著綜合極端條件實驗裝置等大國重器建成運行，這個生機勃勃的城，正向著世界級原始創新策源地發起沖擊。

高能同步輻射光源建設圖。張文超攝

科技工作者越聚越多

科技登峰，人才先行。今朝廣發“英雄帖”，背后是中國科學院物理研究所的科研人員們踔厲拓荒。

2017年9月28日，由物理所等承擔的綜合極端條件實驗裝置正式啟動建設，這是懷柔科學城第一個開工的國家重大科技基礎設施。盡管按照進度時間表，綜合極端條件實驗裝置要到2022年才能全面投用，但科研人員卻有些迫不及待，他們邊建設邊運維。2020年10月，中科院物理所懷柔園區正式啟用，5個實驗組、150余名科研人員“搶跑”進入工作狀態。

搬到懷柔科學城奮戰至今，中科院物理所研究員石友國終于可以拍著胸脯說：“這是我們夢想中的實驗室！”在他的實驗室里，大小不一、形狀各異的爐具一字排開，爐內溫度在控制面板上實時更新顯示：低則幾百攝氏度，高到一千多攝氏度。石友國戲稱，這是自己的“煉丹房”。爐里放的不是藥材，而是單晶。“單晶是不少材料課題組研究的基礎物質，將基礎化學物質進行配比并封存在試管中后，投入實驗爐具高溫煉制，少則7天，多則一月，就能***出不同成分的單晶。”石友國說，以前的研發實驗場地空間有限，設備也不夠使，檢測樣本需要預約排隊，大量的樣本只有5%左右可以檢驗。如今，他的團隊實驗室面積擴充了4倍多，實驗爐足有100多臺，開展科研任務的效率得到了極大提升。

同屬物理所的趙懷周團隊與石友國有著同樣感受。搬到懷柔科學城后，他們得以設計出國內首臺熱擠壓碲化鉍材料的試驗樣機。“過去我們一直在研究這種被國外‘卡脖子’的新材料，但受限于以前的場地條件，一直沒***出樣機。”趙懷周說，自從團隊“解鎖”了***這種材料的新技術后，多家熱電芯片***企業拋來橄欖枝。

戰友們越聚越多。伴隨科學城的建設與發展，目前已有中科院高能物理所、國家空間科學中心等18家科研院所入駐懷柔，雁棲湖畔、青山綠水間開展工作的科研人員超過3000人。

未來，并肩作戰的還會有海外同行。

綜合極端條件實驗裝置集極低溫、超高壓、強磁場和超快光場等極端條件為一體，一共有18個實驗站。今年1月20日，首批通過性能工藝測試的5個實驗站啟動普通課題申請，通過中國科學院重大科技基礎設施共享服務平臺面向全球用戶***預約。“申請者既有來自國內各大高校及科研院所的，也有不少來自國外的科研團隊。”綜合極端條件實驗裝置運營管理負責人、中科院物理所懷柔研究部辦公室主任楊翠介紹，“目前首輪課題申請和評審工作已初步完成，即將正式迎接用戶來訪。第一輪***已收到57份普通課題申請，包括36家國內外科研院所、高等院校和高新企業的一線科研團隊。”

高能同步輻射光源效果圖。

致力“從0到1”的突破

一位位科研人員，猶如一顆顆火種，聚到懷柔科學城，合為燎原之焱，他們要照亮的是科學“無人區”、實現更多“從0到1”的突破。大科學裝置，正是他們探幽索隱的利器。

走進綜合極端條件實驗裝置的實驗大廳，兩層樓高的寬敞空間里，一組組設備分布在不同區域，組成一個個實驗站，如成人胳膊粗的管道連接著各項儀器。“這些都是輸送液氦的管道，眼前這棟樓是量子計算中心，主要研究在極低溫和強磁場兩種極端條件下的物質反應，液氦正是用來制冷的。”工作人員介紹，在物理學領域，有一個絕對零度的概念，即-273.15℃。通俗來講，代表冷到不可能再冷了的最低溫度，而在量子計算中心，能做到僅比絕對零度高0.001℃。“這是世界領先水平。”工作人員說，“在這種極低溫條件下，能觀察到物質豐富的表現形式，比如量子態，進而實現量子計算。”

新物態的探索和調控一直是物理學研究的主要內容，是物理研究賴以造福人類社會的主要途徑，因而具有重要的戰略意義。比如調控水的狀態把水變成水蒸氣，人類發明了蒸汽機，掀起了第一次工業革命；調控電磁場的狀態，人類開啟了第二次工業革命，進入電氣時代；調控電子能帶的狀態，導致了第三次工業革命——信息化。從物理學的角度，我們希望通過繼續調控物質的狀態、物質里電子的狀態，對第四次工業革命作出貢獻。

綜合極端條件實驗裝置幫助人們從新的角度觀察世界，另一個大科學裝置則是把地球直接搬進了實驗室。一路向東，懷柔科學城東擴至密云后，一座名為“寰”的地球系統數值模擬裝置落戶密云，目前已進入運行狀態。地球模擬實驗室的展廳里，直徑3米的地球“風起云涌”，再現不同時期大氣、海洋、植被狀況。拾級而上，5層樓高的超級計算機“硅立方”正為其提供算力支持。

“由大氣所自主研發的地球系統模式，集成耦合了包含大氣、海洋、陸面、植被生態、大氣化學、海洋生化、陸地生化在內的7個分系統，能夠模擬大氣圈、水圈、冰凍圈、巖石圈、生物圈，打造出一個相對完整的數字版‘孿生地球’。”中國科學院大氣物理研究所副研究員張賀介紹，“寰”的問世，打破了美國、日本等發達國家在全球氣候變化學術領域的主導權，我們在全球氣候變化特別是全球變暖減緩、控制措施等方面有了更強的話語權。

還有更多的科研裝置即將運行起來：高能同步輻射光源、子午工程二期正在進行設備安裝，多模態跨尺度生物醫學成像設施基建工程預計今年全面竣工。作為北京綜合性國家科學中心建設的集中承載地，懷柔科學城如今邁入了建設與運行并重的階段，開展關鍵核心技術、顛覆性技術攻關。

聚四海之氣借八方之力

不僅是5個大科學裝置，懷柔科學城已經陸續布局建設了近40個世界先進水平的科學設施平臺項目，成為全國設施平臺集聚程度最高、創新資源最豐富的區域之一。這些資源都不是封閉的，它們正敞開懷抱，迎接五洲才俊。

不拒眾流，方為江海。***總書記曾說過，自主創新是***環境下的創新，絕不能關起門來搞，而是要聚四海之氣、借八方之力。國際合作中更多人使用一項科學設施會讓其成本效益最大化，也有助于在交流合作中擦出更多的思想火花，推動科學，特別是基礎科學的發展。

懷柔科學城在規劃之初就已經把“國際***共享”寫進任務清單。以全球化視野謀劃和推進創新，打造高水平***創新合作機制，拓展國際合作新路徑，加速融入全球創新網絡，打造國際科技***合作的重要樞紐，是“十四五”時期懷柔科學城的發展目標之一。

科研人員聚集懷柔科學城，在“夢想的實驗室”中大展拳腳。

加快形成國家戰略科技力量，是北京一直以來的探索。未來，北京將吸引國際科技組織在懷柔布局建設，支持設立實驗室、企業技術研究院、研發中心等各類研發機構和技術創新平臺；鼓勵國內外一流科研機構、研究型大學、創新型企業、國際科技組織，共同設立國際新型研發機構；鼓勵支持科學設施平臺面向國內外高校、科研院所、企事業單位充分***共享，圍繞物質科學、空間科學、生命科學等基礎研究領域，發起國際聯合研究項目，集聚國際知名科學家和團隊資源，打造具有國際影響力和國際資源吸附力的創新綜合體。

科學+城待賢才

若想廣納賢才，不僅要有過硬的硬件，還需營造貼心的軟件。

每天，伴著京東第一縷朝霞，多場低溫科技有限公司合伙人邢健與團隊成員開始技術攻關。這是一家很年輕的公司，創辦時間不長，主要成員均是中科院物理所畢業的博士，目前團隊20余人，其中8名全職博士平均年齡不到30歲。但公司的實力卻不“嫩”，瞄準高附加值、高技術難度的科研儀器關鍵部件，產品在世界范圍內都處于領先水平。為了沖擊更大的市場，這個年輕的團隊作出了一個頗有遠見的決定，到科學最前沿的地方去。

科研人員在實驗室里開展攻關。

從北京市區搬來懷柔科學城，邢健和團隊成員看中的，不僅有最前沿的科學需求和市場機會，還有為科研人員量身打造的生活空間。

秉持“科學+城”的規劃理念，懷柔科學城正在為此而匠心精雕。緊鄰大科學裝置集中地區，一座老舊廠房搖身一變成為精致時尚的“科學家公寓”。從外表看，公寓保留了廠房原本的鋼框架，工業風十足，步入室內，寬敞明亮，舒適溫暖，房間布局特意為科學家增加了儲存空間、書架，增加長虹玻璃隔斷將原有空間進行分割，既能滿足會客需求又能保護隱私。休閑區域也增添了不少科技元素，還借用建筑內部空間營造生態小環境，打造綠意盎然的會客區。邢健團隊的不少成員就居住在此。

不僅如此，在保障科研生活方面，懷柔區正在研究建立科研人員通勤中轉無縫銜接體驗，區外實現軌道交通、自駕車、中科院班車高效換乘聯動；區內建設定制公交、現有公交、共享單車多元接駁保障體系。員工食堂、西餐廳、咖啡廳、便利店、商超、健身房、圖書室、電影院、快遞網點、銀行等基礎設施一應俱全，為科學城內的科研團隊提供了全方位服務。

安居方能樂業。懷柔已籌措8000余套各類住房服務科研人員，實現公租房、共有產權房、商品房等不同形式的分層分級供給；青苗國際學校、一零一中學、北京十一學校、中關村一小等優質教育資源將陸續引入，加快北京大學懷密醫學中心建設及婦幼保健院遷建，滿足老人就醫、子女入學、配偶就業等家庭生活所需……

為服務外籍人才辦理業務，今年1月懷柔區啟用外國人出入境服務廳，實現外籍人才工作許可、工作類居留許可“一窗受理、同時取證”。迎接全世界的科學家和各領域人才，懷柔科學城未來將引進更多國際化機構，包括建立國際學校和中外合作辦學、建設國際人才社區、增加國際醫療服務能力等。

美麗的雁棲湖畔，一座邁向世界先進水平的綜合性科學中心正敞開懷抱迎接八方賓客，共同推動全球科學技術發展。

他山之石

全球共探科學秘境

20世紀中葉以來，科學技術發展的突破，都離不開大科學裝置。世界各國紛紛投身建立大科學裝置的浪潮，以國際化和***共享的姿態探索科技前沿領域。

全球頂尖科研團隊攜手攻關，已成為一種國際慣例，***共享也成為大科學裝置的一個顯著特點。作為長時間運行大科學裝置的世界科技強國之一，德國亥姆霍茲聯合會的大科學裝置在2015—2017年分別有70.6%、72.6%、71%的機時為外部科學家所用。美國勞倫斯伯克利實驗室所擁有的5個大科學裝置，同樣向社會***。

眼下，中國正在逐步推進國家重大科技基礎設施和大型科研儀器向社會***，“共享共贏”“國家公共設施”成為大科學裝置的本質屬性和題中之義。如“天眼”、上海光源、“東方超環”等眾多大科學裝置已向國際團隊敞開懷抱。