戴聞名
我國(guó)新一代“人造太陽(yáng)”(HL-2M)裝置( 核工業(yè)西南物理研究院供圖)
成都市西南郊區(qū),有一處外表不起眼、建筑略顯陳舊的小院。就是這小院,在國(guó)際核聚變界赫赫有名,承擔(dān)著一項(xiàng)國(guó)家大科學(xué)使命——“托起明天的太陽(yáng)”。
中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)有限公司核工業(yè)西南物理研究院(以下簡(jiǎn)稱“西物院”)設(shè)計(jì)建造的中國(guó)新一代“人造太陽(yáng)”(HL-2M)裝置,是中國(guó)目前規(guī)模最大、參數(shù)最高的新一代“人造太陽(yáng)”實(shí)驗(yàn)研究裝置。
2022年10月19日,新一代“人造太陽(yáng)”取得突破性進(jìn)展——等離子體電流突破100萬(wàn)安培(1兆安),標(biāo)志著中國(guó)核聚變研發(fā)距離“聚變點(diǎn)火”邁進(jìn)了重要一步,躋身國(guó)際第一方陣。
“人造太陽(yáng)”如實(shí)現(xiàn)商用化、小型化,就能為人類提供低碳、安全、永不枯竭的受控核聚變能源,將是一件顛覆性創(chuàng)造。
距離西物院不遠(yuǎn)的青羊區(qū),是著名的航空工業(yè)成都飛機(jī)工業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司(以下簡(jiǎn)稱“成飛”)所在地,也是中國(guó)研制、生產(chǎn)殲擊機(jī)的重要基地。軍迷們耳熟能詳?shù)臈n龍、殲10、殲20都是從這里一飛沖天的。
成都“智造”對(duì)支撐起全世界最大的“人造太陽(yáng)”起到了不可或缺的作用。
再往南,天府新區(qū)興隆湖畔,矗立著一座醒目的大型藍(lán)色立方體建筑。它是被成都人昵稱為“硅立方”的超算中心,也是中國(guó)西部第一家建成投運(yùn)的成都超算中心,被稱為“西部最強(qiáng)大腦”。
擁有“人造太陽(yáng)”、超算中心等大科學(xué)裝置和“國(guó)之重器”的成都,正在加速崛起為一座“大科學(xué)裝置”之都。
成都市科技局副局長(zhǎng)陳旭告訴《瞭望東方周刊》,做強(qiáng)“實(shí)驗(yàn)室”、布局“大裝置”、集聚“國(guó)家隊(duì)”,開展原創(chuàng)性引領(lǐng)性科技攻關(guān),尤其是突破先進(jìn)核能、航空航天等“國(guó)之重器”的關(guān)鍵核心技術(shù),是跨越“2萬(wàn)億”之后成都將堅(jiān)定扛起的科創(chuàng)使命。
從夸父逐日到后羿射日,中國(guó)人自古就有“太陽(yáng)情結(jié)”。從20世紀(jì)中葉開始,科學(xué)家開始設(shè)想:能否在地球上建造一座像太陽(yáng)一樣的核聚變反應(yīng)堆,產(chǎn)生出無(wú)窮無(wú)盡的能量,從而一勞永逸地解決人類的能源困境?
所謂“人造太陽(yáng)”,就是模擬太陽(yáng)發(fā)光發(fā)熱的原理,在地球上建造一座可控核聚變裝置。西物院聚變科學(xué)所106室主任李波告訴《瞭望東方周刊》,“人造太陽(yáng)”與科幻電影《流浪地球2》里的“行星發(fā)動(dòng)機(jī)”運(yùn)用的是同一個(gè)原理——核聚變。
與傳統(tǒng)能源相比,核聚變能源更加環(huán)境友好、能量密度更高。核聚變?nèi)剂?氘廣泛分布在海水中,海水提氘的技術(shù)成熟且成本低廉。
“聚變堆一旦能夠發(fā)電并實(shí)現(xiàn)商用,化石能源的消耗也會(huì)大大減少,而且沒有碳排放。我們研發(fā)‘人造太陽(yáng)’,說(shuō)到底就是發(fā)展清潔能源。”李波說(shuō)。
“人造太陽(yáng)”一旦實(shí)現(xiàn)商用化、小型化,就可被放置到各種場(chǎng)景之中——太空中、衛(wèi)星上、電動(dòng)車上、建筑墻面上,成為低成本的能源來(lái)源,人類生活方式的可能性和科學(xué)研究的邊界都會(huì)因此無(wú)限擴(kuò)展。
目前,包括中國(guó)新一代“人造太陽(yáng)”在內(nèi),世界主要核聚變參與國(guó)都是通過(guò)設(shè)計(jì)建造托卡馬克(Tokamak,利用磁約束來(lái)實(shí)現(xiàn)受控核聚變的環(huán)形容器)裝置,試圖解決核聚變能發(fā)電的可行性問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)“從零到一”的突破。
西物院于1965年創(chuàng)建,成功研制出的中國(guó)環(huán)流器一號(hào)(HL-1)裝置,是中國(guó)可控核聚變能源發(fā)展的里程碑。如今的“人造太陽(yáng)”研發(fā)團(tuán)隊(duì)是一支平均年齡僅33歲的年輕科學(xué)家團(tuán)隊(duì)。2022年,這批年輕人克服了高溫限電等重重困難,最終“沖刺”成功。
“人造太陽(yáng)”也是一項(xiàng)國(guó)際大科學(xué)工程。
1985年,美、蘇、歐、日共同倡議“國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆”(ITER)計(jì)劃,2001年完成ITER的研究設(shè)計(jì)工作,建設(shè)場(chǎng)址定在法國(guó)卡達(dá)拉舍。ITER在拉丁語(yǔ)中意為“路”,寓意未來(lái)能源發(fā)展之路。
2006年,中國(guó)、歐盟、美國(guó)、韓國(guó)、日本、俄羅斯和印度7方代表在巴黎簽署協(xié)定,正式啟動(dòng)實(shí)施ITER計(jì)劃,共同建造全世界最大的“人造太陽(yáng)”。
西物院是中國(guó)參與ITER計(jì)劃的主要承擔(dān)單位之一,在此過(guò)程中,他們掌握了核心技術(shù),對(duì)支撐起全世界最大的“人造太陽(yáng)”起到了不可或缺的作用。
2022年11月22日,西物院完成了“ITER增強(qiáng)熱負(fù)荷第一壁”(以下簡(jiǎn)稱“第一壁”)的首件制造,核心指標(biāo)顯著優(yōu)于設(shè)計(jì)要求,具備了批量制造條件。
“第一壁”相當(dāng)于“防火墻”,直接面對(duì)芯部1億攝氏度高溫等離子體,熱負(fù)荷高達(dá)4.7兆瓦/平方米,幾乎可以瞬間將1000克鋼鐵熔化,是ITER最關(guān)鍵的堆芯部件,也是涉及聚變堆建設(shè)的核心技術(shù)。
西物院經(jīng)過(guò)多年技術(shù)攻關(guān),成功把“第一壁”的熱負(fù)荷有效提升,并且在國(guó)際上率先通過(guò)試驗(yàn)認(rèn)證、完成首件制造,實(shí)現(xiàn)了中國(guó)核聚變研究從“跟跑”到“領(lǐng)跑”的質(zhì)變。
成都“智造”的這些“獨(dú)門絕技”,對(duì)于中國(guó)“人造太陽(yáng)”工程至關(guān)重要。
在中國(guó)航空工業(yè)的版圖上,成都同樣舉足輕重。
初創(chuàng)于1958年的航空工業(yè)成飛,60多年來(lái)研制生產(chǎn)了殲5、殲7、梟龍、殲10、殲20等多個(gè)型號(hào)的軍用飛機(jī),并參與了國(guó)產(chǎn)大客機(jī)C919、支線客機(jī)CRJ21、兩棲飛機(jī)AG600的研制生產(chǎn)。
成都超算中心(白樺/ 攝)
在成都青羊黃田壩,最為軍迷津津樂(lè)道的,則是這里生產(chǎn)了具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的戰(zhàn)斗機(jī)——?dú)?0。
黃天壩航空主題教育基地里,有一尊8個(gè)“1”造型的 “一飛沖天”雕塑,紀(jì)念2011年1月11日下午1時(shí)11分殲20成功首飛這個(gè)歷史性的時(shí)刻。8個(gè)“1”同時(shí)也暗合“八一”,以明航空人不忘初心、航空?qǐng)?bào)國(guó)之志。
據(jù)了解,當(dāng)中國(guó)的第三代戰(zhàn)斗機(jī)研制尚處在攻堅(jiān)之時(shí),航空工業(yè)就在“生產(chǎn)一代、研制一代、預(yù)研一代、探索一代”方針指導(dǎo)下,思考研究如何發(fā)展中國(guó)的第四代戰(zhàn)斗機(jī)。
而首飛成功僅僅是萬(wàn)里長(zhǎng)征走完了第一步——作為“大國(guó)重器”,如何增強(qiáng)作戰(zhàn)效能、打造一代名機(jī),是航空人再攀高峰的首要目標(biāo)。
分析再分析,創(chuàng)新再創(chuàng)新,論證再論證,迭代再迭代,航空人最終拿出了一套科學(xué)、系統(tǒng)、針對(duì)性強(qiáng)的符合現(xiàn)代作戰(zhàn)需求的科學(xué)方案。
2016年11月1日上午10時(shí)20分,在第11屆中國(guó)國(guó)際航空航天博覽會(huì)上,2架殲20飛機(jī)編隊(duì)飛過(guò)珠海金灣機(jī)場(chǎng)。短短一分鐘的亮相,宣告了中國(guó)航空工業(yè)一個(gè)新時(shí)代的來(lái)臨。
2017年9月28日,中國(guó)國(guó)防部發(fā)言人向外界宣布,殲20已經(jīng)列裝部隊(duì)。殲-20入役,體現(xiàn)了中國(guó)航空工業(yè)和空軍現(xiàn)代化建設(shè)的跨越式發(fā)展,是中國(guó)航空工業(yè)自主創(chuàng)新的重要成就。
承擔(dān)了“國(guó)之重器”重任的成都,還要把科技優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)。
2022年10月28日,成飛發(fā)布了“五大創(chuàng)新行動(dòng)方案”,著力推進(jìn)創(chuàng)新體系建設(shè),以科技創(chuàng)新賦能高質(zhì)量發(fā)展,聚力打造原創(chuàng)技術(shù)策源地和多元化創(chuàng)新體系。
創(chuàng)新發(fā)展的成果之一,是成飛與屬地政府青羊區(qū)合作,全新打造的青羊航空新城。
這里不僅有航空工業(yè)成飛、航空工業(yè)成都飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所、中航成飛民用飛機(jī)有限責(zé)任公司等世界級(jí)和國(guó)家級(jí)的龍頭“鏈主”單位,還云集了中國(guó)商飛上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院(成都)機(jī)頭設(shè)計(jì)中心、成都流體動(dòng)力創(chuàng)新中心等航空產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新服務(wù)平臺(tái)。
青羊航空新城(青羊區(qū)委宣傳部供圖)
大大小小的航空產(chǎn)業(yè)鏈上下游配套企業(yè),也在不斷向這里匯聚。
《成都市航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2020―2025年)》中提出了航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展“一核、一極、多點(diǎn)”的總體布局結(jié)構(gòu)。這其中的“一核”,正是指青羊航空新城。
2023年初,“聊天機(jī)器人”ChatGPT引爆全球話題,它不僅可以連續(xù)對(duì)話,還可以書寫長(zhǎng)篇故事,上線2個(gè)月用戶破億,成為全球用戶增長(zhǎng)速度最快的消費(fèi)級(jí)應(yīng)用程序之一。
ChatGPT的驚艷表現(xiàn),得益于背后強(qiáng)大算力和新穎算法的支撐。超算力,將是未來(lái)城市和國(guó)家的核心競(jìng)爭(zhēng)力之一。
這個(gè)大科學(xué)賽道,成都也已在我國(guó)西部率先布局。
作為西部第一家建成投運(yùn)的超算中心,成都超算中心也被稱為“西部最強(qiáng)大腦”。
建成3年來(lái),成都超算中心已經(jīng)和900多個(gè)用戶建立了合作,在宇宙演化模擬、氣象預(yù)報(bào)、航空航天、抗震分析、生命健康等科研領(lǐng)域發(fā)揮了作用。
更重要的是,超算中心相當(dāng)于“科學(xué)家手中的算盤”——有了它,科學(xué)家和科創(chuàng)企業(yè)就會(huì)隨之而來(lái),尤其會(huì)吸引人工智能、大數(shù)據(jù)分析、大數(shù)據(jù)處理相關(guān)產(chǎn)業(yè)的聚集。
2021年,工業(yè)和信息化部印發(fā)通知,支持創(chuàng)建北京、天津(濱海新區(qū))、杭州、廣州、成都國(guó)家人工智能創(chuàng)新應(yīng)用先導(dǎo)區(qū)。其中,成都國(guó)家人工智能創(chuàng)新應(yīng)用先導(dǎo)區(qū)為西部首個(gè)。
四川省人工智能學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)章毅指出,成都超算中心將是成都創(chuàng)建國(guó)家人工智能創(chuàng)新應(yīng)用先導(dǎo)區(qū)的重要支撐,“具有其他地區(qū)難以替代的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)”。
作為西部(成都)科學(xué)城的重大科學(xué)裝置,成都超算中心還將服務(wù)于成渝乃至整個(gè)西部的算力需求,為成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈建設(shè)增添“超算動(dòng)力”。
目前,成都僅在西部(成都)科學(xué)城布局的大科學(xué)裝置就有6個(gè),其中2個(gè)納入國(guó)家“十四五”重大科技基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃,其他4個(gè)為省級(jí)重大科技基礎(chǔ)設(shè)施,包括引領(lǐng)未來(lái)先進(jìn)核能科技的電磁驅(qū)動(dòng)聚變大科學(xué)裝置、為開展超高速真空管道軌道交通基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題提供試驗(yàn)環(huán)境的多態(tài)耦合軌道交通動(dòng)模試驗(yàn)平臺(tái)、解決飛行器等重大工程研制關(guān)鍵問(wèn)題的磁浮飛行風(fēng)洞等。
成都的“科創(chuàng)力”正在迅速攀升。
2022年,成都還新增了9個(gè)國(guó)家級(jí)科技創(chuàng)新平臺(tái)。電磁驅(qū)動(dòng)聚變裝置等2個(gè)大科學(xué)裝置完成選址,正推進(jìn)主體和配套項(xiàng)目可研報(bào)告報(bào)審。國(guó)家高端航空裝備技術(shù)創(chuàng)新中心獲批建設(shè),未來(lái)軌道交通未來(lái)產(chǎn)業(yè)科技園獲批試點(diǎn)。國(guó)家精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心載體基本建成,生物靶向藥物國(guó)家工程研究中心正加快搭建關(guān)鍵共性技術(shù)平臺(tái)。
“天府系”高水平實(shí)驗(yàn)室也在布局之中。
天府興隆湖實(shí)驗(yàn)室在全球范圍內(nèi)聚集優(yōu)秀科學(xué)家和青年學(xué)者150余人,承接多項(xiàng)國(guó)家任務(wù)。天府絳溪實(shí)驗(yàn)室正抓緊推動(dòng)量子互聯(lián)網(wǎng)等3個(gè)前沿研究中心團(tuán)隊(duì)落地。天府錦城實(shí)驗(yàn)室未來(lái)醫(yī)學(xué)城、前沿醫(yī)學(xué)中心載體建設(shè)、設(shè)備采購(gòu)正有序推進(jìn)。
手握多個(gè)重磅大科學(xué)裝置的成都,為提升國(guó)家戰(zhàn)略科技力量、搶占未來(lái)科技競(jìng)爭(zhēng)制高點(diǎn)做出了“成都貢獻(xiàn)”,也為加速建設(shè)“具有全國(guó)影響力的科技創(chuàng)新中心”提供了硬核支撐。
2022年5月5日 西部(成都)科學(xué)城
2023年2月,成都以88.8的綜合得分,位列全國(guó)“科創(chuàng)中國(guó)”試點(diǎn)城市第二位,為副省級(jí)城市之首,并在“科技創(chuàng)新結(jié)合地方實(shí)際”和“制度創(chuàng)新”兩個(gè)單項(xiàng)中位列全國(guó)第一。
世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織發(fā)布的《2022年全球創(chuàng)新指數(shù)》表明,成都在全球“最佳科技集群”排名中,從2021年的39位上升到29位,排名上升10位。
2022年,成都還出現(xiàn)了高新技術(shù)企業(yè)“井噴”的現(xiàn)象。
全市國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)總數(shù)突破1.14萬(wàn)家,同比增長(zhǎng)近44%;科創(chuàng)板上市企業(yè)總數(shù)達(dá)16家,數(shù)量位居中西部第一;新增“獨(dú)角獸”企業(yè)4家,總數(shù)至9家。
成都對(duì)于青年人才的吸引力也在不斷上升。近3年,成都累計(jì)吸引新落戶青年人才33.1萬(wàn)人,其中30歲以下約占75.1%,本科及以上學(xué)歷青年人才約占73.4%,研究生學(xué)歷人才約占15.7%。
更加值得期待的是,在黨中央、國(guó)務(wù)院關(guān)于成渝地區(qū)建設(shè)成為“具有全國(guó)影響力的科技創(chuàng)新中心”的決策部署之下,“大科學(xué)裝置”之都成都,未來(lái)還將與重慶一道以成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈“合縱連橫”,崛起成長(zhǎng)為中國(guó)科技創(chuàng)新“第四極”。
(特約撰稿劉依林、劉飛對(duì)本文亦有貢獻(xiàn))