近日，北京懷柔科學(xué)城又傳來好消息，“十三五”時期國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施——空間環(huán)境地基監(jiān)測網(wǎng)（子午工程二期）正式開工建設(shè)。這意味著國家在北京懷柔科學(xué)城布局的五個大科學(xué)裝置全部實現(xiàn)開工建設(shè)，北京懷柔綜合性國家科學(xué)中心基本框架正在形成。

那么，為何眾多大科學(xué)裝置集中落戶懷柔？其中最新“子午工程”二期、地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置進(jìn)展如何，會為人類解決什么難題？

    構(gòu)造過程本身即是科研項目

截至7月底，由國家在“十二五”期間和“十三五”期間布局的綜合極端條件實驗裝置、地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置、高能同步輻射光源、多模態(tài)跨尺度生物醫(yī)學(xué)成像設(shè)施和“子午工程”二期5個大科學(xué)裝置全部在懷柔科學(xué)城啟動建設(shè)。

記者在施工現(xiàn)場，看到有的大科學(xué)裝置已經(jīng)破土動工，主體建筑結(jié)構(gòu)馬上封頂。“這本身就是個科研項目，建筑不是重要的，而里面裝置才是最重要的。我們在邊研究中邊摸索，不斷攻克難題，才能真正建好科學(xué)裝置，推進(jìn)項目進(jìn)展。”高能同步輻射光源項目經(jīng)理、中科院高能物理研究所副所長秦慶表示。

據(jù)說，這些大科學(xué)裝置中的地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置對地球的“脾氣秉性”了如指掌。中科院大氣物理研究所大裝置副主任李壘解釋說，該裝置主要用于研究地球系統(tǒng)的大氣圈、水圈、冰凍圈、巖石圈、生物圈等各圈層之間的相互聯(lián)系、相互作用。比如，碳就是在大氣、海洋、生物圈、陸地之間循環(huán)的。而數(shù)值模擬是研究地球系統(tǒng)科學(xué)必不可少的研究方法，它的出現(xiàn)使得地球科學(xué)的研究成為一門“可實驗”的科學(xué)。

據(jù)介紹，這個大裝置包括地球系統(tǒng)模式數(shù)值模擬系統(tǒng)、區(qū)域高精度環(huán)境數(shù)值模擬系統(tǒng)、超級模擬支撐與管理系統(tǒng)、支撐數(shù)據(jù)庫和資料同化及可視化系統(tǒng)、面向地球科學(xué)的高性能計算系統(tǒng)等。

隨著“子午工程”一期的竣工，其二期建設(shè)令人期待。“子午工程”運行中心相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹說：“這相當(dāng)于在中國境內(nèi)搭起一座長約3000公里，高達(dá)幾百公里的空間‘長城’，科學(xué)家可將地球表面、中高層大氣、電離層、磁層，乃至十幾個地球半徑以外的行星際空間環(huán)境‘盡收眼底’。假設(shè)明天要發(fā)射衛(wèi)星，相關(guān)部門可以提前一二天調(diào)取‘子午工程’觀測數(shù)據(jù)作為預(yù)測依據(jù)，如果發(fā)現(xiàn)太陽有劇烈活動跡象，即會延后發(fā)射。”

據(jù)介紹，“子午工程”二期將在北緯40°、東經(jīng)100°地區(qū)建立監(jiān)測站，同一期共同形成全國地基“井”字觀測網(wǎng)。與其他國家相關(guān)工程相比，其不僅有地磁檢測網(wǎng)，還有無線電、太空火箭，并具有綜合性，成網(wǎng)成鏈，將創(chuàng)造多項世界監(jiān)測之最。

    自主研發(fā)提升科技綜合實力

工欲善其事，必先利其器。“要在基礎(chǔ)研究中不斷有原始創(chuàng)新，我們不僅亟待攻克核心技術(shù)，更迫切需要自主研發(fā)并制備精密的儀器裝置。”國家納米科學(xué)中心研究員裘曉輝深有感慨地向科技日報記者坦言。

北京懷柔區(qū)委書記、懷柔科學(xué)城黨工委書記戴彬彬表示：“懷柔科學(xué)城的戰(zhàn)略定位，是面向世界科技前沿和國家重大需求，建設(shè)世界級原始創(chuàng)新承載區(qū)和開放科研平臺，引導(dǎo)和推動高端創(chuàng)新資源要素加快集聚。”

2016年9月，國務(wù)院印發(fā)《北京加強全國科技創(chuàng)新中心建設(shè)總體方案》，提出“統(tǒng)籌規(guī)劃建設(shè)中關(guān)村科學(xué)城、懷柔科學(xué)城和未來科技城”。同年11月，北京市人民政府辦公廳印發(fā)《懷柔科學(xué)城建設(shè)發(fā)展規(guī)劃（2016—2020年）》。

“憑借這些大科學(xué)裝置，懷柔科學(xué)城將形成定位清晰、高度密集、先進(jìn)高端的設(shè)施平臺集群，為原始創(chuàng)新提供堅實支撐。科研人員依托這些大科學(xué)裝置，將不斷取得一批世界領(lǐng)先的原創(chuàng)科研成果，提高我國在基礎(chǔ)研究和前沿交叉領(lǐng)域的源頭創(chuàng)新能力和科技綜合實力。”懷柔科學(xué)城黨工委委員、管委會副主任伍建民表示。

據(jù)介紹，懷柔科學(xué)城規(guī)劃面積達(dá)到100.9平方公里。今年下半年，懷柔科學(xué)城將密集開工40個重點項目，包括科學(xué)設(shè)施和研發(fā)平臺、城市基礎(chǔ)設(shè)施、公共服務(wù)配套設(shè)施等三大類，總投資預(yù)計198億元。教育、醫(yī)療、住房等配套服務(wù)設(shè)施正在全面跟進(jìn)，與中科院、北大、清華等創(chuàng)新主體以及海淀區(qū)的合作持續(xù)深化，一批高精尖產(chǎn)業(yè)項目成功落戶。