于“黑暗”中探索，需要一束“亮光”指引前行方向。

有這樣一束“光”，能快速看清新冠病毒結(jié)構(gòu)，為科學(xué)家快速研制出疫苗和藥物提供助力；發(fā)現(xiàn)藥物如何與靶點(diǎn)發(fā)生作用，幫助開發(fā)抗腫瘤藥物；觀察鋰離子在電池中如何移動(dòng)，從而找到提高電池容量和壽命的辦法；或是原子級別逐個(gè)探測芯片的表面，破解芯片“卡脖子”難題……

同步輻射光，已成為我們探測微觀世界最有效且系統(tǒng)的工具之一。如今，被喻為“科技燈塔”的同步輻射光源設(shè)施已在深圳落地，未來將“照亮”整個(gè)大灣區(qū)。

深圳綜合粒子設(shè)施研究院院長、深圳產(chǎn)業(yè)光源總負(fù)責(zé)人孫冬柏表示，目前，深圳面向國家重大需求的經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場，對標(biāo)世界一流科創(chuàng)中心，正加快相關(guān)項(xiàng)目規(guī)劃建設(shè)，在光明科學(xué)城前瞻部署以同步輻射光源為代表的先進(jìn)光源類重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，加強(qiáng)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，提升區(qū)域原始創(chuàng)新能力，創(chuàng)造性提出“4R理念”，推動(dòng)科技和產(chǎn)業(yè)向更高水平發(fā)展。

國際科技創(chuàng)新高地的“標(biāo)配”

人類對光的利用有很長的歷史，從篝火、燭光、電燈到X光機(jī)，這些光源都是我們認(rèn)識(shí)世界的重要工具。而在當(dāng)今科技前沿，同步輻射光源則成為人類認(rèn)識(shí)微觀的“超清照相機(jī)”和“超強(qiáng)X光機(jī)”。

人類1947年首次“看見”同步輻射光至今，同步輻射光源已成為世界應(yīng)用最廣泛、運(yùn)行數(shù)量最多、服務(wù)用戶能力最強(qiáng)的大科學(xué)裝置，為各學(xué)科進(jìn)步和各產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域發(fā)展提供了先進(jìn)和關(guān)鍵的綜合性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

“自科學(xué)家首次‘看見’同步輻射光，同步輻射光源對科學(xué)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展發(fā)揮的作用越來越大。”深圳產(chǎn)業(yè)光源光束線及實(shí)驗(yàn)站總體主任司銳介紹說，同步輻射光覆蓋從紅外、可見光、紫外，到X射線的高性能電磁波，幾乎在所有與物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)有關(guān)的基礎(chǔ)科學(xué)研究和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)應(yīng)用研究領(lǐng)域，如材料、生命科學(xué)、生物醫(yī)藥、能源環(huán)境、納米科技等，都有著非常廣泛的應(yīng)用，也是實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破和推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要利器。

同步輻射光具有頻譜寬、能量可調(diào)節(jié)、超高亮度、聚集性好等特點(diǎn)，能讓科學(xué)家快速清楚地“看到”生物大分子并認(rèn)識(shí)其工作機(jī)理，找到分子和疾病的對應(yīng)關(guān)系。近50年來，利用同步輻射光闡明蛋白質(zhì)分子工作機(jī)理而產(chǎn)生的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的就有5個(gè)。司銳說，同步輻射光源不僅是現(xiàn)代科學(xué)研究取得突破的必要條件，也是衡量一個(gè)國家和地區(qū)科技實(shí)力和發(fā)展?jié)摿Φ闹匾獦?biāo)志。

“縱觀全球，光源類裝置多集中在科技和產(chǎn)業(yè)充分發(fā)展的地方。比如世界知名的美國布魯克海文、阿貢等國家實(shí)驗(yàn)室，英國哈維爾，法國格勒諾布爾，日本播磨科學(xué)公園城，在我國的北京懷柔、安徽合肥、上海張江等綜合性國家科學(xué)中心，已經(jīng)形成了以先進(jìn)光源類設(shè)施為核心的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施集群。作為經(jīng)濟(jì)、科技最活躍地區(qū)之一的粵港澳大灣區(qū)，此前同步輻射光源裝置一直空缺。” 司銳說，建設(shè)同步輻射光源是深圳打造國際科技和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新高地的必然選擇，也是未來參與國際科技合作創(chuàng)新的“入場券”。

粵港澳大灣區(qū)“光源”實(shí)現(xiàn)零的突破

“深圳乃至大灣區(qū)是否需要同步輻射光源，經(jīng)過兩年多充分調(diào)研論證，答案是肯定的。”深圳綜合粒子設(shè)施研究院工程管理部部長黃孚向記者講述其中緣由。

2017年，《深化粵港澳合作推進(jìn)大灣區(qū)建設(shè)框架協(xié)議》首次提出粵港澳大灣區(qū)要打造國際科技創(chuàng)新中心。國家發(fā)展改革委組建粵港澳大灣區(qū)國際科技創(chuàng)新中心咨詢專家組，專家組調(diào)研走訪了大灣區(qū)9個(gè)城市，并對粵港澳大灣區(qū)國際科技創(chuàng)新中心的建設(shè)藍(lán)圖進(jìn)行研討，時(shí)任中山大學(xué)常務(wù)副校長孫冬柏教授作為專家組成員，與其余專家一起提出在大灣區(qū)優(yōu)先考慮布局建設(shè)同步輻射光源等具有強(qiáng)大產(chǎn)業(yè)發(fā)展支撐能力的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施。2018年深圳決定建設(shè)光明科學(xué)城，而科學(xué)城需要建設(shè)什么樣的大科學(xué)裝置、怎樣支撐服務(wù)新時(shí)期深圳發(fā)展需要，成為首要考慮的問題。

“光明科學(xué)城布局建設(shè)的裝置，一定要緊扣服務(wù)深圳和大灣區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，這種裝置必須是要能對深圳的科技創(chuàng)新和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展真正起到推動(dòng)作用。”孫冬柏認(rèn)為，與北京、上海、合肥側(cè)重基礎(chǔ)研究為主有所區(qū)別，在大灣區(qū)規(guī)劃建設(shè)大科學(xué)裝置要旗幟鮮明的支持應(yīng)用基礎(chǔ)研究，服務(wù)和支撐大灣區(qū)新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)。

孫冬柏認(rèn)為，深圳對標(biāo)世界一流科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新中心，前瞻性在光明科學(xué)城部署以同步輻射光源等為代表的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，對深圳建設(shè)為大灣區(qū)高質(zhì)量發(fā)展引擎、力爭科技和產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新能力達(dá)到世界一流將起到?jīng)Q定性支撐作用。

國際上大量案例證明，把握重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)過程中對相關(guān)產(chǎn)業(yè)的需求，可以有效地帶動(dòng)當(dāng)?shù)乜萍寂c產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

比如，英國牛津哈維爾科創(chuàng)園的“鉆石”光源，承載并支撐著英國國家工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略。從2007年投入使用至2020年，對經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生的累計(jì)貨幣化影響至少達(dá)到18億英鎊，遠(yuǎn)超過“鉆石”光源12億英鎊的總投資額。

孫冬柏表示，近年來在大灣區(qū)深入持續(xù)地開展用戶調(diào)研后發(fā)現(xiàn)，部分企業(yè)已經(jīng)在利用光源開展研發(fā)工作，有的企業(yè)對光源有明確的需求，有更多企業(yè)會(huì)在未來產(chǎn)生這樣的需求。

由于全球研究用戶數(shù)量龐大且日益增長，我國同步輻射光源用戶機(jī)時(shí)（用戶利用裝置開展實(shí)驗(yàn)的時(shí)間）一直處于“一時(shí)難求”的稀缺狀態(tài)。大量企業(yè)用戶不得不花費(fèi)大量的精力和資金到國外尋求同步輻射光源機(jī)時(shí)來開展實(shí)驗(yàn)。然而，隨著近年來的國際科技競爭愈發(fā)白熱化，我國的一些行業(yè)企業(yè)受到外部的刻意打壓，國內(nèi)企業(yè)在爭取條件限制苛刻的國外機(jī)時(shí)的同時(shí)，也為高端技術(shù)研發(fā)等商業(yè)保密考慮而束手束腳。

2019年1月，光明科學(xué)城發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì)召開，在光明科學(xué)城布局建設(shè)光源成為港深專家共識(shí)。同年2月，市發(fā)展改革委組織赴香港五大高校深度調(diào)研后，形成發(fā)展光子、電子、質(zhì)子、中子、中微子裝置的“五子”設(shè)施理念。同年12月，《深圳市建設(shè)中國特色社會(huì)主義先行示范區(qū)的行動(dòng)方案（2019-2025年）》正式印發(fā)，深圳謀劃先行建設(shè)以同步輻射光源和自由電子激光為代表的綜合粒子設(shè)施。

2020年5月，深圳綜合粒子設(shè)施研究院正式成立。同年8月和9月，同步輻射光源項(xiàng)目和自由電子激光項(xiàng)目相繼獲批立項(xiàng)。至此，光明科學(xué)城建設(shè)掀開新篇章。

推動(dòng)科技和產(chǎn)業(yè)快速升級

“同步輻射光源是高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展的催化劑，粵港澳大灣區(qū)的發(fā)展迫切需要布局光源設(shè)施。”司銳表示，深圳布局“20+8”產(chǎn)業(yè)集群高質(zhì)量發(fā)展，打造具有全球影響力的科技和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新高地，是深圳產(chǎn)業(yè)光源發(fā)揮巨大能量的絕佳舞臺(tái)。

比如集成電路領(lǐng)域，世界上早期的極紫外線光刻驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)和發(fā)展均基于同步輻射光源。美國在上個(gè)世紀(jì)90年代初建設(shè)的ALS光源為極紫外光刻技術(shù)的光刻膠、掩膜檢測和成品檢測等工藝研究提供關(guān)鍵測試平臺(tái)。與此同時(shí)，同步輻射光源還將為下一代芯片制造技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用基礎(chǔ)研究工作持續(xù)提供重要支撐。

生物醫(yī)藥方面，光源幫助獲得藥物及靶點(diǎn)蛋白復(fù)合物的高分辨率結(jié)構(gòu)，還能應(yīng)用于醫(yī)學(xué)成像、基因檢測、先進(jìn)醫(yī)療等產(chǎn)業(yè)。從全球范圍看，光源所在地藥企扎堆，已成為制藥企業(yè)依賴的創(chuàng)新利器。

在先進(jìn)材料、先進(jìn)制造等方面，光源的先進(jìn)分析表征手段助力結(jié)構(gòu)材料和功能材料研發(fā)、制造工藝優(yōu)化等案例比比皆是。

以“產(chǎn)業(yè)”之名沿途下“金蛋”

光明科學(xué)城布局建設(shè)的同步輻射光源，在國內(nèi)首次打出“產(chǎn)業(yè)光源”的旗幟，旨在建成國內(nèi)首個(gè)定位聚焦服務(wù)經(jīng)濟(jì)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展和科技創(chuàng)新的第四代同步輻射光源裝置。

“產(chǎn)業(yè)光源的根本目的，就是服務(wù)和支撐區(qū)域新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展。這不僅是個(gè)全新的名字，而且綜合了國際同步輻射光源的發(fā)展趨勢，從規(guī)劃建設(shè)理念到建設(shè)運(yùn)營服務(wù)機(jī)制的一次系統(tǒng)性、革命性的創(chuàng)新。”孫冬柏說。

“與傳統(tǒng)光源類設(shè)施追求加速器的極致性能不同，深圳產(chǎn)業(yè)光源強(qiáng)調(diào)裝置要能真正為產(chǎn)業(yè)服務(wù)。”深圳產(chǎn)業(yè)光源提出“4R理念”，即在真實(shí)的工業(yè)環(huán)境（Real industrial condition）下對真實(shí)物質(zhì)（Real substance）的真實(shí)制造過程（Real manufacturing process）進(jìn)行實(shí)時(shí)研究（Real-time research），讓實(shí)驗(yàn)線站能夠模擬接近生產(chǎn)制造實(shí)際工況環(huán)境條件。

在運(yùn)營機(jī)制上，深圳產(chǎn)業(yè)光源也在不斷探索。深圳產(chǎn)業(yè)光源規(guī)劃設(shè)計(jì)了重大需求板塊——不少于10個(gè)實(shí)驗(yàn)站來專門滿足國家重大需求，鼓勵(lì)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu) “揭榜掛帥”“坐冷板凳”。在國家重大戰(zhàn)略需求領(lǐng)域，為解決我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展“缺芯少核”提供關(guān)鍵支撐；在產(chǎn)業(yè)需求領(lǐng)域，深圳產(chǎn)業(yè)光源也在探索推動(dòng)企業(yè)和高校、科研院所共建專用的產(chǎn)業(yè)實(shí)驗(yàn)線站，提供高水平實(shí)驗(yàn)運(yùn)維技術(shù)，長期穩(wěn)定地支持企業(yè)做研發(fā)。

“早日把深圳產(chǎn)業(yè)光源建好，那么我們至少有15-20年的‘黃金窗口期’，利用最先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，催生一系列科研成果實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化落地，讓深圳乃至大灣區(qū)的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)迅速升級換代。” 司銳說。

“產(chǎn)業(yè)光源多板塊實(shí)驗(yàn)線站強(qiáng)大的服務(wù)能力，可以同時(shí)支撐一批重大戰(zhàn)略研究和重要技術(shù)攻關(guān)，只要能在某個(gè)領(lǐng)域有所突破，或是在某個(gè)“專精特新”領(lǐng)域支撐灣區(qū)企業(yè)走在世界前沿，這就是巨大的成功。”孫冬柏說，這也是深圳市委市政府對深圳綜合粒子設(shè)施研究寄予的期望和要求——不僅是“沿途下蛋”，更是要多下“金蛋”。（首席記者 聞坤）