近日有消息传来，我国大科学装置——高海拔宇宙线观测站“拉索”顺利通过国家验收，开始向宇宙线起源之谜发起全面冲击。至此，我国已布局77个国家大科学装置，其中34个建成运行，迈入全球第一方阵。

大科学装置，指须通过较大规模投入和工程建设来完成，建成后通过长期的稳定运行和持续的科学技术活动，以实现重要科学技术目标的大型设施。

如同望远镜之于天文学，显微镜之于生命科学，大科学装置是催生原始创新和尖端科研成果的“利器”，同时，它们对于产业、经济、科普、社会发展的带动作用也是不可估量的。

来看看这些大科学装置，带来了怎样的“裂变”。

英国“钻石光源”集聚创新要素，延伸产业前沿

大科学设施兴起于二战期间的美国，早期多为国家战略安全服务。20世纪50年代后，世界各国都认识到大科学装置在国家创新能力中的重要地位，纷纷绘制大科学装置发展路线图。其中一些国家集中力量兴建各类大科学设施，发展集群式的大型科学研究基地。

“钻石”同步辐射光源是由英国政府批准建造的中能高亮度第三代同步辐射光源。同步辐射光源通俗来说就是一个巨大的具有超高分辨能力的“放大镜”，直到20世纪60年代末才被研发出来。“钻石光源”作为第三代同步辐射光源，可以产生比太阳光线还要明亮100亿倍的光源，对于科研的支撑能力毋庸置疑。

自2007年投入使用开始，它向英国国内和国际的科学家、工业企业界开放，广泛开展应用于生物学、基础物理和化学、新材料科学、工程、饮食和考古文化等多领域的活动，以及不同学科领域交叉学科的研究。

在基础理论探索之外，“钻石光源”也能助力企业提升产品、服务、技术。联合利华、葛兰素史克、强生、美孚公司等众多公司与“钻石”进行委托合作，许多公司在其周边设立研发中心。目前，每年到“钻石”进行实验的学术界和产业界用户已经超过9000人。

对科学家们来说，“钻石光源”不仅仅是一个巨型实验室，也是业内各方思想碰撞的平台。它吸引了欧空局企业孵化器、英国“卫星应用弹射中心”等一系列创新服务机构在周边集聚发展，进一步加长该地区科技创新服务链。

值得一提的是，钻石光源有限公司还设立了钻石产业科学委员会、钻石用户委员会、科学咨询委员会等3个机构，为公司董事会提供专业咨询意见。其中，产业科学委员会不仅增进了企业与“钻石”之间的联系，为其利用现有光线束、投资未来光线束提供建议，也为知识产权、研究成果的转移转化搭建了顺畅的渠道。在这里，申请利用“钻石”的用户可以获得定制化技术服务——实验设计、实验操作、数据收集、数据分析“一条龙”。

如今，“钻石光源”的有效运行时间为每年5000小时，预期运行30年或更久一些，每年接待约2000个研究团队。其中90%的用户是科研机构，其余是企业用户。

若放大视野，可以发现，“钻石光源”的意义不仅在于其本身。作为牛津郡南部迪德科特镇的哈威尔科创园内的大科学装置之一，它与卢瑟福·阿普尔顿实验室及其散裂中子源、电子显微镜及激光装置为邻。

哈威尔园区是英国多年来投资兴建的最重要的大科学设施和最大的民用科研基地，成立至今已超过80年。这里聚集了超过225个组织、6000多名工作人员。在英国现有的高能级“大科学装置”中，几乎一半的设施都位于哈威尔园区。

更重要的是，这些“大科学装置”方向一致且能够形成互补。设置在园区的三大主要装置，都面向无机或有机材料的微观结构进行探索，且细分领域互为补充。同步辐射光源与散裂中子源都是理想的“探针”，侧重于探测轻重不同的原子，但这两者只是对于物质本身的基本探测，对于其中原子之间相对距离的高精度测量，还需要借助大型激光装置。上述三大装置的叠加会让科学家对于物质微观结构的认识更加全面和准确。现在，三大装置在生物科学、食品、物理、工程、环境、能源等领域的科学探索已经形成很好的合作。

在这一大科学装置集群“空间聚集、方向聚焦”的大背景下，哈威尔园区从2009年起逐步形成健康科技、能源科技和航空三大产业集群。其中，健康科技产业集群中的相关科技企业，通过利用同步光源和中央激光装置进行药物研发和开发生物相容性材料；能源科技产业集群基于对散裂中子源和同步辐射光源的充分利用，解决气候和环境等方面的问题，产生创新的清洁技术；航空产业集群的壮大，借势同步辐射光源在材料研究领域的研发力量，为工程组件如航空发动机风扇叶片的研发制造添砖加瓦。

通过发挥大科学装置集群的产业潜力，哈威尔园区年产值超过10亿英镑，为整个英国带来了大量的就业机会，促进了经济增长。其中，单单是航空产业集群就已经为英国提供了超过4万个工作岗位。

“大科学时代”下大科学装置的大科普

2017年，三位科学家因探测到引力波而获得了诺贝尔物理学奖。为了证明引力波的存在，科学家们打造了巨型装置激光干涉引力波观测站——管臂长达4千米的干涉仪，内部能让光路反射400次，激光光路长达1600千米。这一大科学装置从20世纪60年代开始投入运作，几十年间投入上百亿元，直到2015年才发现了引力波。

越来越多人意识到，当下对世界的探索，已经进入“大科学时代”，这个大字，不仅指研究中的跨学科倾向日益显著，大体量的、跨国合作的需求日益迫切，还包括对大科学装置的依赖性变得更强，研究的时间尺度也更大。

如此巨大投入的大科学装置，如何获得社会的支持？面对公众，如何更好地发挥其独有的科学影响力？值得深思。

欧洲核子研究中心是世界上最大型的粒子物理学实验室，位于瑞士日内瓦西部和法国接壤的边境，主要研究粒子物理学，即物质最基础层面的规律。

欧洲核子研究中心拥有一系列大型科学装置，如世界上最大的粒子加速器设施——大型强子对撞机等，它吸引了全世界的科学家来此进行科研活动，取得了一系列重大科研成果，如被称为“上帝粒子”的希格斯玻色子的发现。这使得欧核中心在国际高能物理学界成为毋庸置疑的重镇，在面向公众进行科普宣传时也有巨大的优势。

在欧核中心园区，主要的对外开放设施是科学与创新之球和粒子物理学博物馆。前者是一个高27米、直径为40米的球形建筑，象征着地球。建筑物一层的“粒子的宇宙”展览带领游客深入了解粒子世界的秘密，探寻宇宙大爆炸的开端。

除此以外，欧核中心面向教师群体的有针对性的活动，在业内极具创新性。这些科学教育旨在“使教师跟上粒子物理学以及相关领域的最新发展，体验一种充满活力的国际研究氛围”。活动并不局限于瑞士国内或欧洲范围内，定期推出的“国际教师计划”面向全球的物理教师以及科学教师。

在欧核中心的科学传播实践中，科学与社会的关系同样是相当集中的主题。一方面，对于建立这样一座大型实验室的意义以及获得公众与各国政府支持的原因，有必要加以说明；另一方面，像这样一座全天候运转的大型实验室，其日常研究工作，尤其是仪器的运行是否会对周围环境产生影响，也是它有必要做出解释的。这两者正是欧核中心科普活动在设计“科学与社会”主题时的两个要点。

例如，在欧核中心官网首页有一个专门的链接，标题是“如何促进社会其他领域的发展”。在该链接所指向的名为“欧核中心技术在社会中的应用”的网页上，有一段这样的引言——“欧核中心的专门知识广泛建立在三个技术领域基础之上：加速器、探测器以及计算技术。在这三个技术柱石背后则是大量技术领域。这些技术以及与之相关联的人类专门技术知识都转化成为在许多不同领域对社会的积极影响。”

在这段引言之下，以“欧核中心技术与专门知识的应用领域”为题，列出了多达48个链接，即48个已展开或潜在的应用领域，其中包括医学与生物医学技术，航空与航天应用，安全、环境、工业4.0以及新兴技术，多功能气体探测器等。所有链接所指向的网页都有对技术应用的具体阐释，给出具体的实例及相关知识与最新研究资讯，从而使得陈述言之有物且具有说服力和可信度。

在“陈述贡献”以外，欧核中心官网上还有一个专门的栏目“欧核中心和它的邻居”，用以消除公众疑虑。栏目中的内容直击大众最关心的问题，包括“欧核中心与环境”等。

成立于1956年的美国国家射电天文台，在社会公众科普领域，同样交出亮眼的答卷。该天文台是美国国家科学基金会资助的从事射电天文研究的机构。在新墨西哥州的圣阿古斯丁平原，美国国家射电天文台拥有的甚大天线阵由27台25米口径的天线组成，在天文观测、天体物理学研究、航天工程等领域发挥重要作用。

美国国家射电天文台十分重视形象宣传与科普，组织了许多极具特色的公众参与科学活动，其中最为成功的是SETI@Home计划。

该计划由康奈尔大学领头，利用射电望远镜获取的无线电信号，欢迎民间的计算机算力来进行外星文明信号的搜寻。这个项目一开始是为了解决由于预算不足无法长期使用超级计算机而采取的权宜之计，但却取得了非常好的科普效果，不仅国内参与者众多，还吸引了大量国际用户参与，使地外文明搜索计划及其相关科学理论被广泛传播。

文/彭德倩

编辑/倪家宁