科学家董宇辉讲述怀柔科学城“大国重器”加速基础研究突破
6月3日《光明日报》刊发报道，关注怀柔科学城在基础研究领域的探索与实践。基础研究是科学体系的源头，也是所有技术问题的总机关。近年来，我国重大科技突破频现，背后离不开基础研究的坚实根基。新一轮科技革命和产业变革加速突破，我们愈发需要原创性颠覆性创新，愈发需要以更大力度、更实举措加强基础研究。然而，周期长、投入大、风险高仍是基础研究面临的普遍难题。如何让更多科研人员愿意深耕基础研究，并打通基础研究、应用研究和成果转化的创新链条？让我们听听一线科研人员的故事和心声。
“大国重器”加速基础研究突破
讲述人
中国科学院高能物理研究所副所长
高能同步辐射光源常务副总指挥
董宇辉
前沿科学问题的攻关，越来越离不开建制化布局、大团队协作和大型复杂装置的深度协同。大科学装置正是为此而生，专门解决单一科研团队难以突破的复杂问题——既包括基础科学领域的核心前沿难题，也涵盖产业技术进入“无人区”后面临的应用基础研究瓶颈。
高能同步辐射光源（HEPS）是我国布局建设的重大科技基础设施，具备纳米级空间分辨、皮秒级时间分辨和1毫电子伏特能量分辨的超强探测能力，可从原子、分子层级解析物质微观结构与演化规律，为前沿基础研究、产业技术升级提供强大的实验支撑平台。经过6年多的建设，HEPS于2025年12月正式试运行，面向全球用户开放试用课题实验。
HEPS的运行理念很简单，也很明确：希望用户带着问题来，带着答案回。为实现这一目标，我们不仅需要高性能的光源和强大的原位实验环境作为基础，也需要完备的体制保障。为此，我们设立用户委员会，由各领域资深科学家评估实验的科学价值与可行性，用户课题通过严格遴选后方可获批实验机时，确保宝贵的机时真正用在“刀刃”上。
企业需求与基础科学研究有所不同。不少领军企业已进入技术“无人区”，突破瓶颈大多需要聚焦解决微观层面的应用基础科学问题。但基础研究与产品应用的鸿沟非常明显：基础研究的科学家常不理解技术应用的边界条件和路径依赖，给出的解决方案看似可行但难以真正落地；企业则因长期专注某一方向，容易陷入路径依赖，难以找到颠覆性解法。为弥合这一鸿沟，我们携手企业共建联合实验室。企业可以带着难题来，双方协同将工艺痛点“翻译”成基础科学问题，依托同步辐射技术联合攻关。
对更大尺度的前沿未知难题，这套攻关逻辑同样适用。当前我们正推进全脑神经连接图谱成像研究：人脑有数百亿个神经元，单个神经元极其微小，构成高度复杂的神经连接网络。要在大尺度样本上实现亚微米乃至纳米级的全脑高分辨成像，精准绘制神经元连接图谱，挑战极大。HEPS的超长线站——硬X射线成像线站创新插入件组设计，采用超长物源距，可实现强穿透且高灵敏度、大视场且高分辨X射线成像，为全脑介观3D成像、航空航天工程材料研究等前沿领域提供科研支撑。线站科学家联合神经科学领域专家团队，探索基于同步辐射X射线的三维微米—纳米多尺度成像方法，采用分尺度、分区域渐进式攻关。毫无疑问，这项研究的周期会非常漫长，但每推进一步，希望的光点就会越亮。
我们的核心定位和初心始终不会变：不是简单提供一束光或一个实验平台，更关键的是与科研工作者、产业应用者并肩求解、协同攻关，直到他们带着解决方案回去。我们相信，这是重大科技基础设施加速基础研究突破、助力高精产业升级的根本方式。
END
【转载请注明来源：北京怀柔公众号】
来源：怀柔科学城
编辑：彭渴芯
科学家董宇辉讲述怀柔科学城“大国重器”加速基础研究突破
6月3日《光明日报》刊发报道，关注怀柔科学城在基础研究领域的探索与实践。基础研究是科学体系的源头，也是所有技术问题的总机关。近年来，我国重大科技突破频现，背后离不开基础研究的坚实根基。新一轮科技革命和产业变革加速突破，我们愈发需要原创性颠覆性创新，愈发需要以更大力度、更实举措加强基础研究。然而，周期长、投入大、风险高仍是基础研究面临的普遍难题。如何让更多科研人员愿意深耕基础研究，并打通基础研究、应用研究和成果转化的创新链条？让我们听听一线科研人员的故事和心声。
“大国重器”加速基础研究突破
讲述人
中国科学院高能物理研究所副所长
高能同步辐射光源常务副总指挥
董宇辉
前沿科学问题的攻关，越来越离不开建制化布局、大团队协作和大型复杂装置的深度协同。大科学装置正是为此而生，专门解决单一科研团队难以突破的复杂问题——既包括基础科学领域的核心前沿难题，也涵盖产业技术进入“无人区”后面临的应用基础研究瓶颈。
高能同步辐射光源（HEPS）是我国布局建设的重大科技基础设施，具备纳米级空间分辨、皮秒级时间分辨和1毫电子伏特能量分辨的超强探测能力，可从原子、分子层级解析物质微观结构与演化规律，为前沿基础研究、产业技术升级提供强大的实验支撑平台。经过6年多的建设，HEPS于2025年12月正式试运行，面向全球用户开放试用课题实验。
HEPS的运行理念很简单，也很明确：希望用户带着问题来，带着答案回。为实现这一目标，我们不仅需要高性能的光源和强大的原位实验环境作为基础，也需要完备的体制保障。为此，我们设立用户委员会，由各领域资深科学家评估实验的科学价值与可行性，用户课题通过严格遴选后方可获批实验机时，确保宝贵的机时真正用在“刀刃”上。
企业需求与基础科学研究有所不同。不少领军企业已进入技术“无人区”，突破瓶颈大多需要聚焦解决微观层面的应用基础科学问题。但基础研究与产品应用的鸿沟非常明显：基础研究的科学家常不理解技术应用的边界条件和路径依赖，给出的解决方案看似可行但难以真正落地；企业则因长期专注某一方向，容易陷入路径依赖，难以找到颠覆性解法。为弥合这一鸿沟，我们携手企业共建联合实验室。企业可以带着难题来，双方协同将工艺痛点“翻译”成基础科学问题，依托同步辐射技术联合攻关。
对更大尺度的前沿未知难题，这套攻关逻辑同样适用。当前我们正推进全脑神经连接图谱成像研究：人脑有数百亿个神经元，单个神经元极其微小，构成高度复杂的神经连接网络。要在大尺度样本上实现亚微米乃至纳米级的全脑高分辨成像，精准绘制神经元连接图谱，挑战极大。HEPS的超长线站——硬X射线成像线站创新插入件组设计，采用超长物源距，可实现强穿透且高灵敏度、大视场且高分辨X射线成像，为全脑介观3D成像、航空航天工程材料研究等前沿领域提供科研支撑。线站科学家联合神经科学领域专家团队，探索基于同步辐射X射线的三维微米—纳米多尺度成像方法，采用分尺度、分区域渐进式攻关。毫无疑问，这项研究的周期会非常漫长，但每推进一步，希望的光点就会越亮。
我们的核心定位和初心始终不会变：不是简单提供一束光或一个实验平台，更关键的是与科研工作者、产业应用者并肩求解、协同攻关，直到他们带着解决方案回去。我们相信，这是重大科技基础设施加速基础研究突破、助力高精产业升级的根本方式。
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来源：怀柔科学城
编辑：彭渴芯
