作者:张文静 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2016/11/3 21:52:13
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中国大科学装置出版工程:揭开科学重器神秘面纱

 

“中国大科学装置出版工程”(第一辑)

《北京时间——长短波授时系统》

《探索微世界——北京正负电子对撞机》

《种子方舟——中国西南野生生物种质资源库》

《探索宇宙“隐形人”——大亚湾反应堆中微子实验》

《巡天遥看一千河——大视场巡天望远镜LAMOST》

说起北京正负电子对撞机、大亚湾反应堆、大视场巡天望远镜、长短波授时系统和野生生物种质资源库,相信很多人都是只闻其名,不知其实。作为近年来中国投入巨资建起的一批大科学装置,它们肩负着科技创新的重任,却不为公众所熟知。

浙江教育出版社出版的“中国大科学装置出版工程”第一辑,用《种子方舟》《探索微世界》《北京时间》《探索宇宙“隐形人”》《巡天遥看一千河》五本书,图文并茂地介绍了这五项大科学装置的建设过程、工作原理和应用成就,为人们揭开这些国家科学重器的神秘面纱。

走进大科学装置

在距离云南省昆明市中心10公里的北郊元宝山东南角,一座建筑依山而建。它占地约83亩,呈“品”字形。这就是中国西南野生生物种质资源库。

《种子方舟》一书介绍的中国西南野生生物种质资源库之种子库,就设置在这座建筑的左侧。在书中,作者带着读者走进了建筑,爬上了二楼,这是种子管理实验室,种子的处理工作就是从这里正式开始的。“为了保证野外采集回来的种子具有较长的贮藏寿命,每一份种子在种子库内通常要经过13个环节的处理,其中种子的接收登记、计数和萌发实验就要在这个实验室开展。”书中写道。

穿过种子管理实验室,拾级而上,读者根据指引来到了三楼的种子生理学实验室,有关种子贮藏特性和寿命的研究等工作正在这里有条不紊地进行着。沿阶而下是位于一楼的种子清理室,野外采集回来的一袋袋果实、果序,甚至草木植株,就在这里变成了一粒粒干净而饱满的种子。

对公众来说,种子库中最为神秘的可能就是深埋于地下6米的冷库和主干燥间了。主干燥间是最后一次干燥种子和分装种子的地方。冷库的墙壁则是由20厘米厚的环氧树脂泡沫彩钢板构成,以达到良好的保温和保湿效果。这里的温度常年保持在-20℃±1℃,在此温度下,种子的寿命能得到极大延长。

跟随着作者的描述,读者仿佛能置身于冰冷的山腹中,看到穿着厚重的羽绒服、戴着防冻手套的种子管理员正在工作,看到那些存活了3000多年的水稻和小麦种子。

这本书的作者杜燕,正是每天在这里工作的研究人员,她负责野生植物种子资源的保藏,也进行种子形态学研究。对这里,她再熟悉不过。

与《种子方舟》一样,“中国大科学装置出版工程”系列丛书第一辑的另外四本图书,也都是由身处这些大科学装置中的研究人员编写,他们希望将自己每天打交道的这些仪器设备与其中的科学知识分享给读者。

科幻电影《2012》热映至今已有7个年头,影片中那些惊心动魄的场景可能仍历历在目。尽管影片中的灾难没有在2012年的现实世界上演,但“灾难制造者”中微子的名字已广为人知。中微子究竟是什么?它有何特殊性质?被诺贝尔奖得主李政道誉为“物理学上具有重要基础意义的一项重大成就”、堪称中国有史以来最重要的物理学成果的大亚湾反应堆中微子实验的科学发现,能够造福人类吗?在中微子领域,我国科学家又有何规划呢?

“近年来,‘中微子’‘中微子振荡’这些词在媒体上频频出现,大亚湾反应堆中微子实验引起了更多人的关注。尽管大亚湾实验站对社会开放,但还是有很多人没有机会去亲自看看这个隐藏在山体内的庞然大物,心中总是存有遗憾或疑惑。这本书就是希望向读者介绍,什么是中微子,什么是中微子振荡,什么是大亚湾实验及其工作原理,它是如何设计、研制和建造出来的,它都取得了哪些重要成果。”对于编写《探索宇宙“隐形人”》一书的初衷,主编、中科院院士、中科高能所所长王贻芳如是说。

填补出版空白

这套丛书的编写启动于2014年12月。2014年8月,浙江出版联合集团与中国科学院科学传播局签署了战略合作协议,旨在打造中国科普教育出版基地。具体的基地建设项目由浙江教育出版社承担。从那时起,围绕中国科学院“科学文化工程”等项目打造出版一批优质的科普读物的计划就提上了日程,“中国大科学装置出版工程”正是其中的重要一项。

“随着时代的发展,科技对社会发展的支撑、带动作用越来越突出,社会公众,特别是青少年越来越关心自己国家的科学发展水平,越来越关注最新科研成果,希望自己能了解更多的科学知识。然而,社会公众,甚至非常多的研究机构对我国的大科学装置并不了解,很多人甚至从未听说过,这在一定程度上影响了大科学装置的利用效率。在这样的大背景下,立项‘中国大科学装置出版工程’,帮助人们打开认识‘国之重器’的这扇门,是非常适时且必要的。”本丛书项目组编辑莫晓虹介绍说。

这套丛书最初的受众定位是青少年。所以,在出版社和参编科研人员反复策划商议之后,决定创新编写形式,在严格遵循科学性的前提下,统一使用通俗易懂的语言方式、丰富生动的图片,尽可能简明地讲述大科学装置从缘起、建设、原理到价值、取得的成果等内容。

“参编的各位作者都有着参与国家大科学装置建设、运行、科研任务的亲身经历和感受,他们把这些写在了书中。另外,中科院各所在建设大科学装置的过程中,积累了大量的文字素材和图片资料,对部分抽象、深奥的科学知识还有相关视频可以链接,这使得图书内容更加形象直观。”莫晓虹说,“此次出版的‘中国大科学装置出版工程’系列丛书是我国首次全面介绍国内目前科技领域最前沿、最重大的大科学装置的图书,填补了大科学装置图书出版的空白。”

大科学装置有何贡献

对于大科学装置,很多公众不了解,甚至有所误解,不知道斥巨资建设它们的意义。讲述这些大科学装置到底有什么用也是书中内容的重要部分。

比如,对于中国第一个有代表性的大科学装置——北京正负电子对撞机的作用,王贻芳就在书中介绍说:“北京正负电子对撞机着眼于国际粒子物理研究的竞争热点之一——‘τ-粲能区’。它的‘神眼’是由多种类型的子探测器组成的北京谱仪,20多年来,北京谱仪实验组先后取得多项重大研究成果。北京正负电子对撞机同步辐射光源对社会开放,成为我国凝聚态物理、材料科学、化学、生命科学、资源环境及微电子等交叉学科研究的重要基地。此外,它还在建造与运行过程中,催生了一大批新技术、新工艺和新发明,被广泛应用于农业、林业、采矿业、制造业、卫生、信息等领域,很多先进技术已经与人们的日常生活密不可分了。”

对于中国西南野生生物种质资源库之种子库,杜燕也详细介绍了其作用与意义。“它保存了大量的珍稀濒危种、特有种和有重要经济价值、生态价值和科学研究价值物种的种子。”杜燕说,“比如,全世界仅存29株野生植株的巧家五针松种子、消失百年后再度出现的弥勒苣苔种子、来自辽宁普兰店1000年前的古莲种子等。在保藏的同时,研究人员还对库存种子开展了大量深入的研究工作。”

在杜燕看来,种子库保存的众多野生植物种子资源,将使我国在未来的国际生物产业竞争中立于不败之地。

“未来,科学家可以利用这些资源进行新作物的筛选和现有作物的改良,并对已破坏的环境进行恢复,帮助人类解决目前面临的一系列粮食问题、能源问题、疾病问题、贫困问题和环境问题。或许有一天,地球将不再适宜人类居住,人类不得不迁移到其他星球,这时种子将是人类重获新生的希望。”

“科学技术的进步离不开基础理论的发展,基础理论的发展又依赖于科学家无数次的实验和不断进步的设备装置和实验手段。大科学装置为我国科技进步、国防建设与社会经济发展作出了战略性、基础性和前瞻性贡献。希望这套丛书能增进全社会对我国大科学装置的认识,普及相关的科学知识,提高国民总体的科学文化水平。同时也有助于展示国家科研成果和科技实力,有助于唤起青少年学生和社会大众对相关学科的兴趣。”莫晓虹说。

目前,我国已建成、运行的大科学装置共有13个,在建的有9个,将建的有1个。“我们打算将已建成并取得一定科研成果的大科学装置分辑介绍给广大读者。目前,第二辑的5个项目,如托卡马克(人造太阳)、子午线工程等已经在创作当中,预计2017年正式出版。第三辑的6个项目也正在策划当中。”莫晓虹介绍说。

 
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