大國重器

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開發聚變能，造福全人類。 ——萬元熙 中國工程院院士，曾任國家重大科學工程非圓截面超導託卡馬克裝置（EAST）項目總經理 大國重器，彰顯大國科技底蘊，奠定強國發展基石。 ——周忠和 中國科學院院士，中國科普作家協會理事長 以前，我們用地大物博來形容自己，歷史悠久、人口眾多是我們對“大國”的定位；而現在，我們在綜合國力上重新回到世界前列，大至宏觀世界的天體運行、星系演化、宇宙起源，小至微觀世界的基因編輯、粒子結構、量子調控，我國都走在當今世界科技發展的最前沿，這才是我們需要擔負起的“大國”責任。 ——周源 知乎創始人，首席執行官 2011—2021年，我國重大科技基礎設施建設水平不斷提升，在重點科技前沿領域取得了一批具有世界影響力的原創成果。本書分為基礎科學、前沿科技、經濟助力與健康保障四篇，邀請30餘位各領域一線科技工作者撰文，以問答形式，從科學家的視角為讀者科普50項國之重器背後的基礎科學知識，幫助讀者瞭解其建造意義及應用前景，拉近讀者與科技前沿的距離。本書以大量手繪圖解為輔助，從整體和細節上全面展現重器之美，便於讀者理解和欣賞。 本書還收入同步輻射光源、“中國天眼”、中國空間站、高速風洞等重大項目的發展經歷及團隊側寫，由親歷者講述重器研發背後的故事，深度挖掘我國幾代科學家胸懷祖國、攻關創新、勇攀世界科學高峰的事蹟，弘揚科學家精神。 【編輯推薦】 本書總結國家“十三五”科技創新成就展、國家重大科技基礎設施，參考十八大以來科技成就，選取了我國近10年來50項具有代表性的科技成果，較全面地反映了國家在基礎科學、前沿科技、經濟民生、健康保障四個方面所取得的重大成就。大至宏觀世界的天體運行、星系演化、宇宙起源，小至微觀世界的基因編輯、粒子結構、量子調控，我國都走在當今世界科技發展的最前沿。 眾多一線科研工作者嚴謹寫作，使用問答的形式介紹每個重器的研製目的和過程。其中包括“張衡一號”衛星首席科學家申旭輝、JF-22超高速風洞項目負責人姜宗林、港珠澳大橋總設計師孟凡超、智能鑄鍛銑綠色複合製造機床首席科學家張海鷗等，還有多位參與錦屏地下實驗室PandaX暗物質實驗、“悟空號”數據分析、高海拔宇宙線觀測站（LHAASO）實驗數據物理分析的科學家等。 本書專門設置了“科學家故事”專欄，講述了諾貝爾物理學獎獲得者李政道在我國同步輻射光源的建設歷程中發揮的重要作用；現任FAST總工程師姜鵬研究員與“FAST之父”南仁東之間不為人知的師徒情；空間站總師楊宏風雨30年鑄就“天宮”夢的故事；中國風洞從錢學森、郭永懷先生為首的四代學者的傳承與堅守，牢牢佔據世界前沿的故事；以及獲得2020年度國家科學技術最高獎的第四代核電技術開發靈魂人物王大中院士的側寫。 本書通過繪製大量插圖，幫助讀者在理解制造重器的科學價值的同時，更好地欣賞重器之美。本書的圖片繪製也得到各位作者的反覆確認和修改，保障了科學性細節。

序 我們能為實現國家科技自主做些什麼？ /  I
基礎科學篇
01. 測量“中國溫度”：極低溫區基準級測溫裝置 / 002
02. 新一代“人造太陽”：全超導託卡馬克核聚變實驗裝置 / 008
03. 超級顯微鏡：中國散裂中子源 / 016
04. 探測微觀世界的眼睛：高能同步輻射光源 / 024
科學家故事：我國同步輻射光源的建設歷程 / 030
05. 突破“水窗”：上海軟 X 射線自由電子激光裝置/ 032
06. 照亮微觀世界的閃光燈：大連極紫外相干光源/ 040
07. “火眼金睛”的暗物質粒子探測衛星：“悟空”號 / 046
08. 開啟“超高能伽馬天文學”時代：高海拔宇宙線觀測站 / 054
09. 世界上最深的實驗室：錦屏地下實驗室 / 060
10. 遨遊太空，探索極端宇宙：“慧眼”衛星 / 066
11. 邁出中國空間引力波探測的第一步：“太極一號”衛星 / 072
12. 觀測宇宙的超級利器：“中國天眼” / 078
科學家故事：我與“老南” / 086
13. 預報地球系統的未來：地球系統數值模擬裝置 / 090
14. 空間環境的全面監測：子午工程 / 100
前沿科技篇
15. 中國量子計算機的再次突破：“九章二號”和“祖沖之二號” / 108
16. 祖國的高光時刻：“墨子號”量子衛星 / 114
17. 突破衍射極限：超分辨光刻裝備 / 122
18. 中國芯片設計能力的提升：“天機芯”類腦芯片 / 128
19. 從航天大國到航天強國的升級之路：“長征五號”系列運載火箭 / 136
20. 五星紅旗點亮星空：中國空間站 / 142
科學家故事：空間站總設計師是怎樣煉成的 / 149
21. 收官“探月三步走”：“嫦娥五號”探測器 / 152
22. 火星首次留下中國印記 ：“天問一號”與“祝融號” / 160
23. 勇往直“潛”：“蛟龍號”載人潛水器 / 168
24. 深潛地球“第四極”：“奮鬥者號”全海深載人潛水器 / 174
25. 國際首創先進製造裝備：智能鑄鍛銑短流程綠色複合製造機床 / 182
26. 推動天空開發和宇宙探索：JF-22超高速風洞 / 188
科學家故事：中國風洞的傳承與發展 / 196
27. 減排大賽裡的碼錶：全球二氧化碳監測科學實驗衛星 / 198
28. 中國首顆地球物理場探測衛星：張衡一號 / 206
29. 先進的對地觀測遙感衛星：高分五號 / 214
經濟助力篇
30. 中國人自己的衛星導航系統：北斗 / 222
31. 中國大飛機：C919 / 230
32. 國產大型特種用途水陸兩棲飛機：“鯤龍”AG600 / 238
33. 全球首座 10 萬噸級深水半潛式生產儲油平臺：深海一號 / 246
34. 助力我國可燃冰試採：“藍鯨 1 號”半潛式鑽井平臺 / 252
35. 創造世界紀錄的海底鑽機系統：海牛Ⅱ號 / 258
36. 創造 18 個世界第一：金沙江白鶴灘水電站 / 264
37. 地下蛟龍中國造，盾構機強國終煉成：運河號 / 272
38. 新世界七大奇蹟之一：港珠澳大橋 / 278
39. 攀登凍土公路工程的“珠穆朗瑪峰”：共玉高速公路 / 284
40.“魔鬼碼頭”開港，世界第一大港震驚全球：上海洋山深水港 / 290
41. 中國核電成為 “大國名片”的標誌：華龍一號 / 296
42. 全球最大的非能動壓水堆核電機組：國和一號 / 302
43. 下一代核電之星：高溫氣冷堆 / 308
科學家故事：第四代核電技術開發的靈魂人物 / 314
44. 神奇的納米限域催化：煤經合成氣直接制高值化學品 / 326
健康保障篇
45. 科學抗疫：我國自主研發的新冠病毒疫苗和特效藥 / 318
46. 血液裡的“黃金救命藥”：重組人血清白蛋白 / 332
47. 實現水稻種植 60 天收穫：無人植物工廠水稻育種加速器 / 338
48. 築造世界醫療強國的基礎：基因測序儀 / 344
49. 基因編輯的精準“剪刀”：新型基因編輯工具 CRISPR-Cas12b / 350
50. 神奇的全能影像診斷設備：一體化全身正電子發射—磁共振成像設備 / 358
作者簡介及對應文章列表…………366