在上海張江科學(xué)城的綠意中，一座酷似“鸚鵡螺”外殼銀白色螺旋建筑靜立著——它不是科幻場景，而是我國首臺第三代同步輻射光源——上海光源。

這束比太陽光亮萬億倍、比普通X光亮百億倍的“超級光源”，仿佛擁有一雙“火眼金睛”，能看清病毒結(jié)構(gòu)、原子排列，甚至“凍結(jié)”化學(xué)反應(yīng)瞬間。

數(shù)據(jù)顯示，自2009年開放以來，上海光源已服務(wù)近800家單位、9萬余人次科研人員，支撐產(chǎn)出220篇《科學(xué)》、《自然》等頂級期刊論文，助力百澤安、華堂寧等國產(chǎn)創(chuàng)新藥上市，破解了高鐵材料、芯片光刻等“卡脖子”難題。

今天，我們走進(jìn)這座“科學(xué)燈塔”，看它如何用一束光，照亮人類探索微觀世界的征途。

藍(lán)天白云下，“鸚鵡螺”外殼的銀白色金屬在陽光下泛著柔和光澤。這座占地約300畝的建筑，已成為我國大科學(xué)裝置的標(biāo)志性地標(biāo)。

若走進(jìn)“螺殼”內(nèi)部，眼前的景象令人震撼：一個(gè)周長432米的環(huán)形加速器（儲存環(huán)）宛如一條蜷縮的“能量巨龍”，其中2.2萬億個(gè)電子以接近光速飛馳，每轉(zhuǎn)一圈就釋放出高強(qiáng)度電磁波。

這些電磁波經(jīng)過“條分縷析”，轉(zhuǎn)化為從遠(yuǎn)紅外到硬X射線的“光家族”，通過外側(cè)34條光束線、46個(gè)實(shí)驗(yàn)站，精準(zhǔn)照射到細(xì)胞、病毒、材料樣品上。

“這束光的亮度有多強(qiáng)？”上海光源科學(xué)中心主任趙振堂院士曾經(jīng)打了一個(gè)非常形象的比喻：“如果把普通X光比作一盞路燈，上海光源的光就像一輪永不熄滅的太陽，且能量高度集中。”

在這樣的光下，蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)不再“猶抱琵琶半遮面”——過去需要幾天甚至幾周才能解析的病毒蛋白結(jié)構(gòu)，如今幾小時(shí)就能完成；飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的金屬疲勞裂紋，能在納米尺度下“原形畢露”；就連化妝品中添加的納米顆粒如何滲透皮膚，也能被“拍”得一清二楚。

從2004年破土動(dòng)工到2009年正式開放，上海光源僅用52個(gè)月就完成建設(shè)，創(chuàng)下當(dāng)時(shí)國際同類裝置最快的建設(shè)速度。

從最初7條光束線到如今的34條，它用15年時(shí)間完成了“從追趕到領(lǐng)跑”的跨越，成為全球最繁忙的中能同步輻射光源之一——每年開機(jī)7000小時(shí)，實(shí)驗(yàn)供光5500小時(shí)，仍只能滿足1/4的用戶申請。

上海光源的故事，始于一群科學(xué)家的“野心”。

1993年，方守賢、丁大釗、冼鼎昌三位院士聯(lián)名建議：“中國需要一臺第三代同步輻射光源！”

彼時(shí)，國內(nèi)同步輻射研究尚處空白，連關(guān)鍵部件都要依賴進(jìn)口。但中國科學(xué)家偏要“自己造”——從預(yù)研階段的140人團(tuán)隊(duì)，到建設(shè)時(shí)的千余人協(xié)作，他們用10年立項(xiàng)、52個(gè)月建設(shè)，攻克了加速器設(shè)計(jì)、真空波蕩器研制等核心技術(shù)。

最艱難的是首臺真空波蕩器的自主研制。這種“超級磁鐵”能為同步輻射光“增亮”，但國外公司工期延誤，團(tuán)隊(duì)決定“背水一戰(zhàn)”。

“我們啃下了高精度磁體加工、超高真空密封等技術(shù)硬骨頭，僅用11個(gè)月就造出了國內(nèi)首臺真空波蕩器！”一位參與研制的工程師回憶。

2009年2月6日深夜，當(dāng)這臺“中國造”波蕩器在儲存環(huán)上調(diào)試出第一束硬X射線時(shí)，中控室里的歡呼聲穿透了整個(gè)夜晚——中國從此有了自己的第三代同步輻射光源。

建成只是起點(diǎn)?！肮庠唇ǔ芍畷r(shí)，就是改造啟動(dòng)之日?！倍诠こ讨校瑘F(tuán)隊(duì)又突破了低發(fā)射度儲存環(huán)、高穩(wěn)定性束流控制等技術(shù)，使上海光源的性能提升3倍，成為“世界上最亮的同步輻射光源之一”。

如今，它不僅能做“常規(guī)體檢”，還能開展超快過程觀測、原位環(huán)境模擬等“高難度動(dòng)作”，真正實(shí)現(xiàn)了從“能用”到“好用”的跨越。

上海光源的“超能力”，源于同步輻射光的獨(dú)特性質(zhì)。

與普通X光相比，它的“亮度”是萬億倍級的——這相當(dāng)于把一盞燈的光聚焦到一根頭發(fā)絲百萬分之一的粗細(xì)；“準(zhǔn)直性”極佳，能像手術(shù)刀一樣精準(zhǔn)切割樣品；“相干性”出色，能拍出物質(zhì)結(jié)構(gòu)的“3D高清大片”。

更關(guān)鍵的是，它能覆蓋從遠(yuǎn)紅外到硬X射線的“全波段”，就像給科學(xué)家配備了一把“萬能鑰匙”，能打開從生命科學(xué)到材料科學(xué)的所有“門”。

這種“超能力”，讓上海光源成為多學(xué)科的“萬能平臺”。

在生命科學(xué)領(lǐng)域，科研人員用它解析了新冠病毒刺突蛋白結(jié)構(gòu)，為疫苗研發(fā)提供了關(guān)鍵靶點(diǎn)；在材料科學(xué)領(lǐng)域，他們觀察到了T1100級碳纖維內(nèi)部的原子排列，助力我國打破國外壟斷；在能源領(lǐng)域，他們揭示了鋰電池充放電時(shí)的“微結(jié)構(gòu)演變”，為企業(yè)優(yōu)化電池性能提供了依據(jù)。

“過去做研究，我們得去國外光源排隊(duì)；現(xiàn)在上海光源不僅‘夠亮’，還‘夠快’，我們的實(shí)驗(yàn)周期從半年縮短到一個(gè)月！”中科院物理所一位研究員感慨。這束光，不僅照亮了實(shí)驗(yàn)室，更照亮了中國科技的“自主之路”。

如果說基礎(chǔ)研究是“0到1”的突破，那么上海光源的價(jià)值更在于推動(dòng)“1到100”的轉(zhuǎn)化。

在生物醫(yī)藥領(lǐng)域，它支撐百澤安（PD-1抑制劑）、華堂寧（多格列艾汀片）等國產(chǎn)創(chuàng)新藥上市，其中百悅澤（澤布替尼）全球銷售額已超百億元；在新材料領(lǐng)域，它助力中復(fù)神鷹實(shí)現(xiàn)T1100級碳纖維量產(chǎn)，打破了日本企業(yè)的長期壟斷；在高端制造領(lǐng)域，它為復(fù)興號列車的高鐵齒輪做“疲勞測試”，為京滬高鐵的軌道材料“把脈問診”。

更令人振奮的是，上海光源正在催生“光子科學(xué)集群”。

隨著二期工程投用，張江科學(xué)城已聚集上海光源、硬X射線自由電子激光裝置等20個(gè)大科學(xué)設(shè)施，未來將建成世界三大光子科學(xué)中心之一。今后，在這里，科學(xué)家可以一站式解決從基礎(chǔ)研究到產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的大部分問題。

這束光，還在悄悄改變我們的生活?；瘖y品企業(yè)用它分析防曬霜中納米顆粒的吸收效率，新能源企業(yè)用它優(yōu)化鋰電池的電極材料，甚至文物修復(fù)師也用它“透視”古陶瓷的內(nèi)部結(jié)構(gòu)……上海光源，正從“科學(xué)重器”變?yōu)椤爱a(chǎn)業(yè)引擎”。

從“鸚鵡螺”中射出的這束光，照亮的不只是實(shí)驗(yàn)室里的微觀世界，更是中國科技自立自強(qiáng)的道路。它不僅讓科學(xué)家“看見”了未知，也讓產(chǎn)業(yè)界“抓住”了未來。這束光，正在書寫屬于中國科技的新篇章。