近日，北京懷柔科學城又傳來好消息，“十三五”時期國家重大科技基礎設施——空間環境地基監測網（子午工程二期）正式開工建設。這意味著國家在北京懷柔科學城布局的五個大科學裝置全部實現開工建設，北京懷柔綜合性國家科學中心基本框架正在形成。

那么，為何眾多大科學裝置集中落戶懷柔？其中最新“子午工程”二期、地球系統數值模擬裝置進展如何，會為人類解決什么難題？

    構造過程本身即是科研項目

截至7月底，由國家在“十二五”期間和“十三五”期間布局的綜合極端條件實驗裝置、地球系統數值模擬裝置、高能同步輻射光源、多模態跨尺度生物醫學成像設施和“子午工程”二期5個大科學裝置全部在懷柔科學城啟動建設。

記者在施工現場，看到有的大科學裝置已經破土動工，主體建筑結構馬上封頂。“這本身就是個科研項目，建筑不是重要的，而里面裝置才是最重要的。我們在邊研究中邊摸索，不斷攻克難題，才能真正建好科學裝置，推進項目進展。”高能同步輻射光源項目經理、中科院高能物理研究所副所長秦慶表示。

據說，這些大科學裝置中的地球系統數值模擬裝置對地球的“脾氣秉性”了如指掌。中科院大氣物理研究所大裝置副主任李壘解釋說，該裝置主要用于研究地球系統的大氣圈、水圈、冰凍圈、巖石圈、生物圈等各圈層之間的相互聯系、相互作用。比如，碳就是在大氣、海洋、生物圈、陸地之間循環的。而數值模擬是研究地球系統科學必不可少的研究方法，它的出現使得地球科學的研究成為一門“可實驗”的科學。

據介紹，這個大裝置包括地球系統模式數值模擬系統、區域高精度環境數值模擬系統、超級模擬支撐與管理系統、支撐數據庫和資料同化及可視化系統、面向地球科學的高性能計算系統等。

隨著“子午工程”一期的竣工，其二期建設令人期待。“子午工程”運行中心相關負責人介紹說：“這相當于在中國境內搭起一座長約3000公里，高達幾百公里的空間‘長城’，科學家可將地球表面、中高層大氣、電離層、磁層，乃至十幾個地球半徑以外的行星際空間環境‘盡收眼底’。假設明天要發射衛星，相關部門可以提前一二天調取‘子午工程’觀測數據作為預測依據，如果發現太陽有劇烈活動跡象，即會延后發射。”

據介紹，“子午工程”二期將在北緯40°、東經100°地區建立監測站，同一期共同形成全國地基“井”字觀測網。與其他國家相關工程相比，其不僅有地磁檢測網，還有無線電、太空火箭，并具有綜合性，成網成鏈，將創造多項世界監測之最。

    自主研發提升科技綜合實力

工欲善其事，必先利其器。“要在基礎研究中不斷有原始創新，我們不僅亟待攻克核心技術，更迫切需要自主研發并制備精密的儀器裝置。”國家納米科學中心研究員裘曉輝深有感慨地向科技日報記者坦言。

北京懷柔區委書記、懷柔科學城黨工委書記戴彬彬表示：“懷柔科學城的戰略定位，是面向世界科技前沿和國家重大需求，建設世界級原始創新承載區和開放科研平臺，引導和推動高端創新資源要素加快集聚。”

2016年9月，國務院印發《北京加強全國科技創新中心建設總體方案》，提出“統籌規劃建設中關村科學城、懷柔科學城和未來科技城”。同年11月，北京市人民政府辦公廳印發《懷柔科學城建設發展規劃（2016—2020年）》。

“憑借這些大科學裝置，懷柔科學城將形成定位清晰、高度密集、先進高端的設施平臺集群，為原始創新提供堅實支撐。科研人員依托這些大科學裝置，將不斷取得一批世界領先的原創科研成果，提高我國在基礎研究和前沿交叉領域的源頭創新能力和科技綜合實力。”懷柔科學城黨工委委員、管委會副主任伍建民表示。

據介紹，懷柔科學城規劃面積達到100.9平方公里。今年下半年，懷柔科學城將密集開工40個重點項目，包括科學設施和研發平臺、城市基礎設施、公共服務配套設施等三大類，總投資預計198億元。教育、醫療、住房等配套服務設施正在全面跟進，與中科院、北大、清華等創新主體以及海淀區的合作持續深化，一批高精尖產業項目成功落戶。