【編者按】自1992年起，從“張江高科技園區(qū)”到今天的“張江科學城”，從規(guī)劃面積17平方公里，到如今的220平方公里，這片曾是農(nóng)田與村莊的土地，已然成為“上海創(chuàng)新”的一面旗幟，“中國創(chuàng)新”的一個品牌。

九月，澎湃科技派出一路記者，駐扎張江科學城，歷經(jīng)十天的深入調(diào)查和采訪，試圖幫助公眾厘清張江矚目成績單背后的底層邏輯：過去30年，張江做了什么？做對了什么？作為中國科技創(chuàng)新的“先行者”，又將在未來的國家戰(zhàn)略中擔當什么角色？

我們調(diào)研發(fā)現(xiàn)，“創(chuàng)新”是張江的底色。這是一種系統(tǒng)性、全生態(tài)的創(chuàng)新：人才政策、營商環(huán)境、審批制度、孵化服務(wù)、基礎(chǔ)研究以及應(yīng)用轉(zhuǎn)化、產(chǎn)城融合……張江已是一座位于上海東南腹地，有著代表中國最強科技實力的產(chǎn)業(yè)集群，也有商場、學校、醫(yī)院、體育場、博物館的煙火之城。

張江十日，澎湃科技帶你“看見”。

張江第十日。

11月的最后一個周末，上海科技大學物質(zhì)科學與技術(shù)學院教授江懷東異常忙碌。他正在作為東道主，迎接來自四面八方的客人。

上海軟X射線自由電子激光裝置的第一次用戶研討會即將召開。

一次實驗的成本大約200多萬美元！“軟X射線自由電子激光裝置”，這個拗口而專業(yè)的名字，代表著張江乃至我國最“土豪”、最尖端的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施之一。它炫目的光，將照亮活細胞或材料的超微結(jié)構(gòu)，讓人們洞察自然奧秘。

這些已經(jīng)落成，和更多正在建設(shè)中的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，正在上海張江形成一個重要的集群，為上海和全國的科學研究和原始創(chuàng)新提供強勁的助推力。

外形如鸚鵡螺的上海光源（SSRF）。圖片來源：上海科創(chuàng)辦

深度提升科研原創(chuàng)能力，聚焦重大重點領(lǐng)域科技創(chuàng)新，實現(xiàn)“從0到1”的突破，這些中國科研人的目標與夢想，正在張江被一點點踏踏實實地落地，并成為現(xiàn)實。

主動出擊，落地更多“國之利器”

“栽一棵樹最好的時間是十年前，其次是現(xiàn)在。”

接受記者采訪時，上海科創(chuàng)辦科創(chuàng)協(xié)調(diào)處副處長史鳴奇剛剛結(jié)束一場會議。他說，“現(xiàn)在張江有很多比較著名的藥企，他們?yōu)槭裁丛趶埥恳驗槲覀冇猩虾９庠础！?/p>

外形如鸚鵡螺的上海光源（SSRF）是國內(nèi)外最有名的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施之一，經(jīng)中國科學院上海高研院的團隊長期努力，已是我國用戶最多、開放度最高、綜合成果最顯著的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施。它在科研圈里很火。用戶要用“搶”的方式來申請機時使用這個光源。從這個光源里“飛出來”的光與物質(zhì)粒子碰撞，給了人們解開自然奧秘的線索。

上海光源位于張江科學城內(nèi)，由國家、中國科學院和上海市人民政府共同投資建設(shè)。它是中國大陸第一臺中能第三代同步輻射光源，也是上海的“科創(chuàng)名片”。

史鳴奇表示，有了上海光源，就可以大大提高相關(guān)企業(yè)研發(fā)新藥等產(chǎn)品的效率，特別是在研究蛋白質(zhì)分子或者其他化學分子結(jié)構(gòu)的過程中。

上海科創(chuàng)辦科創(chuàng)協(xié)調(diào)處副處長史鳴奇（左二）。圖片來源：上海科創(chuàng)辦

上海光源是在2004年12月25日開工建設(shè)的，但史鳴奇強調(diào)，在此5年前甚至更早，上海已經(jīng)開始研究、籌備上海光源，這才有了“第一”和“先手”。“我們采用了很多突破性辦法，來解決這些重大科技基礎(chǔ)設(shè)施當中碰到的一些問題。”

經(jīng)過4年多的建設(shè)，2009年4月29日上海光源竣工。2009年5月6日正式對用戶開放。由于上海光源用戶眾多，機時遠不能滿足用戶需求，2016年底上海光源二期開工建設(shè)，并于今年建成。目前，上海光源共有34條光束線46個實驗站開放運行。

不僅如此，國家蛋白質(zhì)科學研究（上海）設(shè)施、軟X射線自由電子激光裝置、活細胞結(jié)構(gòu)與功能成像等線站工程、10拍瓦超強超短激光實驗裝置等大科學設(shè)施建成使用，張江目前已經(jīng)初步形成全球規(guī)模最大、種類最全、綜合能力最強的光子重大科技基礎(chǔ)設(shè)施集群。

建設(shè)上海張江綜合性國家科學中心，是上海貫徹落實創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，建設(shè)全球科技創(chuàng)新中心的核心任務(wù)和關(guān)鍵舉措。“這也是國家交給上海的任務(wù)之一。”史鳴奇提到，除了一個個重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，“我們還有大量的項目、大量的任務(wù)、很多的平臺落在張江。”

建設(shè)上海張江綜合性國家科學中心，是上海貫徹落實創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，建設(shè)全球科技創(chuàng)新中心的核心任務(wù)和關(guān)鍵舉措。圖片來源：上海科創(chuàng)辦

而現(xiàn)在，史鳴奇和他的同事們又在籌謀下一個十年，繼續(xù)圍繞光子、生命、能源、海洋等領(lǐng)域系統(tǒng)布局，落地更多“國之利器”，以全球視野、國際標準加快打造“科研重鎮(zhèn)”。

“我們就是要跟硅谷、波士頓，跟紐約這些地區(qū)并駕齊驅(qū)。現(xiàn)在仍然有差距，還在追趕。”“我們感覺責任非常重，壓力也非常大……加班肯定是多的。但我們都覺得時不我待。前有標兵，后有追兵，必須努力。”史鳴奇表示。

再闖無人區(qū)，瞄準下一個十年

第一次見到江懷東，也是在上海光源。他在做一個更前沿的項目。

“全世界都在嘗試活細胞結(jié)構(gòu)與功能的高時空分辨聯(lián)合成像，但還沒有人成功。這是我們作為Top one的項目。它的實現(xiàn)，標志著我國在XFEL研制和應(yīng)用方面步入國際先進行列。”江懷東說。

上海科技大學。圖：忻耀進

江懷東想用軟X射線對活細胞成像，還希望加上超分辨熒光成像，以提供更多的結(jié)構(gòu)和功能信息，“這能夠真正解決生物學方面的一些機理問題。”

全世界目前僅有三臺軟X射線自由電子激光用戶裝置：一臺在德國，一臺在意大利，一臺在上海張江。

上海軟X射線自由電子激光裝置是國際上首臺覆蓋“水窗”波段的此類裝置。

“水窗”波段指的是波長位于2.3納米到4.4納米之間的軟X射線。在這個波長范圍內(nèi)，X射線可以穿透水，因此軟X射線能夠用于對活體生物細胞進行顯微成像，展現(xiàn)出極其重要的科學應(yīng)用前景。

作為新一代光源，軟X射線自由電子激光不僅相干性好，其峰值亮度更是比第三代同步輻射光源高出10億至100億倍；其脈沖長度可達到飛秒級別，比第三代同步輻射光源短1000倍，這些特性為科學家們研究物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)及動態(tài)變化過程提供前所未有的手段和機會。

江懷東表示，他原本是學物理的，但目前做的很多研究跟生物結(jié)合非常多，因此建立了多種研究方法。“傳統(tǒng)的科研是一條路，但是交叉會帶來更多東西。”

上海科技大學物質(zhì)科學與技術(shù)學院教授江懷東在生物成像實驗站。圖片來源：上海科創(chuàng)辦

他認為，在“土豪”重大科技基礎(chǔ)設(shè)施和頂尖科技人才高度集聚的張江，人們有更多做交叉研究的機會和勝算。

江懷東表示，上海軟X射線自由電子激光是一個特例，當年申報，當年就實現(xiàn)立項。“現(xiàn)在我們已經(jīng)開放運行了，已經(jīng)接待了幾個用戶了。”

從第一次參加上海光源的用戶大會，到設(shè)計、建設(shè)的基于軟X射線自由電子激光的第一個生物成像實驗站，到召開軟X射線自由電子激光裝置的用戶大會，江懷東花了超過10年時間。

不僅如此，江懷東還正參與硬X射線自由電子激光相關(guān)裝置的建設(shè)，“瞄準的是下一個十年，甚至更久。”這是我們建國以來投資規(guī)模最大的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，將使得光子科學領(lǐng)域形成中國-美國-歐洲三足鼎立的格局。

敢為天下先，發(fā)起國際大科學計劃

近水樓臺先得月。

史鳴奇表示，“我們調(diào)研發(fā)現(xiàn)，張江有了上海光源這些重大科技基礎(chǔ)設(shè)施之后，已經(jīng)吸引集聚了一批國內(nèi)外人才和機構(gòu)。比如，以前他們做實驗，是要從外地跑到上海來、跑到張江來，后來就直接在張江設(shè)立了分支機構(gòu)，甚至研發(fā)部門和企業(yè)。人才、項目、創(chuàng)意和創(chuàng)新，也隨之而來。”

“在兩平方公里這樣一個很小的區(qū)域內(nèi)，張江就有十八般光子科學上‘武器’供科研人員和企業(yè)使用，這對科學家、企業(yè)家來講，是一個無與倫比體驗，吸引力非常大。”史鳴奇說。

與11月末的上海軟X射線自由電子激光裝置的第一次用戶研討會遙相呼應(yīng)，11月初，第四屆國際人類表型組研討會暨第五屆中國人類表型組大會在上海召開。包括來自全球的17位院士等專家、嘉賓參加會議。

這也與張江有關(guān)。

中國是“人類表型組”國際大科學計劃的主要發(fā)起方。中國科學院院士、復旦大學校長金力曾介紹，“人類表型組”是人類基因組之后生命科學的下一個戰(zhàn)略制高點與原始創(chuàng)新源。

復旦大學張江校區(qū)內(nèi)的國際人類表型組計劃項目大樓。圖片來源：上海科創(chuàng)辦

“人類表型組”國際大科學計劃和同期建設(shè)的腦與類腦智能國際創(chuàng)新中心、微納電子與量子國際創(chuàng)新中心，是復旦大學在張江聚焦生物醫(yī)藥、人工智能、集成電路等重點領(lǐng)域的先期建設(shè)核心。以“在基礎(chǔ)科研領(lǐng)域作出大的創(chuàng)新、在關(guān)鍵核心技術(shù)領(lǐng)域取得大的突破”為目標，復旦大學深度融入張江綜合性國家科學中心和張江科學城建設(shè)，把大學“校區(qū)”變?yōu)榭萍紕?chuàng)新園區(qū)，瞄準國際前沿，協(xié)同孕育重大原始突破。

人類表型組研究院科研副院長昌軍介紹，在國家和上海市支持下，以復旦大學領(lǐng)銜的數(shù)十個頂尖科學家團隊實質(zhì)性推動“人類表型組”國際大科學計劃各項先期探索。上海市市級科技重大專項“國際人類表型組（一期）”建成全球首個跨尺度、多維度的人類表型組精密測量平臺，建立全球首個精密表型測量千人隊列，繪制全球首張人類表型組導航圖，發(fā)現(xiàn)150余萬個表型間強關(guān)聯(lián)。

昌軍介紹，“國際人類表型組計劃（二期）”目前已完成立項并開始實施推進，繪制人類表型組導航圖2.0版本。同時，“低氧低壓環(huán)境下人類復雜性狀的表型組分析與系統(tǒng)解構(gòu)”獲批國家自然科學基金基礎(chǔ)科學中心項目。“系統(tǒng)生物學研究設(shè)施”優(yōu)先啟動項目“低壓低氧表型測量平臺（上海高原）”近期也得到批復同意建設(shè)。

復旦大學建設(shè)腦與類腦智能國際創(chuàng)新中心，聚焦腦科學與人工智能交叉領(lǐng)域。通過建設(shè)張江國際腦影像中心設(shè)施平臺和張江國際腦庫數(shù)據(jù)平臺，聚焦腦智能的數(shù)學與生物基礎(chǔ)，圍繞智能診療、智能機器人、智能決策三大關(guān)鍵技術(shù)，為腦疾病精準醫(yī)療、智能決策、智能制造等產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供基礎(chǔ)與轉(zhuǎn)化應(yīng)用源頭創(chuàng)新。

該中心打造全球首個千億級別神經(jīng)元模擬的全腦計算平臺，以及數(shù)據(jù)同化（人類）全腦計算模型，實現(xiàn)人類全腦規(guī)模的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)形態(tài)模擬。

以智能診療、智能機器、智能決策為三大應(yīng)用出口，該中心與中國一汽集團、上汽集團、國網(wǎng)上海市電力公司、中鐵二十四局、中國電信、蘑菇車聯(lián)以及百余所臨床醫(yī)療機構(gòu)等開展產(chǎn)學研合作。與中國一汽集團成立校級聯(lián)合實驗室，實現(xiàn)中國自主攻關(guān)研發(fā)的純視覺L4級別自動駕駛車輛產(chǎn)業(yè)化落地。

其中，張江國際腦庫是腦與類腦智能國際創(chuàng)新中心的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)平臺，也是上海市“腦與類腦智能基礎(chǔ)轉(zhuǎn)化應(yīng)用研究”重大科技專項的重要基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)平臺，建設(shè)有五大腦疾病隊列與健康人隊列，采集首發(fā)精神分裂癥、抑郁癥、腦卒中、神經(jīng)退行性疾病、自閉癥、大學生隊列等1.5萬例影像/基因/行為/認知等多維度數(shù)據(jù)。

微納電子與量子科技融合創(chuàng)新大樓效果圖。圖片來源：上海科創(chuàng)辦

復旦大學還打造國際領(lǐng)先的微納電子與量子國際創(chuàng)新中心，瞄準國際微納電子和量子領(lǐng)域的前沿技術(shù)開展研發(fā)，解決我國集成電路面臨的重大需求和前沿科學問題。

該中心匯聚微納電子器件、集成電路工藝、設(shè)計等方向的多位科學家隊伍，成功研制世界第一個半浮柵晶體管，被國際同行評價為“一個巨大的進步”，是30年來動態(tài)隨機存儲器芯片的一項重大顛覆性技術(shù)；設(shè)計實現(xiàn)青龍1號芯片，是國際首款自定義全新架構(gòu)的可重構(gòu)AI芯片，可以在幾個毫秒內(nèi)識別目標，極大提高了人群實時高清識別和檢測。設(shè)計生產(chǎn)實現(xiàn)全國首款采用28nm CMOS工藝制程億門級FPGA系列產(chǎn)品，實現(xiàn)千萬門級到億門級的跨越，主要面向5G通信、視頻圖像處理、工業(yè)控制以及各類消費電子市場等需求。

2025年前，張江復旦國際創(chuàng)新中心將拓展研究領(lǐng)域至新能源、環(huán)境、生態(tài)與健康，以及未來人類科學與技術(shù)等，不斷豐富和增強張江綜合性國家科學中心內(nèi)涵。

張江復旦國際創(chuàng)新中心。圖片來源：上海科創(chuàng)辦

后記

在澎湃科技對張江科學城的十天調(diào)研即將收官之際，采訪交流中，記者有幾點印象非常深刻：所有的采訪對象都積極、樂觀，充滿正能量；個人的職業(yè)生涯總有段落，不少人始終選擇在張江充盈自己的履歷，實現(xiàn)個人抱負。

不同社會角色的人們有各自不同的目標。吳念西作為科學城企業(yè)服務(wù)團隊的一員，她希望每周多走訪幾家企業(yè)，“看到各種各樣的企業(yè)在我的幫助下越來越好，我覺得自己也在成長。”英矽智能CEO任峰希望能夠抱團走出去，讓更多人了解AI制藥的魅力。剛剛履新張江AI新藥研發(fā)聯(lián)盟秘書長的晶泰科技副總裁王明泰則想要建立聯(lián)盟成員與金融機構(gòu)、政府機構(gòu)、藥企、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、科研院所之間的日常聯(lián)動……

上海科創(chuàng)辦專職副主任侯勁則在思考：張江能不能在國家和時代最需要的時候挺身而出？能不能實現(xiàn)關(guān)鍵核心技術(shù)自主可控？能不能成為科學新發(fā)現(xiàn)、技術(shù)新發(fā)明、產(chǎn)業(yè)新方向的重要策源地？

因為有這群始終“向上”生長的人，張江開放創(chuàng)新的生態(tài)才能生生不息。隨著張江科學城由“園”變“城”的不斷推進，張江正被注入另一股屬于生活本身的力量，屬于張江的故事正在延續(xù)。

上海光源與科學之門。圖片來源：上海科創(chuàng)辦