来源丨读城记工作室（ID：DUCHENGJIPLUS）
作者丨陈熊海
编辑丨黎广
头图丨图虫创意
“物质”一词，在形容人的品行时，略带贬义；但在物理领域，它却具有千变万化的浪漫属性。
微观世界里的物质，几乎都由原子组成。它像太阳系，原子核是太阳，围绕它旋转跳跃的是电子。而原子核本身，由带电的质子和不带电的中子组成。柯于斌每天的工作就是用中子谱仪，测量穿过材料的中子，通过中子的运动轨迹，研究材料内部的微观结构，为材料性能的优化提供理论指导。
△ 中国散裂中子源靶站谱仪大厅，众多谱仪围绕中子源呈扇形分布 受访者供图他是中国科学院高能物理研究所东莞研究部的一名科研人员。这里还有另外一个名称，叫中国散裂中子源。他说的中子谱仪，实际上就是一台台“超级显微镜”。
这台超级科学装置，坐落在东莞松山湖畔。研究中心附近，有许多电子信息类企业，似乎等待着研究成果可以通过制造业进入寻常百姓家。科技研发的力量正在影响东莞经济。今年一季度数据显示，东莞与科学技术相关的服务业增长迅猛，软件和信息技术服务业增长285.8%；科学研究和技术服务业增长54.4%。12年前，学习材料科学的柯于斌从北京航空航天大学硕士毕业，当时他还不了解中子相关的物理实验，但赶上中科院高能物理所的招聘，决定投简历试一下。
中科院高能物理所是中国从事高能物理研究、先进加速器物理与技术研究的机构。当时，中科院和广东省计划在华南地区布局一台大科学装置，也就是如今的中国散裂中子源，这是中国首台、世界第四台脉冲式散裂中子源。“我对大科学装置很感兴趣，而材料科学也正好是散裂中子源学科应用的重要方向。”柯于斌说。2010至2014年，中国散裂中子源筹建阶段，柯于斌在北京度过了5年。2015年他来到东莞。
△中国散裂中子源外景 受访者供图他到东莞的第一项成果是研发出适合中子谱仪的中子吸收屏蔽材料，这款材料的成本比国外同类产品大幅降低，很快在散裂中子源的谱仪上得到了应用。后来，柯于斌开始负责小角中子谱仪的调试、运行和用户实验工作，还在职完成了中子散射相关的博士研究生课题研究，获得了工学博士学位。目前，柯于斌的工作分为工程和科研两方面，工程方面，他负责中子谱仪的日常运行维护和优化升级。科研方面，他致力于新型中子散射方法学和中子散射多学科应用研究。对于中子散射的具体应用，柯于斌说：“例如准噶尔盆地、四川盆地都有丰富的油气资源，但要想了解天然油/气的分布和储存机制，就需要深入了解页岩的孔隙结构。在孔隙结构探测方面，传统方法比如气体吸附法，存在一定的局限性，一方面会破坏样品结构，另一方面无法观测到细小的纳米孔和闭孔结构。因此，中子散射是更加合适的观测方法，了解页岩更加精确的孔隙结构后，可以推算某地不同深度页岩内的油气资源储量，进而服务开采。”
△ 中国散裂中子源直线加速器 图源：受访者供图“实验设备是舞台，用户是演员，他们有自己的角色。而实验者，有点像导演，需要把角色和舞台有序地结合在一起。这是因为，中子散射只是一种基本的物理分析手段，在不同领域中具体如何应用则各有千秋。我们期望不同领域的人都能利用中子散射技术，解决自己的问题。”柯于斌说。在中国散裂中子源两公里范围内，有南方光源研究测试平台、松山湖材料实验室等科学研究平台；4公里之外，坐落着东莞理工学院。建设中的大湾区大学（筹）、香港城市大学（东莞）也都在中子源10公里范围内，除此以外，这个范围里还散布着全国知名院校建设的30多家新型研发机构。
△ 东莞松山湖，有科研机构，也有大企业 来源：图虫创意“大科学装置可以推动一个科研项目以至一个学科的发展。散裂中子源对吸引高校、科研机构集聚并快速发展功不可没。部分高校考虑到基础研究大科学装置在这里落地，才在此建设研发机构或校区。相应地，人才也随之而来。”柯于斌介绍。高校、科研机构、头部企业同时在一片区域出现，已经让松山湖变得很“烧脑”，不过，这里未来还会更“烧脑”一点。今年4月，松山湖科学会议在这里举办，5名中科院院士现场发表报告。他们谈论的话题，包括了“从脑科学到类脑人工智能”的前沿领域话题。除此以外，粤港澳院士峰会均连续多年在东莞松山湖举办。因此，也有院士笑谈，在松山湖畔，偶遇世界级科学家将不是意外。未来，这里还会有更多的人才和机构落户。“科研机构在空间上集聚，会让技术交流变得容易，也利于不同科研机构间人才流动。这对提升技术研发水平、吸引研发人才无疑有着巨大作用。”长期关注东莞产业发展的赛迪研究院华南分院总工程师耿强告诉时代周报记者。一个典型例子是上世纪60年代位于日本的筑波科学城。日本全国30%的科研机构、40%的科研人员、50%的政府科研投入，以及140国的高端人才在这里汇聚。以至于筑波与硅谷齐名，是全球人才、资金、技术的高度密集之地。
△ 日本筑波 来源：图虫创意2020年7月，国家发改委、科技部批复同意东莞松山湖科学城与深圳光明科学城共同建设大湾区综合性国家科学中心先行启动区。与筑波科学城类似，这两个科学城地缘相交，仅一山之隔。这里的四大定位是：重大原始创新策源地、中试验证和成果转化基地、粤港澳合作创新共同体、体制机制创新综合试验区。“散裂中子源有不少与大湾区高校、科研机构、企业的合作研究项目。大湾区的地域优势，让大家‘近水楼台先得月’。”柯于斌告诉时代周报记者。目前，散裂中子源已与香港大学、香港城市大学、中山大学、南方科技大学、东莞理工学院等高校，以及大湾区的部分头部企业共同开展基础科学领域的研究项目。在目前散裂中子源已建成和即将建成的11台谱仪中，有8台是与高校和科研机构共同建设的。中国散裂中子源几百米旁，是一个小企业聚集的工业区。这无疑为散裂中子源的应用，提供了巨大的想象空间。在松山湖，高校、科研机构、头部企业，乃至工业区、城中村，都相距不远。这些元素中间，充斥着家居生产、五金部件、智能设备、塑胶等产品的小企业。
△ 东莞一处工业区 来源：图虫创意覆盖低、中、高端产品的生产，高校、科研机构、不同类型的制造企业在同一片区内共存，这一景象，像极了创新与产业相结合的热带雨林，低矮的灌木，高大的乔木，大家在同一个生态系统中获取自己所需的养分。有时，创新需要“跨界”和“破圈”，不同的“树木”之间也会相互碰撞。就如同中子散射技术，不仅可以研究材料的内部结构，也可以为涉及这些材料的产品生产及测试提供服务。2006年，中国散裂中子源确定选址东莞，就明确带有和产业结合的考虑。彼时东莞所在的珠三角有“世界工厂”的称号，中国散裂中子源，成为首个布局在珠三角乃至广东省的国家大科学装置。2018年，中国散裂中子源运行时，东莞所在的珠江东岸已经形成了产值达数万亿元的电子信息制造业集群。产业经济学中，有一个著名的“微笑曲线”理论，企业在研发和销售环节的附加值最高，制造环节附加值相对偏低。随着制造业产业升级，企业正在往“微笑曲线”的两端迈进，这时，像中子散射等先进技术在制造业领域的研究和应用，就显得越来越重要。
△ 中国散裂中子源内，科研人员正在工作 图源：受访者供图中国信通院和东莞市工信局联合发布的东莞市数字经济发展报告（2022年）指出，受国际形势影响，东莞占据优势的电子信息制造业关键核心技术受制于人、自主创新能力较弱等短板依旧存在，拥有核心知识产权的产品较少，核心电子元器件、软件、芯片、面板等领域的自主研发水平较低。在制造业的数字化领域，超过90%的企业在创新领域不敢投入或找不到方向，技术创新或技改目标仍然是“机器换人”。很多时候，通过技术研发实现产品本身的改良，远比生产过程中的“机器换人”更符合产业发展方向。不过，现状正在一点点改变，近两年，东莞与研发相关的指标增长迅猛。2021年度，东莞全社会研发投入434.45亿元，比上年增长了27%，占GDP比重达4%，居全省第二。2022年，东莞国家高新技术企业数量预计超过9000家，居全省地级市第一。
△ 东莞松山湖的彩虹 图源：图虫创意“这恰恰说明制造业对研发和数字化的相关服务需求不小，” 赛迪研究院华南分院总工程师耿强说，对研究机构和从事技术服务的企业而言，东莞的制造业，就如同一座金矿。如何挖矿是一个问题。在柯于斌看来，首先要找到一条合适的产学研结合路径。“从前端来说，很多基础研究问题没解决，影响后端生产技术升级和产品质量。从后端而言，很多企业在研发环节不知怎样使用基础研究成果。产学研结合说起来容易，但中间的一个个堵点需要打通。”柯于斌表示，其中一个解决途径就是，让用户了解中子技术如何用于研发环节。因此，他和同事经常去高校、科研院所及企业作报告和座谈交流，为的是推广中子技术，培养潜在用户。耿强则认为，很多科研机构会把产学研结合想得太简单。过去，企业在技术上更多是“拿来主义”，而现在需要构建产学研相结合的创新软环境。
