През последните 75 години развитието на ключови научни съоръжения в Китай отбеляза значителен напредък, особено през последните десетилетия, когато китайската икономика и технологичен капацитет се развиват с невероятна скорост.
Концепцията за „голяма наука“ е предложена от американския учен Дерек Джон де Солла Прайс през 1962 г. Характеристиките на „голямата наука“ включват амбициозни цели, мащабни инвестиции и интердисциплинарно сътрудничество. Голяма научна инфраструктура е от решаващо значение за съвременното научно развитие и отразява изследователските способности на една държава или регион.
Концепцията за „голяма наука“ се прилага в научни проекти, които изискват мащабни ресурси, сътрудничество между различни дисциплини и значителни инвестиции. Тя се използва основно в области като физиката на високите енергии, астрофизиката, биотехнологиите и климатологията, където комплексните проблеми не могат да бъдат решени от отделни учени или малки екипи. Пример за приложение на „голяма наука“ са международни проекти като ЦЕРН и Международния термоядрен експериментален реактор (ITER), където участват учени от много държави. Тази концепция стимулира развитието на нови технологии и значителни пробиви в науката, като същевременно създава мрежа от международни изследователи, които споделят знания и ресурси. Освен това „голямата наука“ допринася за значителни открития и иновации, които често имат огромно влияние върху глобалното общество и икономика, от медицински напредък до нови технологии в енергийния сектор.
Именно в тази връзка Китай прави големи инвестиции в такива подобни съоръжения и проекти, които да подкрепят неговия устрем към развитие на иновациите в страната. Ключов елемент в тези съоръжения са технологиите, които позволяват на китайските учени да навлизат все по-дълбоко в неизвестното.
„Светлината ни позволява да виждаме обекти, докато рентгеновите лъчи ни помагат да видим същността на нещата. Рентгенови лъчи с по-висока яркост позволяват да "видим" микроструктурите вътре в материалите по-ясно. Затова получаването на източници на рентгенова светлина с по-висока яркост е цел, която учените преследват неуморно“, разказва Тай Жънджун, заместник-директор на Шанхайския институт за авангардни изследвания към Китайската академия на науките. „Източникът на синхротронна радиация, който произвежда рентгенови лъчи с висока яркост, е като супермонокъл, който помага на изследователите да видят какво се случва вътре в материалите на молекулярно и атомно ниво.“
Яркостта на рентгеновите лъчи от синхротронната радиация може да бъде милиарди пъти по-висока от обикновените рентгенови лъчи. Използвайки такава светлина за експерименти, учените са успели да разберат около 70 процента от известните биологични макромолекулярни структури в света, като протеини, ДНК и вируси. „При развитието на ключови индустрии, като суперфибри, авангардни инженерни материали, енергийна катализа, нови енергийни батерии и други технологии, разбирането на вътрешните процеси е от съществено значение за решаването на технологичните ограничения“, обяснява още Тай, който е и заместник-управител на Шанхайския център за синхротронна радиация.
Шанхайският център за синхротронна радиация, първият подобен в континентален Китай с трето поколение на тази технология, има най-много потребители и най-висок изход сред големите научни съоръжения в Китай. През 15-те години на работа, над 60 000 изследователи от близо 700 научни институции и компании са го използвали, като е подкрепил повече от 20 000 проекта.
Един от ключовите проекти в центъра е изследването на мозъка чрез рентгенови лъчи, като се очаква до три години да бъде завършена първата карта на невралната връзка на човешкия мозък в мезомащаб. Този проект ще осигури значителен инструмент за изследвания в неврологията.
Шанхайският център разполага с 34 лъчеви линии и 46 експериментални станции, отворени за потребители, покривайки широк спектър от мултидисциплинарни изследвания като биологични науки, материалознание и медицина. Това съоръжение е най-голямото по брой лъчеви линии и експериментални методи сред синхротронните съоръжения с трето поколение в света.
Гао Фу, виден китайски имунолог и микробиолог, академик към Китайската академия на науките, похвали значението на центъра. „Шанхайският център играе важна роля в моите научни изследвания и трансформацията на научните резултати в технологии и продукти. От изследвания на нововъзникващи инфекциозни заболявания до имунология и по-широко здравеопазване, той е допринесъл значително за развитието на науката в Китай през XXI в.“
Развитието на големи научни съоръжения в Китай започва в края на 1970-те години със строителството на Пекинския електроно-позитронен колайдер (Beijing Electron–Positron Collider; BEPC). За да напредне високата енергийна физика, през 1972 г. 18 учени пишат писмо до премиера Джоу Енлай с молба за подкрепа. Тогава експериментите във високата енергийна физика в Китай почти липсват, а теоретичните изследвания разчитаха изцяло на чуждестранни експериментални данни. „Този въпрос не може да бъде отлаган повече. Академията на науките трябва да се съсредоточи върху основната наука и теоретичните изследвания, като същевременно интегрира теоретичните изследвания с научни експерименти“, отговаря тогава китайският премиер, като дава сериозна основа за по-нататъшното развитие на науката и технологиите в Китай. През 1988 г. колайдерът е завършен успешно и започва работа.
Пекинският електрон-позитронен колайдер има двойно предназначение и върху него е построен първият синхротронен източник в Китай, Пекинският център за синхротронна радиация. През 1990 г. е построен и второто поколение синхротронен източник – Хъфейският център за синхротронна радиация, а през 2009 г. е завършен и Шанхайският център за синхротронна радиация – средноенергийно съоръжение от трето поколение, най-модерното в своя клас към момента.
Четвъртото поколение инсталация за синхротронна радиация, разположена в район Хуайроу, Пекин, е планирана да бъде напълно функционираща до края на следващата година. Това ще бъде първият високенергиен източник на светлина в Китай и един от най-ярките в света.
В момента Китайската академия на науките управлява над 30 големи научни съоръжения в експлоатация или в процес на изграждане, включително такива за специализирани научни цели като Пекинския колайдер и Лабораторията за тежки йони в Ланджоу. Има и публични съоръжения за базови научни изследвания, като Шанхайския и Хъфейския център за синхротронна радиация, както и публични технологични съоръжения като Китайската станция за дистанционно наблюдение и националните системи за времево обслужване.
Тези съоръжения играят стратегическа роля в постигането на технологична самостоятелност, модернизацията на индустрията и осигуряването на сигурност в индустриалните вериги. Инвестициите на Китай в големи научни съоръжения не само ускоряват научния напредък, но и укрепват международното сътрудничество в областта на науката. Това ще позволи на страната да остане конкурентоспособна на глобалната сцена, като същевременно допринася за решаването на сложни глобални предизвикателства.