先行者｜“张江十日”系列报道：他们已在布局下个十年

【编者按】自1992年起，从“张江高科技园区”到今天的“张江科学城”，从规划面积17平方公里，到如今的220平方公里，这片曾是农田与村庄的土地，已然成为“上海创新”的一面旗帜，“中国创新”的一个品牌。

九月，澎湃科技派出一路记者，驻扎张江科学城，历经十天的深入调查和采访，试图帮助公众厘清张江瞩目成绩单背后的底层逻辑：过去30年，张江做了什么？做对了什么？作为中国科技创新的“先行者”，又将在未来的国家战略中担当什么角色？

我们调研发现，“创新”是张江的底色。这是一种系统性、全生态的创新：人才政策、营商环境、审批制度、孵化服务、基础研究以及应用转化、产城融合……张江已是一座位于上海东南腹地，有着代表中国最强科技实力的产业集群，也有商场、学校、医院、体育场、博物馆的烟火之城。

张江十日，澎湃科技带你“看见”。

张江第十日。

11月的最后一个周末，上海科技大学物质科学与技术学院教授江怀东异常忙碌。他正在作为东道主，迎接来自四面八方的客人。

上海软X射线自由电子激光装置的第一次用户研讨会即将召开。

一次实验的成本大约200多万美元！“软X射线自由电子激光装置”，这个拗口而专业的名字，代表着张江乃至我国最“土豪”、最尖端的重大科技基础设施之一。它炫目的光，将照亮活细胞或材料的超微结构，让人们洞察自然奥秘。

这些已经落成，和更多正在建设中的重大科技基础设施，正在上海张江形成一个重要的集群，为上海和全国的科学研究和原始创新提供强劲的助推力。

外形如鹦鹉螺的上海光源（SSRF）。图片来源：上海科创办

深度提升科研原创能力，聚焦重大重点领域科技创新，实现“从0到1”的突破，这些中国科研人的目标与梦想，正在张江被一点点踏踏实实地落地，并成为现实。

主动出击，落地更多“国之利器”

“栽一棵树最好的时间是十年前，其次是现在。”

接受记者采访时，上海科创办科创协调处副处长史鸣奇刚刚结束一场会议。他说，“现在张江有很多比较著名的药企，他们为什么在张江？因为我们有上海光源。”

外形如鹦鹉螺的上海光源（SSRF）是国内外最有名的重大科技基础设施之一，经中国科学院上海高研院的团队长期努力，已是我国用户最多、开放度最高、综合成果最显著的重大科技基础设施。它在科研圈里很火。用户要用“抢”的方式来申请机时使用这个光源。从这个光源里“飞出来”的光与物质粒子碰撞，给了人们解开自然奥秘的线索。

上海光源位于张江科学城内，由国家、中国科学院和上海市人民政府共同投资建设。它是中国大陆第一台中能第三代同步辐射光源，也是上海的“科创名片”。

史鸣奇表示，有了上海光源，就可以大大提高相关企业研发新药等产品的效率，特别是在研究蛋白质分子或者其他化学分子结构的过程中。

上海科创办科创协调处副处长史鸣奇（左二）。图片来源：上海科创办

上海光源是在2004年12月25日开工建设的，但史鸣奇强调，在此5年前甚至更早，上海已经开始研究、筹备上海光源，这才有了“第一”和“先手”。“我们采用了很多突破性办法，来解决这些重大科技基础设施当中碰到的一些问题。”

经过4年多的建设，2009年4月29日上海光源竣工。2009年5月6日正式对用户开放。由于上海光源用户众多，机时远不能满足用户需求，2016年底上海光源二期开工建设，并于今年建成。目前，上海光源共有34条光束线46个实验站开放运行。

不仅如此，国家蛋白质科学研究（上海）设施、软X射线自由电子激光装置、活细胞结构与功能成像等线站工程、10拍瓦超强超短激光实验装置等大科学设施建成使用，张江目前已经初步形成全球规模最大、种类最全、综合能力最强的光子重大科技基础设施集群。

建设上海张江综合性国家科学中心，是上海贯彻落实创新驱动发展战略，建设全球科技创新中心的核心任务和关键举措。“这也是国家交给上海的任务之一。”史鸣奇提到，除了一个个重大科技基础设施，“我们还有大量的项目、大量的任务、很多的平台落在张江。”

建设上海张江综合性国家科学中心，是上海贯彻落实创新驱动发展战略，建设全球科技创新中心的核心任务和关键举措。图片来源：上海科创办

而现在，史鸣奇和他的同事们又在筹谋下一个十年，继续围绕光子、生命、能源、海洋等领域系统布局，落地更多“国之利器”，以全球视野、国际标准加快打造“科研重镇”。

“我们就是要跟硅谷、波士顿，跟纽约这些地区并驾齐驱。现在仍然有差距，还在追赶。”“我们感觉责任非常重，压力也非常大……加班肯定是多的。但我们都觉得时不我待。前有标兵，后有追兵，必须努力。”史鸣奇表示。

再闯无人区，瞄准下一个十年

第一次见到江怀东，也是在上海光源。他在做一个更前沿的项目。

“全世界都在尝试活细胞结构与功能的高时空分辨联合成像，但还没有人成功。这是我们作为Top one的项目。它的实现，标志着我国在XFEL研制和应用方面步入国际先进行列。”江怀东说。

上海科技大学。图：忻耀进

江怀东想用软X射线对活细胞成像，还希望加上超分辨荧光成像，以提供更多的结构和功能信息，“这能够真正解决生物学方面的一些机理问题。”

全世界目前仅有三台软X射线自由电子激光用户装置：一台在德国，一台在意大利，一台在上海张江。

上海软X射线自由电子激光装置是国际上首台覆盖“水窗”波段的此类装置。

“水窗”波段指的是波长位于2.3纳米到4.4纳米之间的软X射线。在这个波长范围内，X射线可以穿透水，因此软X射线能够用于对活体生物细胞进行显微成像，展现出极其重要的科学应用前景。

作为新一代光源，软X射线自由电子激光不仅相干性好，其峰值亮度更是比第三代同步辐射光源高出10亿至100亿倍；其脉冲长度可达到飞秒级别，比第三代同步辐射光源短1000倍，这些特性为科学家们研究物质微观结构及动态变化过程提供前所未有的手段和机会。

江怀东表示，他原本是学物理的，但目前做的很多研究跟生物结合非常多，因此建立了多种研究方法。“传统的科研是一条路，但是交叉会带来更多东西。”

上海科技大学物质科学与技术学院教授江怀东在生物成像实验站。图片来源：上海科创办

他认为，在“土豪”重大科技基础设施和顶尖科技人才高度集聚的张江，人们有更多做交叉研究的机会和胜算。

江怀东表示，上海软X射线自由电子激光是一个特例，当年申报，当年就实现立项。“现在我们已经开放运行了，已经接待了几个用户了。”

从第一次参加上海光源的用户大会，到设计、建设的基于软X射线自由电子激光的第一个生物成像实验站，到召开软X射线自由电子激光装置的用户大会，江怀东花了超过10年时间。

不仅如此，江怀东还正参与硬X射线自由电子激光相关装置的建设，“瞄准的是下一个十年，甚至更久。”这是我们建国以来投资规模最大的国家重大科技基础设施，将使得光子科学领域形成中国-美国-欧洲三足鼎立的格局。

敢为天下先，发起国际大科学计划

近水楼台先得月。

史鸣奇表示，“我们调研发现，张江有了上海光源这些重大科技基础设施之后，已经吸引集聚了一批国内外人才和机构。比如，以前他们做实验，是要从外地跑到上海来、跑到张江来，后来就直接在张江设立了分支机构，甚至研发部门和企业。人才、项目、创意和创新，也随之而来。”

“在两平方公里这样一个很小的区域内，张江就有十八般光子科学上‘武器’供科研人员和企业使用，这对科学家、企业家来讲，是一个无与伦比体验，吸引力非常大。”史鸣奇说。

与11月末的上海软X射线自由电子激光装置的第一次用户研讨会遥相呼应，11月初，第四届国际人类表型组研讨会暨第五届中国人类表型组大会在上海召开。包括来自全球的17位院士等专家、嘉宾参加会议。

这也与张江有关。

中国是“人类表型组”国际大科学计划的主要发起方。中国科学院院士、复旦大学校长金力曾介绍，“人类表型组”是人类基因组之后生命科学的下一个战略制高点与原始创新源。

复旦大学张江校区内的国际人类表型组计划项目大楼。图片来源：上海科创办

“人类表型组”国际大科学计划和同期建设的脑与类脑智能国际创新中心、微纳电子与量子国际创新中心，是复旦大学在张江聚焦生物医药、人工智能、集成电路等重点领域的先期建设核心。以“在基础科研领域作出大的创新、在关键核心技术领域取得大的突破”为目标，复旦大学深度融入张江综合性国家科学中心和张江科学城建设，把大学“校区”变为科技创新园区，瞄准国际前沿，协同孕育重大原始突破。

人类表型组研究院科研副院长昌军介绍，在国家和上海市支持下，以复旦大学领衔的数十个顶尖科学家团队实质性推动“人类表型组”国际大科学计划各项先期探索。上海市市级科技重大专项“国际人类表型组（一期）”建成全球首个跨尺度、多维度的人类表型组精密测量平台，建立全球首个精密表型测量千人队列，绘制全球首张人类表型组导航图，发现150余万个表型间强关联。

昌军介绍，“国际人类表型组计划（二期）”目前已完成立项并开始实施推进，绘制人类表型组导航图2.0版本。同时，“低氧低压环境下人类复杂性状的表型组分析与系统解构”获批国家自然科学基金基础科学中心项目。“系统生物学研究设施”优先启动项目“低压低氧表型测量平台（上海高原）”近期也得到批复同意建设。

复旦大学建设脑与类脑智能国际创新中心，聚焦脑科学与人工智能交叉领域。通过建设张江国际脑影像中心设施平台和张江国际脑库数据平台，聚焦脑智能的数学与生物基础，围绕智能诊疗、智能机器人、智能决策三大关键技术，为脑疾病精准医疗、智能决策、智能制造等产业发展提供基础与转化应用源头创新。

该中心打造全球首个千亿级别神经元模拟的全脑计算平台，以及数据同化（人类）全脑计算模型，实现人类全脑规模的神经元网络形态模拟。

以智能诊疗、智能机器、智能决策为三大应用出口，该中心与中国一汽集团、上汽集团、国网上海市电力公司、中铁二十四局、中国电信、蘑菇车联以及百余所临床医疗机构等开展产学研合作。与中国一汽集团成立校级联合实验室，实现中国自主攻关研发的纯视觉L4级别自动驾驶车辆产业化落地。

其中，张江国际脑库是脑与类脑智能国际创新中心的数据基础平台，也是上海市“脑与类脑智能基础转化应用研究”重大科技专项的重要基础设施建设平台，建设有五大脑疾病队列与健康人队列，采集首发精神分裂症、抑郁症、脑卒中、神经退行性疾病、自闭症、大学生队列等1.5万例影像/基因/行为/认知等多维度数据。

微纳电子与量子科技融合创新大楼效果图。图片来源：上海科创办

复旦大学还打造国际领先的微纳电子与量子国际创新中心，瞄准国际微纳电子和量子领域的前沿技术开展研发，解决我国集成电路面临的重大需求和前沿科学问题。

该中心汇聚微纳电子器件、集成电路工艺、设计等方向的多位科学家队伍，成功研制世界第一个半浮栅晶体管，被国际同行评价为“一个巨大的进步”，是30年来动态随机存储器芯片的一项重大颠覆性技术；设计实现青龙1号芯片，是国际首款自定义全新架构的可重构AI芯片，可以在几个毫秒内识别目标，极大提高了人群实时高清识别和检测。设计生产实现全国首款采用28nm CMOS工艺制程亿门级FPGA系列产品，实现千万门级到亿门级的跨越，主要面向5G通信、视频图像处理、工业控制以及各类消费电子市场等需求。

2025年前，张江复旦国际创新中心将拓展研究领域至新能源、环境、生态与健康，以及未来人类科学与技术等，不断丰富和增强张江综合性国家科学中心内涵。

张江复旦国际创新中心。图片来源：上海科创办

后记

在澎湃科技对张江科学城的十天调研即将收官之际，采访交流中，记者有几点印象非常深刻：所有的采访对象都积极、乐观，充满正能量；个人的职业生涯总有段落，不少人始终选择在张江充盈自己的履历，实现个人抱负。

不同社会角色的人们有各自不同的目标。吴念西作为科学城企业服务团队的一员，她希望每周多走访几家企业，“看到各种各样的企业在我的帮助下越来越好，我觉得自己也在成长。”英矽智能CEO任峰希望能够抱团走出去，让更多人了解AI制药的魅力。刚刚履新张江AI新药研发联盟秘书长的晶泰科技副总裁王明泰则想要建立联盟成员与金融机构、政府机构、药企、互联网企业、科研院所之间的日常联动……

上海科创办专职副主任侯劲则在思考：张江能不能在国家和时代最需要的时候挺身而出？能不能实现关键核心技术自主可控？能不能成为科学新发现、技术新发明、产业新方向的重要策源地？

因为有这群始终“向上”生长的人，张江开放创新的生态才能生生不息。随着张江科学城由“园”变“城”的不断推进，张江正被注入另一股属于生活本身的力量，属于张江的故事正在延续。

上海光源与科学之门。图片来源：上海科创办