台湾同步辐射研究中心发展道路 .pdf

台湾同步辐射研究中心发展道路

计划，在岛内形成了一支稳定的研究队伍，取得了一批重要的成果，显着提高了台湾

基础研究整体水平，某些领域已进入世界先进前列。若要寻求更大突破，依靠现有科研设备

已经不够，必须借助更先进的大型科研装置和设施，例如同步辐射加速器。

放眼全球，当代世界各国和地区的科技竞争主要表现在若干前沿领域的突破能力，因而都离

不开大型科研装置和设施的辅助与支撑。这类大型科研装置和设施既是开展前沿基础研究的

重要手段，也是衡量一个国家或地区综合科技实力的体现，而且是其他学科和工程技术发展

的带动力量，同时还是凝聚精干科研群体和培养高水平科技人才的基地，以及进行对外科技

合作与交流的窗口，对科学技术的发展具有特别重要的意义。此外，大型科研装置和设施还

是众多高新技术的源泉和高新技术产业的摇篮，是大量高技术的集成，在装置的建造和利用

过程中，往往需要发展新型技术或把已有技术提高到新的水平。

以同步辐射加速器为例，这是一种能够产生带电粒子同步辐射的大型科研设施，当接近光速

的带电粒子在圆形轨道中运动并受电磁场作用发生偏转时会发出同步电磁辐射，可以用来研

究物质的原子和分子结构，在基础科学、应用科学和工艺学等领域已得到广泛应用。例如用

同步辐射衍射光对物质表面晶体生长过程中产生的纳米级量子阱的体积进行分析测量，以了

解其光电特性，用于研发新型半导体器件；通过X射线小角散射研究在常温、常压下合成

具有溶水性和极好韧性及强度的蜘蛛网丝组成结构，以制造更坚固耐用的防弹织物；用同步

辐射的高亮度光束研究酵母功能蛋白质的结晶体结构，以更好地了解导致人类一些疑难疾病

的神经作用过程和发病机理。

当时全世界已有很多国家和地区拥有这种大型科研设备。其中，大陆中科院高能物理研究所

已有北京同步辐射装置，1984年11月又开始建造新一代同步辐射光源，即坐落在安徽合

肥中国国家同步辐射实验室的合肥同步辐射加速器，并且正在酝酿建造北京正负电子对撞机

和兰州重离子加速器等国家重大科学工程。

建造同步辐射加速器这类大型科研装置和设施与研制普通科学仪器有很大不同，也有别于一

般的科研项目，其特点是科学技术意义重大、影响面广，同时建设规模大、耗资多、建设时

间长，且技术复杂，需要在建设中研制大量非标准设备，其产出是科学知识和技术成果，而

不是直接的经济效益，建成后要通过长时间稳定的运行、不断发展和持续的科学活动才能实

现预定目标，从立项、建设到利用的全过程，都表现出很强的开放性和国际化的特色。

特别是要建设这样大型的科学工程，其大型关键科研装备的性能和工艺水准不仅要能够适应

科学发展前沿的需要，而且要在今后10～15年之间，仍然能够在世界同类装备中处于先进

水平，并且具有自己的特色和独到之处。由于大型关键科研装备前瞻性的需要，其实施必然

是高起点的。但是这种高起点装备又不可能全部引进，必须结合自己的优势进行创造性的工

作，因此有一定的技术难度，是一项跨学科、跨领域的复杂系统工程。

不惜代价

台湾有组织地开展物理学研究始自于1966年，即台湾科技主管部门在新竹清华大学设立物

理研究中心以后，通过大力培育物理人才及推动基础与应用物理研究，逐渐形成规模，执行

研究计划的数量也由1966年的12项，发展到到1977年的36项，再到1988年的136

项，研究水平也得到很大提高。

在1986年以前，岛内物理学研究主要集中在凝聚态物理、原子核物理、原子与分子物理、

粒子物理、场论及统计力学等五大领域。其中，凝聚态物理研究的重点放在对固体材料的热

性、电磁性、机械性质等方面的了解，进而改进、合成或控制材料的特性，以及研制或发掘

新的材料。原子核物理研究的重点放在原子核结构及现象、电磁作用、强作用力及弱作用力、

基本粒子研究之中间媒介等理论内容；原子与分子物理研究的重点放在原子与分子中电子的

分布及其与原子核间的电磁交互作用，以及与化学和生命合成物的性质关系等方面；粒子物

理及场论属于物理学中必威体育精装版领域；统计力学则作为方法论，研究重点放在通过系统组成单元

之间的相互作用，来了解系统的宏观性质与现象，特别是在相变化、平衡态与非平衡态的热

力学性质及现象等问题的微观了解上。

当时岛内物理研究计划虽不少，但其研究题目多属依个人专长及兴趣而从事的自由研究。为

有效推进物理学研究发展，台湾科技主管部门自然科学发展处在1985年初制定了“物理学

科规划方案”，提出应根据岛内科技发展趋势及社会建设需要，规划数个研究重点方向，并

据以推动大型整合性合作研究计划，逐步使其所培养的专业人才及建