不再单打独斗，“拉索”把做宇宙线的人“拉”到一起
“拉索”合作组2026年度第一次会议留影。
■本报记者 高雅丽
开栏语
基础研究是整个科学体系的源头，是所有技术问题的总机关。作为国家战略科技力量主力军，中国科学院瞄准世界科技前沿和国家重大需求，深入开展使命驱动的建制化基础研究。本报自今日起开设“加强基础研究”专栏，聚焦中国科学院在基础研究领域的重点改革举措和代表性成果，展现中国科学院在加快打造原始创新策源地征程上的坚实足迹。
在四川稻城海子山，海拔4410米的高原上，一个覆盖面积1.36平方公里的“大网”正昼夜不停地捕捉来自宇宙深处的粒子信号。这张“大网”是国家重大科技基础设施——高海拔宇宙线观测站“拉索”（LHAASO），是世界上海拔最高、规模最大、灵敏度最强的超高能伽马射线探测装置。
2021年7月，“拉索”全部建成并全面投入科学运行。2021年11月，中国科学院发布《关于加强基础研究的若干意见》（“基础研究十条”），提出开展依托国家重大科技基础设施的建制化基础研究，为“拉索”从“建成”走向“用好”提供了清晰的政策指引和组织方向。
在中国科学院的统筹下，“拉索”迅速转入建制化运行轨道。此后，一系列国际领先的重大成果接连落地：发现银河系首批拍电子伏宇宙加速器，记录迄今最高能量光子，打开了超高能伽马天文学新窗口；发现蟹状星云伽马射线能量逼近理论加速极限；发现史上最亮伽马暴的极窄喷流和十万亿电子伏特光子；认证第一个超级宇宙线加速源；破解宇宙线“膝”形成之谜……
当前，世界已经进入大科学时代，基础研究越来越需要聚焦重大科学问题、开展建制化协同攻关。“拉索”首席科学家、中国科学院高能物理研究所（以下简称高能所）曹臻院士表示，“拉索”从建设到运行，始终围绕宇宙线起源这个核心问题，把装置建设、观测、数据分析、成果产出、人才培养串成一条完整的研究链条。这种模式正是中国科学院“基础研究十条”所倡导的“体系化、建制化”研究的具体实践。
“中国科学院鼓励我们大胆探索跨单位、跨学科的合作机制，在考核评价、资源配置上给予很大灵活性。大家拧成一股绳，才能‘拉’住宇宙线。”曹臻说。
把分散的力量拢到一起
宇宙线起源是困扰物理学界百余年的世纪难题，研究它，需要具备覆盖平方公里级探测范围、跨多个能段的复合观测能力，涉及成千上万个探测器、多种科学门类的集成。这远不是一个课题组、几个研究员就能完成的事。
“拉索”团队青年科学家、高能所研究员张寿山说，过去国内的宇宙线研究以小型实验组为主，科研力量分散、目标不统一，难以在国际竞争中占据优势。
在中国科学院的积极推动下，2015年末，“拉索”获得国家发展改革委批复立项。此后，中国科学院统筹院内外团队开展联合攻关，不仅如期完成了一项新的工程任务，还围绕科研组织模式实现了一场变革。
曹臻表示，“拉索”涉及山东大学、中国科学技术大学、四川大学、云南大学等多家单位，上百名科研人员分工协作，按照工程化管理模式推进。
“12个亿的大项目，高能所的科研团队也就30多人，如果没有这样的组织模式，怎么可能完成？”曹臻说。为及早产出科学成果，曹臻等人提出了“边建设，边运行”的思路。从2017年“拉索”正式启动建设到2021年全部建成，仅用了4年，这个速度“远远超过了欧洲人能想象到的程度”。
“拉索”建好了，如何最大限度地发挥作用、如何组织全国乃至全球优势力量围绕同一核心科学问题协同攻关，成为现实难题。
“拉索”全面投入科学运行不久，中国科学院“基础研究十条”出台。在这一明确指引下，“拉索”有了更清晰的制度跑道，为从“装置建成”走向“用好装置”提供了系统的政策引导和组织保障。“拉索”不仅带来了人才和资源的汇聚效应，还搭建起一个开展建制化基础研究的坚实平台。
“过去，大家盯着自己关心的科学问题各做各的。‘基础研究十条’出台后，院党组推动我们把全国做宇宙线和相关方向的科研力量凝聚到核心科学问题上来。”曹臻说，“拉索”在中国科学院的支持下打破了传统“课题组长负责制”的局限，基本把国内做宇宙线物理、高能天体物理的科研人员都包含进来了。
“有好的数据，才能做出好的物理成果。在没有‘拉索’时，我国宇宙线研究处于跟跑状态，而现在，大家一想到做宇宙线，就想到中国科学院，就来‘拉索’，因为只有它能做出最好的成果。”曹臻表示。
催生重大科研成果接连落地
进入科学运行阶段，“拉索”采用国际合作组模式，打破单位、地域、学科界限，将国内外30家研究机构、327名科学家组织在一起，组建了10个科学团队，协同攻关。
在曹臻看来，依托大科学装置的建制化研究模式，不是简单地把人聚在一起，真正的挑战在于怎么让不同单位、不同专长的人有效协作，产出可靠的成果。
“拉索”国际合作组每年制订科学运行计划，明确核心科学目标，集中优势资源定向攻关，确保成果持续高质量产出。
曹臻介绍，合作组把数据分成100多个研究专题，由各成员单位自由申报，自主组织研究小组。专题之间相互交叉，科学家们经常开会讨论。
“为了保证成果的可靠性，合作组还建立了一套内部评审机制，一个组做出来的结果，要由另一个实验组重复验证。”曹臻说。
2025年11月16日，“拉索”发表两项科学成果，破解了困扰科学界近70年的难题。其中一项成果，是宇宙线质子能谱“膝区”显现超出预期的高能组分，黑洞正是其最可能的候选源天体。
宇宙线能量分布图上有一个关键转折点，由于形状酷似人的膝盖，被称为“膝”。长期以来，测量“膝区”的宇宙线质子能谱被认为是“不可能完成的任务”。“拉索”巧妙利用强大的地面观测装置，采用多参数测量技术成功筛选出大统计量的高纯度质子样本。
张寿山正是质子能谱研究的负责人。他介绍，在这项研究中，高能所团队负责从海量数据中筛选高纯度质子样本并精确测量能谱；南京大学和中国科学技术大学的团队负责构建黑洞粒子加速模型并作出相关的科学解释；意大利罗马大学等单位的国际合作者提供不同视角的验证。
协同的过程并非总是一帆风顺。“物理学家基本上很难不吵架。”曹臻笑言。围绕这篇论文，团队开了很多次会，争论如何分析数据、如何分类、如何解读物理意义。正是这种严格的讨论和验证机制，保证了“拉索”成果的可靠性。
更重要的是，“拉索”的建制化基础科研平台吸引了国际顶尖科学家加入。著名天体物理学家、德国马普核物理研究所的Felix Aharonian已成为“拉索”的活跃合作者。“大家聚在一起讨论，学到了很多课本上没有、看文献也看不来的知识。”张寿山说。
助力青年人才成长
依托国家重大科技基础设施开展建制化基础研究，不仅催生了重大成果，也构建起开放协同、竞争激励、代际传承的人才培育生态，让青年科研人员在重大科研任务中快速成长。
曹臻认为，建制化基础研究对青年人才成长助益显著。大合作组内部形成良性竞争与广泛交融，同一科学目标下多个团队同台推进，做得好、做得快的团队能优先产出成果，这种生态能快速激发青年学者的创新活力。
在“拉索”团队中，青年科研人员占比超过60%，他们活跃在探测器研制与运维、数据处理、科学分析等各个岗位，成为科研攻坚的主力军。
张寿山坦言，在“拉索”的平台上，年轻人有机会接触前沿的科学问题、顶尖的观测数据，还可以与国际一流科学家同台交流，拓宽视野，让科研能力得到质的提升，这也是中国科学院人才培养的一大优势。
现在，建制化基础研究的边界还在拓展。曹臻透露，“拉索”正在推动与“中国天眼”（FAST）、“天关”卫星、“银河画卷”等其他大科学装置的联合观测，开展多波段、多信使协同观测，突破单一装置的观测局限。
实际上，这并非偶然形成的合作，而是中国科学院有组织推动天地联合观测的产物。2022年，中国科学院将目光投向大型科技设施的集群优势，组织院内天文学、空间科学等领域力量，系统梳理重大科学问题，明确依托FAST、“拉索”、“悟空”号暗物质粒子探测卫星等设施与卫星开展多波段、多信使协同攻关的方向。这一顶层设计，为“拉索”打破单一装置局限、融入更广阔的观测网络提供了政策指引和组织保障。
例如，“拉索”探测到天体伽马辐射后，FAST 同步开展射电观测，“银河画卷”精准测量星际气体分布，多装置数据结合，完整揭示宇宙线产生超高能辐射的物理过程。
曹臻表示，“拉索”与“天关”联合发现了一个有趣的天体源，联合研究成果即将发表，与“悟空”号的合作也在有序推进，有望产出重要的联合研究成果。
“这种大科学装置的建制化协同研究，让科学攻关更有效、成果产出更高效，成为破解重大科学问题的新路径，实现‘1+1>2’的科研效能。”曹臻说。