在千里之外甘肅寧夏交匯處的沙坡頭，武漢量子技術研究院院長徐紅星用量子技術改造沙漠的試驗正緊鑼密鼓推進；而在湖北（武漢）爆炸與爆破技術研究院，院長謝先啟院士瞄準精細爆破和智能爆破前沿技術展開攻關，聚攏了一批爆破工程專家在武漢。徐紅星、謝先啟同一年分別當選中國科學院院士和中國工程院院士，長江日報記者近日走訪發現，兩位院士的技術輻射與人才聚攏效應明顯，大城武漢的科研活力肉眼可見。

用光學治理沙漠

徐紅星院士。長江日報記者許魏巍 攝

“同學，你想改變世界嗎？來研究我們的物理。”11月15日，53歲的武漢量子技術研究院院長徐紅星院士通過視頻方式向年輕人喊話，他希望更多年輕人選擇物理、關注量子技術。武漢量子技術研究院成立于2021年9月30日，主要開展量子科學基礎理論研究與核心關鍵技術攻關，孵化量子領域企業和引進培育人才，推動武漢量子產業發展形成體系。

物理學家徐紅星的研究方向是光學，具體研究等離激元光子學和納米光學，因發現增強單分子靈敏度的方法轟動物理界。2014年徐紅星從中科院物理所調到武漢大學物理與技術學院工作，先后任副院長、院長，2017年當選為中國科學院院士，2020年接任武漢大學學術委員會主任。目前，由徐紅星領銜的武漢量子技術研究院正在驗證一些典型的終端應用，比如量子保密通信的北斗車載導航等，該院的目標是用3至5年時間，建成量子國家實驗室武漢分部。

和長江日報記者談到量子技術時，徐紅星的思維是跳躍的，從西部沙漠治理到東部納米實驗室，從北斗銣鐘授時到單分子靈敏度，量子技術無處不在。他表示，生活中量子技術被神秘化，甚至有人宣稱通過量子技術證實了靈魂與鬼神的存在，這是沒有科學依據的。量子技術其實已經有很多應用，如太陽能電池和一些新藥的研制等。

“量子技術會對未來產業產生重大影響。”徐紅星表示，量子通信是光子通信的一種，只動用一個光子的通信就是量子通信，而武漢是最適合發展量子通信的地方。他判斷，10年后量子產業在光谷就會初具規模，量子通信要在武漢發展起來一點不奇怪。武漢發展量子通信得天獨厚，因為所有光通信的基礎設施、基礎材料和基礎元器件，乃至整個光通信的工業體系全部在武漢光谷。

據悉，量子科技位列武漢“965”產業集群5個未來產業之一。武漢量子技術研究院主要在量子感知、量子計算、量子芯片、量子材料、量子通信等5個方面開展研究和攻關，并且推動產業化，如量子感知領域要服務于空間技術、極端天氣預測、碳中和管理等國家重大需求；量子計算要實現應用開發和產業轉化推廣；量子芯片將重點開展用于北斗導航的量子芯片研發等；量子材料領域將積極開展超導自旋量子電路材料等一批新型量子材料；量子保密通信領域要加快量子城域網建設和連接，接入更多領域和企業。

徐紅星最感興趣的研究項目是測出單分子靈敏度，因為拉曼光譜一般很弱，但是通過等離激元的增強以后，它的信號可以增強10的12次方倍甚至以上，可以達到單分子的靈敏度。“它的物理機制是我首先發現的，很有成就感的一個工作，也是我對人類知識的一個貢獻。”徐紅星說，比如說做核酸檢測，當達到單分子峰值檢測會更準確。單分子對疾病的檢測、對環境的檢測非常重要，但是單分子光伏比較弱，就需要把弱信號放大，增強光分子靈敏度。目前，單分子檢測還屬于科技前沿范疇，應用條件比較苛刻。可以設想用少量分子而不是單分子進行檢測，效果會更好。

徐紅星院士還有一項令人興奮的技術——用光學治理沙漠。在一般人看來，光學和沙漠治理好像扯不上關系。但徐紅星發現，一些特殊的納米結構材料，在某種情況下能夠進行輻射制冷，可以讓表面溫度降低10到20攝氏度。簡單來講，用這些材料在夏天就可以不用空調了。

夏天的時候，大家都有一種感覺，一鉆進汽車以后就特別熱，讓人非常不舒服。“用這個材料以后車內溫度會明顯下降，這是對于汽車而言，但是我更想把這種技術推廣到沙漠治理上。”徐紅星說，沙漠也存在一樣的問題。我們如果能夠把沙漠降溫，那么沙漠的蒸發量會顯著降低，能鎖住水分就可以搞綠化，沙漠就會變成綠色。

徐紅星很快把設想付諸行動。在西安交通大學創新港，徐紅星會同西安交通大學成立西部光資源與地球環境研究院，嘗試用光學治理沙漠的研究。目前，項目在甘肅和寧夏接壤的沙坡頭進行實驗，“結合沙漠結皮技術，光改造沙漠的效果很不錯”。徐紅星打算投入更多精力用光治沙。

“我科研的內在動力，就是為解決國家的問題，為國家服務，為人類做出貢獻。”徐紅星說。

我國手機產量占全球相當份額，但是手機上的高端濾波器95%需要進口。武漢敏聲新科技有限公司創始人、武漢大學教授孫成亮介紹，只要有無線通信的地方就必須要有濾波器。3G赫茲以上主要就是用薄膜體聲波，但是薄膜體聲波技術中國沒有，主要依靠進口，5G技術應用后使用量很大。

徐紅星帶領團隊在實驗室攻克了高端濾波器技術難題，并在中科院蘇州納米所把關鍵的制造工藝打通了，樣品性能參數非常理想。“我很興奮，攻關時每天會給孫成亮打電話……”徐紅星向長江日報記者回憶。

匯聚國內頂尖爆破人才

謝先啟院士。長江日報記者許魏巍 攝

在江漢大學精細爆破國家重點實驗室，今年62歲的中國工程院院士、江漢大學學術委員會主任謝先啟異常忙碌，午休時才有空來緩解下疲勞。“拆除爆破全球領先，巖土爆破處于世界先進地位，特種爆破居于世界前列。”湖北（武漢）爆炸與爆破技術研究院院長謝先啟很清楚中國在爆破領域的世界地位和短板，近年他將研究目標瞄準精細爆破和智能爆破，研究院匯聚了一大批國內頂尖爆破人才。

謝先啟介紹，精細爆破追求的目標比傳統的控制爆破更高，爆破過程和效果更加可控，危害更低、安全性更高、環境影響更小，而且更經濟。而智能爆破則使用了更多人工智能技術，保證絕對安全。正在施工的川藏鐵路線上，他們多次采用智能爆破試驗，以確保施工人員安全。

30年來，謝先啟一直奮戰在工程爆破第一線，主持完成各類爆破工程500余項，并依托重大工程項目深入開展理論研究和技術攻關，帶領科研團隊取得了多項創新性成果。今年9月25日，謝先啟院士當選為中國爆破行業協會新一屆會長。

熟悉謝先啟的人或許知道，2017年謝先啟當選院士后，有雙一流高校想“挖”他，被謝先啟婉言回絕。他選擇留在武漢，而且是留在市屬高校，這一舉動震動了朋友圈。在謝先啟看來，他1988年從部隊轉業到地方后，一直工作在武漢城市建設的一線，他的爆破事業是在武漢起步的。他認為城市的發展和人才之間是相互依存、共生共長的。

謝先啟還清晰地記得，他最早的一次爆破是在漢口三眼橋，時間是1995年12月，一座18層樓的框架剪力墻結構住宅，成了“樓歪歪”，傾斜度達2.88米，按照測定3天之內就會自己倒塌。之所以要將該樓爆破，除了安全原因外，主要是體現武漢狠抓建筑質量的決心。限定3天之內爆破這棟樓，壓力大任務重。“我三天三夜只睡了6個小時，快起爆前，大樓傾斜鋼筋都拉得咯咯作響，最終在3天之內的12月28日被成功爆破。”

最驚險的一次爆破是2002年1月25日零時，全國關注的違法建筑——漢陽外灘花園1號樓頃刻整體向南定向爆破倒塌。漢陽外灘花園是位于長江漢陽江灘的住宅小區，違建小區距長江大橋僅100多米。“爆破時京廣線和長江航道中斷了30分鐘，萬發雷管都是我一個個安裝到位，一發一發連接，一天一夜完成，雙手都打出血泡。”謝先啟向長江日報記者回憶時記憶猶新，他說：“所有雷管我自己一個個連接，主要考慮每個人手法不一樣，擔心影響爆破效果。”

謝先啟親手爆破的還有“湖北最長高架”之稱的武漢沌陽高架橋。“主要是設計很不合理，規劃不夠科學，無法滿足交通需求。”謝先啟說，2013年5月18日晚10時起爆，這是國內外采用爆破方法拆除的長度最大、環境最復雜、施工難度最高的鋼筋混凝土橋梁，被外界稱為“中國橋梁第一爆”。沌陽高架橋周邊環境比較復雜，天上有架空的10萬伏高壓電線，地下管線多達30條，特別是地下天然氣管線等，防護難度特別大。

當時還特別邀請8位中國工程院院士、40多位國內知名工程爆破專家參加評審會，專家認可謝先啟的爆破拆除方案。“當時延時爆破24.77秒，延時越長，壓力越大，難度越高。”國內爆破行業的“天團”匯聚武漢，也見證了武漢的爆破水平。

“城市因人才而發展，人才因城市而進步。”謝先啟告訴長江日報記者，很多創造性的爆破工作均是在武漢完成的，現在這些技術已走向了全國，對武漢的感情不是一句話能概括的。

隨著城市建設的發展，空間越來越小、樓房越來越高，建筑拆除越來越不容易，謝先啟將科研目標投向了精細爆破和智能爆破。“只有用爆破才能解決拆除問題，最早的爆破往往采用朝一個方向倒塌，在實踐中能用于放置倒塌垃圾的地方越來越小。”謝先啟發明了折疊爆破的方法，也就是爆破不行采用二次爆破，如120米高的建筑，先爆破上面60米然后再爆破下面的60米，二次爆破是在很短時間內完成的。

謝先啟還研發了原地坍塌的爆破方法。2018年，在爆破黃陂盤龍城60米高的水塔時嘗試采用，取得成功。“在擁擠的城市，這種爆破方式未來應用前景會越來越大。”

身為江漢大學精細爆破國家重點實驗室主任，謝先啟院士近年將更多精力投入實驗室建設和人才培養，相繼建立起爆破數字化實驗室、爆破損傷實驗室、爆破有害效應實驗室等10多個分實驗室，聚攏了兩名全職院士、兩名雙聘院士和一批知名專家，讓武漢迅速成長為全國工程爆破理論與技術研究高地，并向全國輻射爆破技術。

（長江日報記者楊佳峰）

【編輯：張靖】

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