第一代光源和第二代光源其实并没有本质上的区别，只是第一代光源设计主要是用来做高能物理实验，即加速带电粒子到光速，再让它们去撞击其他粒子，研究包括核内微结构，基本粒子性质等一系列你懂的，你不懂的，你希望懂的以及你根本不理解为何要懂的科学问题。

它提供同步辐射来研究属于“票友”性质，被称为兼用光源，作为同步辐射光源时，它叫北京同步辐射装置（BSRF）。

从二代光源开始同步辐射装置才正式成为专用光，设计上与一代便各有侧重。

北京正负电子对撞机和合肥国家同步辐射实验室都是文革后很快立项九十年代初通过验收（北京正负电子对撞机八八年完成第一次正负电子对撞，九零年验收；合肥国家同步辐射实验室九一年出光，同年底通过验收）。

各种时间节点几乎就有很多值得说的地方，期间很多困难挫折令人唏嘘，此处只能略过。很多院士教授们自己学了机床来加工在当时中国只存在带回的资料上描述的各种零部件。

但当我们真正做起来，等到我们准备升级时，全世界的供应商基本全来了，因为他们知道已经不可能封锁我们了，他们不卖，只会让自己蒙受损失。

2010年10月我曾在法国做过短暂的访问研究，在法国SOLEIL（光源全称的缩写，这个法语单词意思就是太阳）光源时，一个叫Patrick的意大利科学家和我说过一句令我印象深刻的话：“Except detecter, everything is from China.(除了探测器，所有其他都是从中国来的)”。我问了一下探测器哪来的，答：德国。显然，我们已经是毋庸置疑的制造大国，但是在有些最尖端领域上还略逊于世界最高水平。

这是Patrick向我展示他最爱的一个中国产工具：手电筒，同组法国科学家打趣道：嗯，那也是个光源

第三代光源九十年代就进行了大量的准备，但是在是2004年才通过审批开始动工的，其实就是国家要做统筹。从能量分布上，合肥0.8Gev，中低能端，北京2.2Gev，中能端，上海3.5Gev，中高能端。

这个能量和全光谱的分布有关。每个光源的全光谱的能量分布并不均衡，呈现一个抛物线，中间高两边低，对于合肥光源来说这个峰在紫外波段，北京在软X射线波段，而上海在硬X射线波段。确实可以称之为合理布局，在有限财力下的最优配置。

不要小看这个，合肥国家同步辐射实验室的能量最低，但每年光水电费就接近千万（约900万）。随着能量的提高，这个耗费是呈指数级别往上增的，而同时，所有申请到所有同步辐射装置进行各种科学实验是完全免费的，我就不重复三遍了，但确实很重要。

与此相对应的是，日本乃至世界能量最高的同步辐射装置SPRing8（8Gev），使用起来需要交纳每小时六万日元的费用。所以，这种实验平台的建立和维持除了一个高素质科学和工程团队，还需要国家不计成本的投入。所以，对于如笔者这样的线站工作者，通常就要面临着一个重要任务，寻找用户，发掘用户。同步辐射装置一旦开启，那就是在烧钱，如果线站上没有用户，我们感受到的是一种国有资产流失的痛。

当然现在时代不一样了，国家有钱，也愿意在这个方向上投资，因为至少到现在为止，同步辐射仍是对微观世界研究的最有效且系统的工具，没有之一。历任党和国家领导人也都视察过国家同步辐射实验室。

絮絮叨叨这么久，可能很多人仍然在关心，同步辐射到底能做什么，我还是先举些例子。

我来列举一些大家可能感兴趣的同步辐射的应用。

首先我们一起来看看我们从哪里来？西伯利亚发现的5亿年前寒武纪古蠕虫化石晶胚，利用同步辐射X射线断层显微（SRXTM）技术，研究古蠕虫晶胚的演化，揭示生命的早期发展，这个工作发表于2006《自然》。（SLS,Swiss,2006）Nature 442, 680-683 (2006)

图4、5亿年前寒武纪古蠕虫化石晶胚

利用X射线荧光（XRF）成像技术研究阿基米德重写本，发现在一页纸上同时既有阿基米德文字，又有经文，还有伪造的画。(SLAC, USA，2006)

阿基米德（公元前287年-公元前212年）的羊皮卷

利用X射线荧光成像技术，仅用两天时间测量Hg, Sb, Pb等元素在梵高油画中的分布，从而重构出底层画像。Analytical Chemistry 80(16): 6436(2008)。才发现原画是如草坪这样的印象派画作，但是实际上里面有一张人脸的画，只是被油彩再次覆盖。

梵高的画

古代石碑上的文字已模糊不好辨认，但是在同步辐射光照射下，却清晰显现了。

古代石碑

我们实验室曾承担一个973国家重点基础研究发展计划，其内容简单来介绍就是“快速CT成像”。现在医院拍一个CT常需要十几到几十分钟拍摄，再等几十分钟出片，而利用同步辐射只需要几秒延迟，便可以瞬时成像（注：实验对象为大鼠前爪），骨骼、血管、肌腱都清晰可见（专业词汇：高衬度），一旦成功乃至推广开来，可以手术的过程中同时看到患者整个身体骨骼肌肉的各种情况，确保手术全程全视野无死角。这个工作在国际上被誉为“近二十年来X射线成像的重大突破”。

上海复旦大学张新夷教授研究组利用同步辐射技术研究了穴位和经络（注：实验对象为兔子），结果表明，经络相当于铁路，穴位相当于车站。

有些穴位相当于物资存放站，富含钙铁锌硒等各种元素，但是针灸这里不会引起这些元素的浓度变化，而有些穴位则相当于调度站，针灸这里时，同一条经脉的物资存放的穴位的钙铁锌硒离子将快速沿经络重新分布。进一步的研究表明，一些穴位中的铁是以五配位的形式存在，而在正常条件下，五配位的铁是不稳定的，很容易被氧化为六配位的铁。

而按摩这些穴位时，这些五配位的铁确实会转变为六配位的铁。这解释了为何我们按摩穴位时会产生酸麻痛的感觉，实际上，在我们的穴位里正发生着电化学的反应，感觉的差异，除了自身的感受性强弱，还有电化学反应的强弱。

另外2005年完成的人类基因组计划的结构解析绝大部分工作都是在同步辐射装置上完成的。曾有人预估如果都用常规光源，全人类得用几百年才能解完。

这种即便非常有用，我们也不能故步自封，所以说了这么多，终于又回到最初那个新闻上。就是为什么要建的问题，建了有什么意义的问题。第四代光将继续在实现亮度提高上做文章，北京和我们的第四代光源都是用衍射极限环，特点是高相干性，高亮度，比现在亮度提高一百倍，理论上，测得同样的信号，测试时间可以缩短为原来的一百分之一。

这是目前得到最广泛认可的提高性能的最优解。在这种技术支持下，我们将清晰地进行纳米级别的结构研究，我们将很有可能直接观测到电荷的运动。或许，超导以及超流动性的秘密即将被解开。（题外话，我拿到的第一个青年基金就是做一个低温实验平台，我曾踌躇满志想要研究超导和非超导下的电子结构，设计并做了自以为非常详尽的实验，然后就没有然后了，做出了一堆其他不知是否有用的结果，在超导上毫无发现，所以对于新光源带来的进步，我其实有不少期待。）

简而言之，同步辐射就是一种光，光能用来干什么，同步辐射就能做什么。在探索微观世界时，我们做得快，做得好。国家出钱，我们出力，免费提供给大家的高质量的实验研究平台。未来新的合肥光源以及其他中国新的光源的建立也都是为了我们国家整体研究能力的提高铺的下一层基石。

想想似乎这样讲意义更好：想要避免1840到1949间一百多年中华民族蒙受那种种苦难，在现有的知识框架下是完全不可能，但要避免它们再次发生，似乎我们现在就可以参与其中，人无远虑，必有近忧，一万年太久，只争朝夕。