有人說，兩個人互相思念達到一定的強度，就會產生磁場。顯然，這并不屬于物理科學研究的范疇，只是人們表達強烈情感的一種方式。

現代科學技術揭示，一切物質都有磁性，任何空間都存在磁場。

譬如人類大腦，產生的磁場有多強?

非常微弱，大約是 100 fT(磁感應強度單位)，大概是地球磁場的十億分之一。

那么，我們能否捕捉住這么弱的磁場，來研究它和人類一些腦部疾病的關聯性進而來進一步利用呢?畢竟已有一些醫學事實證明了這種可能性，比如癲癇等大腦紊亂疾病，就需要高靈敏度的探測器來檢測大腦中的微弱磁場，從而幫助醫生獲得可用于治療的關鍵信息。

這樣具有無比想象力的前景，讓人興奮。

5月26日，杭州極弱磁場重大科技基礎設施研究院揭牌，研究的就是“極弱磁場”。

研究院成立于2020年12月，位于濱江區。這是一所由浙江省、杭州市、濱江區三級政府共建的高能級新型研發機構，承擔北京航空航天大學極弱磁場重大科技基礎設施的培育、建設、運行維護和技術升級。

研究院定下了兩個目標——

十年內，建成具有一定國際影響力的國家級重大科技創新平臺、科技創新高地和產學研用合作基地;

遠期，建成具有重要國際影響的極弱磁場國家實驗室和國際零磁科學中心。

什么是極弱磁場?

磁場，廣泛存在于自然界中。而且，絕大多數物質都有弱磁性，只有少數物質在一定條件下才會呈現出強磁性。

弱磁性物質所表現的各種現象，叫做“弱磁現象”，以此形成的“弱磁學”，是研究物質的弱磁性現象、本質、規律和應用的學科，是磁學的一個分支。

在物理學中，磁場的強弱，會用磁感應強度來表示。磁感應強度越大，表示磁感應越強，磁感應強度越小，則表示磁感應越弱。而“極弱磁場”，就是特指很難測量到或者無法感知到的磁場。

對于極弱磁場的精確測量，在地磁導航、地質資源勘探、科學研究、國防建設與醫療儀器等領域，都有廣泛的應用。而要精確測量到極弱磁場，就需要超高靈敏的磁場測量裝置。

目前，杭州極弱磁場重大科技基礎設施研究院已建成包括“超高靈敏極弱磁心腦磁成像測量科學研究裝置”“基于SERF的超高靈敏極弱磁場測量研究裝置”等在內的多臺國內唯一、世界先進的科研儀器裝備。

大腦的磁場是地球的十億分之一

怎么被檢測到？

再回過頭來說極弱磁場和腦部疾病治愈之間的可能性。

如果要問“超高靈敏極弱磁場和慣性測量裝置”重大科技基礎設施到底有什么用，可以概括為三個方面。

1.產生新的科學發現：神經信號測量與腦科學研究，實現“精準測量”，前沿物理學EDM(電偶極矩)等重大命題驗證。

2.攻克重大心腦疾病發病機理：超高分辨率極弱磁成像技術，實現“高清成像”。

3.實現高端醫療裝置“中國制造”：極弱磁成像代替功能核磁，推動高端醫療裝備跨代發展。

以“攻克重大心腦疾病發病機理”為例，極弱腦磁或者心磁超高分辨率成像裝置，將為科學家和醫生帶來更好的診斷工具。

在腦疾病診斷方面，目前基于結構成像的醫療設備，無法對癲癇、發育性腦疾病、退行性腦疾病，還有其他精神類疾病等進行有效的診斷。而腦磁成像在這類疾病的診斷上，就有著很大的優勢。

極弱腦磁心磁超高分辨率成像，可為癲癇、腦血管病、兒童發育類腦疾病、退行性腦疾病提供一種被動、無損、可穿戴、高靈敏的新型技術手段。

這樣的成像裝備，已經被國內上千家醫院迫切需要。

傳統的心臟疾病診斷依賴于心電，但心電檢測的靈敏度和空間分辨率比較低，難以滿足需求。相比傳統心電檢測，心磁檢測靈敏度和空間分辨率都有了大幅的提高，為重大心臟疾病診斷提供了一種顛覆性技術。

在心臟疾病診斷方面，極弱心磁成像具有特異性、高靈敏、高空間分辨率、探頭靈活、非接觸等特點，可在很多醫學應用派上用場，比如心律失常類疾病的高精度心磁溯源定位、輔助制定手術預案、術后康復評估、缺血性心臟病、胎兒心磁的非接觸快速診斷、心臟活力評估、胎兒心律失常、生長發育評估的早期診斷等。

杭州極弱磁場重大科技基礎設施研究院由中國科學院院士、北京航空航天大學學術委員會主任房建成教授擔任理事長、首席科學家和總設計師。

房建成說，“超高靈敏極弱磁場和慣性測量裝置”將建成世界唯一、性能最高、空間最大的“零磁”空間，提供極限弱磁環境和極限測量手段。

這種極限測量手段，將如何改變世界?房建成在接受《中國科學報》采訪時曾回答了這個問題。

在面向世界科技前沿方面，腦科學研究的瓶頸讓超高靈敏神經信號測量和腦磁圖研究裝置成為迫切需要，超高靈敏極弱磁場測量技術將為此作出貢獻，并有望支撐零磁科學從“0”到“1”的原創研究。

在面向國家重大需求方面，磁異常探測及深空磁探測對維護國家海洋和太空安全至關重要，需要開展基于新機理的新一代更高精度磁強計研發。

在面向人民生命健康方面，靈敏度不斷提高的原子磁強計，將助力帕金森、阿爾茨海默和老年心衰等重大心腦疾病的研究和診療，而基于極弱磁測量變革性技術的高端心腦磁成像裝置，有望助力自閉癥、抑郁癥、神經功能障礙、心力衰竭等重大疾病的診斷。

杭州：

爭取建成綜合性國家科學中心

重大科技基礎設施，是為探索未知世界、發現自然規律、引領技術變革提供極限研究手段的大型復雜科學技術研究裝置或系統。

作為國家創新體系的重要組成部分，重大科技基礎設施是解決重點產業“卡脖子”問題、支撐關鍵核心技術攻關、保障經濟社會發展和國家安全的物質技術基礎，是搶占全球科技制高點、構筑競爭新優勢的戰略必爭之地。

杭州之所以有活力，正是因為勇于創新。

過去五年，杭州一直把“創新活力之城”建設工作擺在突出位置。

未來五年，杭州要“推進高水平科技自立自強，打造創新創業的新天堂”。

在“加快建設全球創新策源地”這一任務中，杭州就提到加快推進世界級大科學裝置建設，爭取更多“國之重器”落戶杭州。“超高靈敏極弱磁場和慣性測量裝置”國家重大科技基礎設施項目，便是浙江省唯一納入《國家重大科技基礎設施“十四五”規劃》的重點項目。

眼下，杭州已經把“爭取建成綜合性國家科學中心”作為統領“十四五”科技創新的全局性工作來推進。

建設綜合性國家科學中心，需要重大科學裝置的支撐。

在高端創新平臺建設方面，之江實驗室、西湖大學、阿里達摩院、北航杭州創新研究院等新型研發機構已經初成規模，國家超重力離心模擬與實驗裝置等重大科學裝置(平臺)的建設正在加快推進。

杭州極弱磁場重大科技基礎設施這一“國之重器”的加入，將為杭州加強前沿基礎研究、強化杭州的創新能力、建設綜合性國家科學中心打下重要基礎。