澎湃新闻首席记者 贺梨萍 李跃群
一尺之棰，日取其半，万世不竭。无穷小中，到底蕴藏着什么？
从先秦百家开始，人类对微观世界的探索就从未停止。如今，中国的科学家们，正在上海张江“打磨”世界上最先进的光源，希望能够看清微观世界里的勃勃生机——比如在刹那间给活细胞“拍电影”。
要拍电影，得有过硬的硬件：光线、镜头、感光器件，缺一不可。
在分子层面的微观世界“拍电影”，同样需要这三大要素的配合，不过其在工程学上的追求几乎要接近极致。以光为例，它不能是日常所见的散射光，必须是超高亮度、相干的光线，而且波长要短到纳米级别。1纳米，约等于一根头发丝的六万分之一。
6月21日凌晨，里程碑时刻终于到来：上海软X射线自由电子激光装置在100飞秒（fs，1飞秒=1秒的千万亿分之一）时间内实现了2.4纳米单发激光脉冲的相干衍射成像，这也是中国的第一次。这一相干衍射图样体现了活细胞结构与功能成像等线站工程暨上海软X射线自由电子激光装置整体性能的先进性，标志着我国在软X射线自由电子激光研制和使用方面已步入国际先进行列。
6月22日，为了验证“分子电影”到底有多写实，上海的科学家们挑战图案的重建——刻在镀金SiN薄膜上的3微米有手性的螺旋图案。一束软X射线自由电子激光通过120米的管道，打在薄膜上。通过分析和重建衍射数据，他们得到了一个逆时针旋转的鹦鹉螺图像——几乎是原图的复刻。
标准样品圆孔、方孔及鹦鹉螺图案的相干衍射图样，上海科技大学供图。
“我希望大家能够体会到我们科研工作者能够打出这么漂亮的衍射图样，那种很开心很美好的感觉”，上海科技大学大科学中心主任、活细胞结构与功能成像等线站工程总经理刘志在发布会现场用激光笔指着PPT上的图案激动地说，“我真的希望大家也能够在这一块儿体会到我们的快乐。”
漂亮的衍射图样的背后，是分毫不差的精益求精。刘志感慨道，我们这120米的传输系统，这些镜子这些光栅这些小孔必须是完美的光学传输系统，而且必须在一条线上。这个大科学装置不是某一个东西比别人强就行了，而是得从加速器到后面的仪器，我相信得有上百万个零件，都得发挥很高性能。哪怕一个零件出了问题，都可能得不到我们刚才所说的最后那个结果。
得分毫不差到什么程度？刘志给澎湃新闻记者举了个例子——自由电子激光最好的反射镜子得达到原子级别的平整，1米的镜面，高低误差不能超过6纳米，“把它放大1000倍，相当于一条长达1千米的柏油路，最高和最低处相差不得超过6微米，也就是头发丝直径的十分之一。”
这台装置要完美运行，还需要环境配合。上海科技大学教授、活细胞结构与功能成像等线站工程副经理江怀东对澎湃新闻记者表示，比如地面不能有大的振动，来往的重型车辆都得控制。江怀东笑着说，一般晚上是他们做实验的黄金时间，因为园区外来往车辆少，动静小，对实验装置的扰动也小。
回忆起夜以继日的调试过程，刘志表示能在这么短时间内把它调出来，是很难的一件事情，体现了中科院上海高研院、上海科技大学的团结协作。“即使是调到了我们实验站，也花了我们好多天的时间把它放进腔体里，调整这个最后的聚焦性，使得它能够达到我们所需要的光子密度，才能打出这张照片。”
为了造就这台微观世界的拍摄“神器”，科学家们凝聚了5年的心血。2016年11月，上海科技大学、中国科学院上海应用物理研究所、中国科学院上海高等研究院团队共同建设活细胞结构与功能成像等线站工程。工程含用户波荡器束线、活细胞成像束线、生物成像实验站、活细胞荧光超分辨显微镜站、超快物理实验站、超快化学实验站、分子动态成像实验站及实验辅助设施，预计在2021年内完成验收。按照计划，该装置有望于2022年向世界开放。
