想象一下，在宇宙的喧嚣中，在地球磁场的包裹下，我们能否找到一个绝对安静的角落，去倾听物质与生命最微弱的“心跳”？

　　在中国杭州高新区的一处山谷里，一项名为“零磁谷”的超级工程，正将这一科幻般的设想变为现实。它的使命，是打造一个磁场强度低于100飞特斯拉的极端环境——这个数字，仅是地球磁场的十亿分之一。

　　这不仅是技术的极限挑战，更是一次对人类认知边界的全新开拓。

何为“零磁”？在磁场洪流中开辟“静音舱”

　　我们生活在一个充满磁场的世界里。从地球本身巨大的磁场，到手机、电网、汽车带来的无处不在的电磁“噪音”，这些干扰就像在喧闹的集市中交谈，让我们难以听清那些最细微、最珍贵的声音——比如人类神经元放电产生的微磁信号，或是遥远天体传来的磁场“指纹”。

　　“零磁谷”，全称“超高灵敏极弱磁场和惯性测量装置国家重大科技基础设施”，它的核心目标，就是建造一个能将所有这些外界干扰隔绝在外的“宇宙级静音舱”。

　　它如何实现这近乎魔法的“屏蔽”？秘诀在于一套“被动+主动”的组合拳：

　　被动屏蔽“磁隐身衣”：工程采用四层坡莫合金与铝覆铜构成密闭腔体。坡莫合金拥有极高的磁导率，如同为空间穿上了一件“磁隐身衣”，能引导99.9999999%的环境磁场绕行，使其无法侵入内部空间。

　　主动补偿：对于被动屏蔽后仍存在的极微弱残余磁场，系统会通过外部线圈产生一个大小相等、方向相反的磁场，进行实时精准抵消。这一操作的精度达到皮特斯拉级——其难度，堪比在飓风中维持一根羽毛的绝对静止。

　　凭借这套系统，“零磁谷”的屏蔽性能已超越德国PTB的同类装置，成为全球唯一能实现“全频段磁场清零”的超级设施。

缘起：从“鸽子笼”实验室到国家大科学装置

　　“零磁谷”的构想，源于一次研究中的困境。

　　2008年，中国科学院房建成院士团队在研究人脑神经元活动时发现，神经元产生的磁场微弱到仅有100飞特斯拉，在城市电磁噪音的“汪洋”中，这些信号瞬间就被淹没了。这一困境让他们意识到，我们急需一个电磁领域的“无菌室”。由此，“零磁谷”的蓝图开始绘制，并最终被列入“十四五”国家重大科技基础设施规划，承载起三重关乎未来的使命：

　　叩问宇宙本源：在如此“干净”的环境中，科学家有望验证“电偶极矩”等物理学百年谜题，探寻宇宙中物质与反物质不对称的奥秘。

　　推动医疗革命：为研发无辐射、高精度的脑磁图设备提供温床，有望将癫痫、阿尔茨海默病等脑部疾病的诊断窗口提前5～10年。

　　护航深空探测：为火星探测器等航天器的磁性传感器提供精确校准，帮助我们解读地外天体的磁场演化史。

造岛：在杭州山谷中雕琢“电磁净土”

　　将蓝图变为现实，是一项极其复杂的系统工程，从选址到建筑，每一步都充满智慧。

　　选址的智慧：天然的“电磁避风港”

　　工程师们最终选定了杭州高新区紫红岭和回龙山之间的“V”形谷地。这里两山环抱，宛如两道天然的磁屏蔽门，能有效阻隔城市电磁噪音。同时，地下是硬度高达200MPa的坚硬基岩，足以支撑47米的深基坑，并能避免土壤中磁性物质的干扰。就连800米外的北运河，也通过地下连续墙技术被构建为“防水磁双屏障”。

　　建筑的匠心：当良渚玉琮遇见量子科学

　　“零磁谷”的建筑本身，就是科技与文化的融合体。其设计灵感源自5000年前的良渚玉琮，外方内圆的结构不仅是对古老文明的致敬，更是实现最优磁屏蔽的科学选择。

　　160米直径的圆形穹顶由联方型空间网格结构构建，中央的采光窗对应玉琮穿孔，寓意“贯通天地的磁屏蔽通道”。

　　建筑材料全面“无磁化”：墙体和梁柱使用磁性低99%的低磁混凝土，钢筋被替换为无磁钢筋，螺丝采用钛合金，从根源上杜绝“建筑剩磁”。

　　数字孪生护航：工程师运用BIM技术构建1:1虚拟模型，提前模拟了百万次磁场扰动，确保每个缝隙的磁泄漏小于0.01皮特斯拉。

　　核心科技：“千层蛋糕”般的电磁防护

　　为实现极致屏蔽，工程师为“零磁谷”穿上了三层“防护服”：

　　最外层（主动补偿线圈）：产生反向磁场抵消掉90%以上的低频稳态地磁场

　　中间层（坡莫合金层和铝覆铜层）：通过高导磁屏蔽材料屏蔽掉中低频和高频环境磁场，进行二次过滤，将屏蔽系数提升10万倍。

　　最内层（内部分布式剩磁精密补偿线圈）：内部分布式剩磁补偿线圈实现内部高精度梯度磁补偿，实时消除微振动引发的磁场波动，精度达0.1飞特斯拉，相当于在足球场大小的空间内，将磁场波动控制在一根头发丝的直径范围内。

“零磁”如何改变我们的世界

　　这个看似遥远的大科学装置，其成果正悄然走入我们的生活，催生一场“极弱信号革命”。

　　在医疗领域，全球首台“零磁心磁成像仪”顺利研发，已能捕捉仅0.1皮特斯拉的心脏磁场，可比传统心电图提前3小时预警心肌缺血。脑磁图设备则能将癫痫病灶定位精度提升至毫米级，实现从“模糊扫描”到“精准狙击”的飞跃。

　　在宇宙探索中，“零磁谷”如同一台“磁性显微镜”，正在分析“天问一号”带回的火星土壤样本，通过测量其微弱剩余磁场，揭秘火星内核的冷却历程。它还能解读青藏高原岩芯，发现200万年前的地磁场异常，为预测地磁倒转提供关键数据。

　　在产业与生活里，“磁屏蔽经济”正在兴起。基于此技术的芯片化量子传感器，能让自动驾驶的定位误差小于1厘米；无磁环境助力芯片制造突破更小制程；甚至“零磁卧室”的试点已显示，能让人深度睡眠时间延长23%。

当“绝对安静”成为新起点

　　预计到2029年，“零磁谷”将全面投入使用，届时它将成为全球科学家心驰神往的“磁真空圣地”。德国、日本等顶级科研团队已预约首批实验。届时，每天这里将产生800GB的极弱磁数据，推动人类在四个维度实现突破：

　　时间：捕捉纳秒级的神经信号，解码意识产生的瞬间。

　　空间：探测光年外天体的磁场指纹，还原星系演化轨迹。

　　生命：绘制首张“人体功能磁图谱”，开启疾病预防新视角。

　　产业：构建“无磁制造”标准体系，引领下一代精密产业革命。

　　站在深达47米的基坑边缘，房建成院士曾说：“零磁谷不是终点，而是人类探索极弱信号的新起点。当我们学会倾听宇宙最微弱的‘心跳’，或许就能解开生命与时空的终极奥秘。”

　　这片隐藏于杭州山谷中的科学净土，正以其绝对的“安静”，奏响人类认知革命的最强音。未来已来，当磁场无限趋近于零，我们感知世界的维度，正在被重新定义。

　　（本文作者：吴吉明，北京土木建筑学会常务副秘书长）