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“大科学装置”为什么重要

2022-03-03 09:03

(转载自长江日报)

最近,湖北东湖科学城建设加力提速,其中,“大科学装置”再度引人注目。实际上,在武汉市“2022年政府工作报告”中也提出,要建设“脉冲强磁场实验装置优化提升、作物表型组学研究、深部岩土工程扰动模拟”3个重大科技基础设施。

重大科技基础设施通常也被称为“大科学装置”或“大科学工程”,是指通过较大规模投入和工程建设来完成,建成后通过长期稳定运行和持续科学技术活动,实现重要科学技术目标的大型设施。作为国家科研基础设施水平和装备制造能力的集中体现,世界各科技强国争相投入。我国重大科技基础设施建设的起步较晚,设施的整体水平和取得成果与世界科技第一梯队国家之间仍存在较大差距。国家“十四五”规划纲要明确提出要“适度超前布局国家重大科技基础设施,提高共享水平和使用效率”,体现了我国科技向原始创新大步迈进,也体现了经济高质量发展的内在需求。

大科学装置是科技强国之重器

大科学装置作为一种大型复杂的科学研究系统,为探索未知世界、发现自然规律、实现技术变革,实现重大科技问题突破,推动产业优化升级,服务经济社会发展意义重大。

大科学装置是高水平科研成果的“孵化器”。随着人类探索未知进程的不断推进,科学研究的复杂性、交叉性、融合性日益增强,对仪器设备的依赖程度越来越大,尤其是在前沿技术引领、颠覆性技术突破等方面,重大科技基础设施作用显著。比如“FAST”在建设过程中产生了超过30项自主创新专利成果,“人造太阳”使我国磁约束核聚变研究进入国际前沿。功能强大的重大科技基础设施,已成为重大原创科技成果产出和关键核心技术突破的重要条件。

大科学装置也是高层次科技人才的“蓄水池”。作为科技创新基础平台,重大科技基础设施不仅能够吸引世界各地的科研人员前来开展合作研究,还能在装置的建设、使用过程中,培养和造就一大批顶尖科学家和优秀青年科技人才,具有强大的人才集聚和培养能力?!岸健鼻昂?,美国就曾利用曼哈顿计划、阿波罗计划等科学项目吸引大批高技术人才留美,逐渐成为“人才大国”,为美国维持数十年的科技优势奠定了基础。通过重大科技基础设施“筑巢引凤”已经成为国际上吸引和培育人才的重要策略之一。

大科学装置也是高技术产业持续发展的“动力源”。重大科技基础设施的建设是一项投入巨大的工程,其研发、建造、运行的全生命周期伴随了大量的经济活动,可以对产业的发展产生广泛而深远的影响。如英国的散裂中子源带动了计算机、生物科技、赛车设计与制造等产业的发展,北京正负电子对撞机则促成了中国互联网的诞生。重大科技基础设施不仅可以支持高技术产业的产品和技术研发、测试和验证,加速科技成果的转化应用,其产生的创新成果还可以成为相关领域发展的动力源,辐射和带动产业发展壮大,甚至直接衍生出新产业,引发相关领域的技术革命。

大科学装置对地方发展有支撑作用

20世纪中叶以来,世界各科技强国争相投入重大科技基础设施的建设,经过数十年的发展,基本形成了多学科、多领域交叉的协同创新网络。我国的重大科技基础设施建设起步较晚,但发展速度较快。目前,我国批准立项、在建和运行的国家重大科技基础设施已有55项。

自20世纪80年代末以来,我国陆续建成了一系列重大科技基础设施,早期的学科布局主要集中在物理学领域,作用于专用研究及公益科技。党的十八大以来,我国制定和发布了一系列国家重大科技基础设施建设规划,学科布局已经覆盖了能源、生命、地球系统与环境、材料、粒子物理和核物理、空间和天文、工程技术7个科学领域,涉及专用研究、公共实验和公益科技三大类,基本覆盖了重点学科和事关科技长远发展的关键领域,形成了服务于学科前沿发展、国家经济社会重大需求的功能体系。

在空间分布上,早期我国重大科技基础设施主要分布在北京,2010年以来,上海、深圳、合肥作为综合性国家科学中心,开始大规模布局重大科技基础设施,其他地区也在积极开展项目预研,纷纷投入到国家重大科技基础设施项目的角逐中。目前,我国的重大科技基础设施虽然仍较集中分布于北京怀柔、上海张江、大湾区、安徽合肥四大综合性国家科学中心,但许多地区都已有项目落户,对当地科技创新和经济发展的支撑引领作用愈发凸显。

武汉要在“大科学装置建设”上奋起直追

目前,武汉市已建和在建的国家重大科技基础设施有2项,均由华中科技大学牵头。与国内先进城市相比,武汉重大科技基础设施的数量偏少,对建设综合性国家科学中心的支撑不足。为补齐这一短板,“十四五”时期,武汉将系统推进重大科技基础设施建设,力争到2025年实现建成运营3个、在建2个的目标。为确保武汉重大科技基础设施的健康可持续发展,有必要借鉴国内外先进建设管理经验,科学规划统筹、强化要素支撑、激发综合效益,让武汉的重大科技基础设施既能“建得成”,也能“用得好”。

我国重大科技基础设施建设已经步入快速发展期,为抢抓设施布局建设新机遇,武汉有必要将重大科技基础设施建设纳入东湖综合性国家科学中心的总体框架中,加强前瞻性规划,统筹布局、系统推进。既要积极对接世界科技前沿和国家重大战略,适度超前,预留优化升级空间,又要立足区域优势学科,统筹本地高校、科研院所及企业的科研力量,研究和制定符合自身发展要求的规划,与其他地区实现错位发展。

重大科技基础设施具有投入大、周期长的特点,除了高额的建设费用外,还需巨额的后续投入。目前国家对重大科技基础设施的投入相对有限,有必要充分利用地方和民间各类资本,在加大财政资金支持力度的同时,建立区域受益经济行业资金投入体系,积极争取共建单位、参建单位和预期用户的经费支持,鼓励企业、科研院所等其他来源资金投入,形成多元化投入格局。

重大科技基础设施之所以能成为创造高水平科研成果的利器,其优势不仅在于“机器”,更在于“人”,既包括科技领军人才,也包括调试操作员、系统研制工程师及运行管理人员等科学辅助人员。为促进重大科技基础设施的高效运行和持续发展,除了提供设施使用上的便利外,还要建立良好的人才引进和培养机制。一方面充分利用“存量”,整合省内高校、科研院所和企业的最强力量,立足已有资源,组建最优团队参与设施建设项目,另一方面还要做好“增量”,积极对接设施依托单位需求,量身定制人才政策,多措并举引进、培养一批具有丰富经验的科研和工程管理人才。

建设重大科技基础设施不同于搭建生产线,建成运营之后未必能快速形成“大产能”。许多重大科技基础设施需要长时间运行才能产生有价值的成果,一些设施甚至运行数十年,仍未有理想的成果。为有效对冲重大科技基础设施的“少产”,可以在保证设施基本使用需求的基础上,积极探索装置的衍生价值,向科研院所、高等学校、企业等国内外用户开放,并通过合理的衍生产业规划,发挥设施在区域特色产业发展的支撑带动作用,助力武汉高技术产业的发展壮大。

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