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      “大科學裝置”為什么重要

      2022-03-03 09:03

      (轉載自長江日報)

      最近,湖北東湖科學城建設加力提速,其中,“大科學裝置”再度引人注目。實際上,在武漢市“2022年政府工作報告”中也提出,要建設“脈沖強磁場實驗裝置優化提升、作物表型組學研究、深部巖土工程擾動模擬”3個重大科技基礎設施。

      重大科技基礎設施通常也被稱為“大科學裝置”或“大科學工程”,是指通過較大規模投入和工程建設來完成,建成后通過長期穩定運行和持續科學技術活動,實現重要科學技術目標的大型設施。作為國家科研基礎設施水平和裝備制造能力的集中體現,世界各科技強國爭相投入。我國重大科技基礎設施建設的起步較晚,設施的整體水平和取得成果與世界科技第一梯隊國家之間仍存在較大差距。國家“十四五”規劃綱要明確提出要“適度超前布局國家重大科技基礎設施,提高共享水平和使用效率”,體現了我國科技向原始創新大步邁進,也體現了經濟高質量發展的內在需求。

      大科學裝置是科技強國之重器

      大科學裝置作為一種大型復雜的科學研究系統,為探索未知世界、發現自然規律、實現技術變革,實現重大科技問題突破,推動產業優化升級,服務經濟社會發展意義重大。

      大科學裝置是高水平科研成果的“孵化器”。隨著人類探索未知進程的不斷推進,科學研究的復雜性、交叉性、融合性日益增強,對儀器設備的依賴程度越來越大,尤其是在前沿技術引領、顛覆性技術突破等方面,重大科技基礎設施作用顯著。比如“FAST”在建設過程中產生了超過30項自主創新專利成果,“人造太陽”使我國磁約束核聚變研究進入國際前沿。功能強大的重大科技基礎設施,已成為重大原創科技成果產出和關鍵核心技術突破的重要條件。

      大科學裝置也是高層次科技人才的“蓄水池”。作為科技創新基礎平臺,重大科技基礎設施不僅能夠吸引世界各地的科研人員前來開展合作研究,還能在裝置的建設、使用過程中,培養和造就一大批頂尖科學家和優秀青年科技人才,具有強大的人才集聚和培養能力?!岸稹鼻昂?,美國就曾利用曼哈頓計劃、阿波羅計劃等科學項目吸引大批高技術人才留美,逐漸成為“人才大國”,為美國維持數十年的科技優勢奠定了基礎。通過重大科技基礎設施“筑巢引鳳”已經成為國際上吸引和培育人才的重要策略之一。

      大科學裝置也是高技術產業持續發展的“動力源”。重大科技基礎設施的建設是一項投入巨大的工程,其研發、建造、運行的全生命周期伴隨了大量的經濟活動,可以對產業的發展產生廣泛而深遠的影響。如英國的散裂中子源帶動了計算機、生物科技、賽車設計與制造等產業的發展,北京正負電子對撞機則促成了中國互聯網的誕生。重大科技基礎設施不僅可以支持高技術產業的產品和技術研發、測試和驗證,加速科技成果的轉化應用,其產生的創新成果還可以成為相關領域發展的動力源,輻射和帶動產業發展壯大,甚至直接衍生出新產業,引發相關領域的技術革命。

      大科學裝置對地方發展有支撐作用

      20世紀中葉以來,世界各科技強國爭相投入重大科技基礎設施的建設,經過數十年的發展,基本形成了多學科、多領域交叉的協同創新網絡。我國的重大科技基礎設施建設起步較晚,但發展速度較快。目前,我國批準立項、在建和運行的國家重大科技基礎設施已有55項。

      自20世紀80年代末以來,我國陸續建成了一系列重大科技基礎設施,早期的學科布局主要集中在物理學領域,作用于專用研究及公益科技。黨的十八大以來,我國制定和發布了一系列國家重大科技基礎設施建設規劃,學科布局已經覆蓋了能源、生命、地球系統與環境、材料、粒子物理和核物理、空間和天文、工程技術7個科學領域,涉及專用研究、公共實驗和公益科技三大類,基本覆蓋了重點學科和事關科技長遠發展的關鍵領域,形成了服務于學科前沿發展、國家經濟社會重大需求的功能體系。

      在空間分布上,早期我國重大科技基礎設施主要分布在北京,2010年以來,上海、深圳、合肥作為綜合性國家科學中心,開始大規模布局重大科技基礎設施,其他地區也在積極開展項目預研,紛紛投入到國家重大科技基礎設施項目的角逐中。目前,我國的重大科技基礎設施雖然仍較集中分布于北京懷柔、上海張江、大灣區、安徽合肥四大綜合性國家科學中心,但許多地區都已有項目落戶,對當地科技創新和經濟發展的支撐引領作用愈發凸顯。

      武漢要在“大科學裝置建設”上奮起直追

      目前,武漢市已建和在建的國家重大科技基礎設施有2項,均由華中科技大學牽頭。與國內先進城市相比,武漢重大科技基礎設施的數量偏少,對建設綜合性國家科學中心的支撐不足。為補齊這一短板,“十四五”時期,武漢將系統推進重大科技基礎設施建設,力爭到2025年實現建成運營3個、在建2個的目標。為確保武漢重大科技基礎設施的健康可持續發展,有必要借鑒國內外先進建設管理經驗,科學規劃統籌、強化要素支撐、激發綜合效益,讓武漢的重大科技基礎設施既能“建得成”,也能“用得好”。

      我國重大科技基礎設施建設已經步入快速發展期,為搶抓設施布局建設新機遇,武漢有必要將重大科技基礎設施建設納入東湖綜合性國家科學中心的總體框架中,加強前瞻性規劃,統籌布局、系統推進。既要積極對接世界科技前沿和國家重大戰略,適度超前,預留優化升級空間,又要立足區域優勢學科,統籌本地高校、科研院所及企業的科研力量,研究和制定符合自身發展要求的規劃,與其他地區實現錯位發展。

      重大科技基礎設施具有投入大、周期長的特點,除了高額的建設費用外,還需巨額的后續投入。目前國家對重大科技基礎設施的投入相對有限,有必要充分利用地方和民間各類資本,在加大財政資金支持力度的同時,建立區域受益經濟行業資金投入體系,積極爭取共建單位、參建單位和預期用戶的經費支持,鼓勵企業、科研院所等其他來源資金投入,形成多元化投入格局。

      重大科技基礎設施之所以能成為創造高水平科研成果的利器,其優勢不僅在于“機器”,更在于“人”,既包括科技領軍人才,也包括調試操作員、系統研制工程師及運行管理人員等科學輔助人員。為促進重大科技基礎設施的高效運行和持續發展,除了提供設施使用上的便利外,還要建立良好的人才引進和培養機制。一方面充分利用“存量”,整合省內高校、科研院所和企業的最強力量,立足已有資源,組建最優團隊參與設施建設項目,另一方面還要做好“增量”,積極對接設施依托單位需求,量身定制人才政策,多措并舉引進、培養一批具有豐富經驗的科研和工程管理人才。

      建設重大科技基礎設施不同于搭建生產線,建成運營之后未必能快速形成“大產能”。許多重大科技基礎設施需要長時間運行才能產生有價值的成果,一些設施甚至運行數十年,仍未有理想的成果。為有效對沖重大科技基礎設施的“少產”,可以在保證設施基本使用需求的基礎上,積極探索裝置的衍生價值,向科研院所、高等學校、企業等國內外用戶開放,并通過合理的衍生產業規劃,發揮設施在區域特色產業發展的支撐帶動作用,助力武漢高技術產業的發展壯大。

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