先進(jìn)地區(qū)建設(shè)大科學(xué)裝置的經(jīng)驗(yàn)借鑒及對(duì)廣州的啟示

文/王喆 趙崇煦 張鈺

一、大科學(xué)裝置的定義、特點(diǎn)及重要意義

（一）大科學(xué)裝置的定義

大科學(xué)裝置（Scientific apparatus）起源于二戰(zhàn)時(shí)期的美國(guó)，代表著科學(xué)與國(guó)家安全的緊密聯(lián)合。20世紀(jì)中期，科技發(fā)展開(kāi)始出現(xiàn)新的趨勢(shì)，大科學(xué)裝置日益成為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)眾多領(lǐng)域取得突破的必要條件和重大原始創(chuàng)新的重要載體，是世界科技強(qiáng)國(guó)爭(zhēng)先布局建設(shè)的重點(diǎn)，也是各國(guó)開(kāi)展前沿科學(xué)研究、提升科技創(chuàng)新能力的重要手段。

（二）大科學(xué)裝置的特點(diǎn)

大科學(xué)裝置的建設(shè)、利用與普通科學(xué)儀器及裝備存在較大差異，也有別于一般基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目，其主要特點(diǎn)包括：一是建設(shè)規(guī)模和固定資產(chǎn)投資較大、建設(shè)周期較長(zhǎng)，更重要的是具有重大的科學(xué)技術(shù)、廣泛而長(zhǎng)遠(yuǎn)的影響；二是技術(shù)復(fù)雜且綜合性強(qiáng)，具備工程施工和科技研發(fā)兩重屬性，在項(xiàng)目建設(shè)中需要大量研制非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備；三是它的產(chǎn)出是科學(xué)知識(shí)和技術(shù)成果，難以通過(guò)直觀的經(jīng)濟(jì)效益來(lái)體現(xiàn)，需要長(zhǎng)期穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)、不間斷的研發(fā)和持續(xù)的高水平科學(xué)研究活動(dòng)，才能完成預(yù)定的科學(xué)研發(fā)目標(biāo)；四是須借助國(guó)內(nèi)外技術(shù)力量，從立項(xiàng)、建設(shè)到成果利用的全過(guò)程，都展現(xiàn)出開(kāi)放、國(guó)際化的強(qiáng)大特質(zhì)。

（三）大科學(xué)裝置的重要意義

第一，大科學(xué)裝置在現(xiàn)代社會(huì)數(shù)據(jù)和信息的收集和利用上起著重要的作用，從而有利于提高國(guó)家利用自然資源、人力資源以及各種硬件資源的效率。

第二，大科學(xué)裝置是支撐基礎(chǔ)科學(xué)前沿研究和多學(xué)科交叉前沿研究的公共平臺(tái)，其建設(shè)和運(yùn)行水平代表著一個(gè)國(guó)家核心和原始創(chuàng)新能力的高低，是建立具有較強(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的國(guó)家大型科研基地的重要條件。

第三，為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展和國(guó)家安全提供必要的科技基礎(chǔ)設(shè)施，成為眾多高新技術(shù)的源泉和產(chǎn)業(yè)搖籃，大科學(xué)裝置已然成為現(xiàn)代科技諸多領(lǐng)域取得突破的必要條件。

二、廣州大科學(xué)裝置的建設(shè)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

《廣州市國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》（穗府〔2021〕7號(hào)）提出，廣州市未來(lái)要加快建設(shè)極端海洋動(dòng)態(tài)過(guò)程多尺度自主觀測(cè)科考設(shè)施、智能化動(dòng)態(tài)寬域高超聲速風(fēng)洞、人類細(xì)胞譜系大科學(xué)研究設(shè)施、冷泉生態(tài)系統(tǒng)研究裝置等重大科技基礎(chǔ)設(shè)施（即大科學(xué)裝置），續(xù)建航空輪胎大科學(xué)中心二期，用以支撐引領(lǐng)粵港澳大灣區(qū)國(guó)際科技創(chuàng)新中心、綜合性國(guó)家科學(xué)中心建設(shè)，全面提升廣州市的國(guó)際科技創(chuàng)新樞紐能級(jí)。

南沙區(qū)、黃埔區(qū)作為廣州市重點(diǎn)打造成大灣區(qū)綜合性國(guó)家科學(xué)中心的主要承載區(qū)，當(dāng)前正加快建設(shè)冷泉生態(tài)系統(tǒng)研究裝置，積極爭(zhēng)取智能化動(dòng)態(tài)寬域高超聲速風(fēng)洞和極端海洋動(dòng)態(tài)過(guò)程多尺度自主觀測(cè)科考設(shè)施項(xiàng)目納入國(guó)家相關(guān)規(guī)劃，啟動(dòng)大灣區(qū)科學(xué)論壇永久會(huì)址建設(shè)，打造全球科技創(chuàng)新高地。另外，人類細(xì)胞譜系大科學(xué)研究設(shè)施項(xiàng)目設(shè)置在廣州國(guó)際生物島內(nèi)，中國(guó)科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院正在推進(jìn)前期工作。

目前，廣州的大科學(xué)裝置主要有以下幾個(gè)問(wèn)題：

（一）大科學(xué)裝置重大項(xiàng)目較少且運(yùn)行經(jīng)費(fèi)不足

我國(guó)大科學(xué)裝置主要分布在京津冀、長(zhǎng)三角兩個(gè)區(qū)域，北京、上海和合肥分布最為密集，已建成和正在籌備的重大項(xiàng)目較多，且已有科技成果轉(zhuǎn)化。相對(duì)而言，廣州大科學(xué)裝置缺乏重大國(guó)家級(jí)項(xiàng)目，發(fā)展時(shí)間相對(duì)較短，先天不足制約了廣州乃至粵港澳大灣區(qū)的科學(xué)技術(shù)發(fā)展，對(duì)廣州推進(jìn)綜合性國(guó)家科學(xué)中心和粵港澳大灣區(qū)國(guó)際科技創(chuàng)新中心的建設(shè)都是不利的。大科學(xué)裝置建成后，運(yùn)行過(guò)程中仍需投入大量資金，每年約占設(shè)備建設(shè)投資的10%~20%，而廣州相關(guān)政府職能部門(mén)通常只負(fù)責(zé)項(xiàng)目的基本建設(shè)投資，在支持的運(yùn)行經(jīng)費(fèi)中不包括人員經(jīng)費(fèi)和研究經(jīng)費(fèi)，這些費(fèi)用主要還是依靠單位開(kāi)展科學(xué)研究進(jìn)行補(bǔ)貼。

（二）科研基礎(chǔ)相對(duì)薄弱

廣州的城市定位主要以商業(yè)形象為主，經(jīng)濟(jì)水平發(fā)達(dá)，但科技研究水平并未與經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度同步，相對(duì)薄弱的科學(xué)技術(shù)研發(fā)基礎(chǔ)環(huán)境使大科學(xué)裝置的發(fā)展在一定程度上受到制約。近年來(lái)，廣州利用自身經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)全力提升科研水平，全市2021年基礎(chǔ)研究經(jīng)費(fèi)占全市R&D（研究與試驗(yàn)發(fā)展）經(jīng)費(fèi)比重達(dá)13.9%（我國(guó)平均水平則為6.09%），創(chuàng)歷史新高，接近世界先進(jìn)國(guó)家水平，但是國(guó)家級(jí)科研機(jī)構(gòu)還不夠多，能推動(dòng)科技成果產(chǎn)業(yè)化的重量級(jí)研究機(jī)構(gòu)嚴(yán)重不足，且受困于相對(duì)薄弱的科研基礎(chǔ)環(huán)境，廣州目前還不是科技創(chuàng)新強(qiáng)市。如果一直沿用傳統(tǒng)的城市發(fā)展模式，廣州的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?jié)摿统鞘懈?jìng)爭(zhēng)力可能會(huì)有所下降。因此，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)也要提升自身科技發(fā)展水平是廣州市當(dāng)前亟待解決的問(wèn)題。

（三）尚未形成深度的產(chǎn)研融合

廣州大科學(xué)裝置設(shè)施大多處于啟動(dòng)建設(shè)和基礎(chǔ)性研究階段，尚未形成科學(xué)成果轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)發(fā)展相融合的局面。目前，大科學(xué)裝置大多以基礎(chǔ)研究為主，其實(shí)際應(yīng)用、成果轉(zhuǎn)化還停留在初步階段，相關(guān)企業(yè)較少、研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化關(guān)聯(lián)度不緊密等問(wèn)題普遍存在。此外，大部分大科學(xué)裝置的評(píng)估體系與產(chǎn)業(yè)相關(guān)指標(biāo)難以進(jìn)行考評(píng)，并不適用于大科學(xué)裝置所具備的開(kāi)放共享服務(wù)、助力產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新等特點(diǎn)。

三、高水平大科學(xué)裝置建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)借鑒

根據(jù)國(guó)際重大科技設(shè)施的年度累計(jì)分布情況來(lái)看，各國(guó)重大設(shè)施的數(shù)量穩(wěn)步增長(zhǎng)，其中法國(guó)和德國(guó)近20年來(lái)重大設(shè)施運(yùn)行數(shù)量增長(zhǎng)迅速。我國(guó)規(guī)劃的重大設(shè)施總數(shù)與英國(guó)相近，但在建數(shù)量居多，運(yùn)行數(shù)量較少。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)排名前三的綜合性中心科學(xué)城市分別為北京、上海、合肥，其發(fā)展大科學(xué)裝置有著自身的優(yōu)勢(shì)：北京主要利用自身首都城市地位和眾多高校人才資源，上海依托自身良好的科研基礎(chǔ)環(huán)境和前沿的學(xué)術(shù)水平，合肥借助國(guó)家政策支持以及地方領(lǐng)導(dǎo)的戰(zhàn)略眼光。廣州可以借鑒上述三個(gè)城市的成功經(jīng)驗(yàn)發(fā)展大科學(xué)裝置。

高水平大科學(xué)裝置的建設(shè)基本上都是以國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施集群為核心，正在籌劃中的北京懷柔綜合性國(guó)家中心、上海張江綜合性國(guó)家科學(xué)中心、合肥綜合性國(guó)家科學(xué)中心相繼獲得了國(guó)家職能部門(mén)的批復(fù)。設(shè)施集群也是上海科創(chuàng)中心、北京科創(chuàng)中心以及即將成立的粵港澳大灣區(qū)科創(chuàng)中心的重要組成部分，積極促進(jìn)我國(guó)實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略、建設(shè)世界科技強(qiáng)國(guó)和全球科技創(chuàng)新高地。

四、對(duì)廣州的啟示及對(duì)策建議

（一）全力謀劃建設(shè)大灣區(qū)大科學(xué)研究中心

建議以黃埔和南沙為極核，加快推進(jìn)現(xiàn)有的大科學(xué)裝置項(xiàng)目建設(shè)，與中科院廣州分院共同謀劃新建一批大科學(xué)裝置項(xiàng)目。廣州成立大科學(xué)裝置科研基金，可參考國(guó)家制定大科學(xué)裝置科學(xué)研究聯(lián)合基金的相關(guān)辦法，對(duì)有需要的企業(yè)給予資金支持，專門(mén)用于大科學(xué)裝置的使用。要借鑒北京、上海及合肥建設(shè)綜合性國(guó)家科學(xué)中心的成功經(jīng)驗(yàn)，將廣州打造成為大灣區(qū)大科學(xué)研究中心，搭建公共大型科技創(chuàng)新平臺(tái)，積極引進(jìn)符合國(guó)家省市政策要求、與廣州市發(fā)展規(guī)劃相適應(yīng)且國(guó)際先進(jìn)、國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的大科學(xué)裝置。同時(shí)，形成高水平的設(shè)計(jì)隊(duì)伍、服務(wù)隊(duì)伍和科研隊(duì)伍。在成果產(chǎn)出上，可依托大科學(xué)裝置形成的重大科技突破，造就世界一流科學(xué)家和工程師，為國(guó)家日后在重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)布局上提供科學(xué)有效的建議和規(guī)劃方案，同時(shí)也提供開(kāi)放共享、高效運(yùn)行、用戶滿意的科技服務(wù)。以南沙建設(shè)靈山論壇科學(xué)中心為契機(jī)，支持靈山論壇科學(xué)中心建立強(qiáng)有力的科技創(chuàng)新統(tǒng)籌協(xié)調(diào)機(jī)制，通過(guò)舉辦大灣區(qū)科學(xué)論壇，吸引國(guó)際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)和高科技企業(yè)匯聚廣州，實(shí)現(xiàn)跨國(guó)界、跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的深入交流與合作，爭(zhēng)取為粵港澳大灣區(qū)打造一流水平的大科學(xué)裝置智庫(kù)。

（二）積極引進(jìn)國(guó)家級(jí)新材料大科學(xué)裝置

廣州在生物醫(yī)藥、新一代信息技術(shù)、智能制造等領(lǐng)域有較好的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和學(xué)科基礎(chǔ)，大科學(xué)裝置應(yīng)充分考慮本土的創(chuàng)新資源協(xié)同。比如新材料是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)，也是支撐新能源、集成電路、生物醫(yī)藥等戰(zhàn)略前沿產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，擁有技術(shù)含量高、附加值高、與國(guó)民經(jīng)濟(jì)各方面配套性強(qiáng)等特點(diǎn)，是廣州石化產(chǎn)業(yè)面臨轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要發(fā)展方向。廣州覆蓋了廣東省前沿新材料的全部領(lǐng)域，是新型半導(dǎo)體材料、電子新材料和電子化學(xué)品、先進(jìn)金屬材料、新能源材料、生物醫(yī)用材料、納米材料及材料創(chuàng)新服務(wù)的集聚區(qū)，已形成以高分子材料為特色的千億級(jí)新材料產(chǎn)業(yè)集群。建議以廣東粵港澳大灣區(qū)黃埔材料研究院主導(dǎo)的航空輪胎大科學(xué)中心建設(shè)為重要突破口，引進(jìn)一批工程材料實(shí)驗(yàn)方面的新材料大科學(xué)裝置，著力構(gòu)建大科學(xué)裝置“平臺(tái)-產(chǎn)品研發(fā)-產(chǎn)業(yè)發(fā)展”的鏈條式研發(fā)生態(tài)，不斷產(chǎn)出梯次接續(xù)的標(biāo)志性科技成果，將廣州建設(shè)成粵港澳大灣區(qū)先進(jìn)材料領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新的起源地和輻射源。

（三）謀劃建設(shè)大灣區(qū)海洋科技博物館

充分利用廣州優(yōu)渥的海洋自然環(huán)境、人文歷史、產(chǎn)業(yè)生態(tài)及大科學(xué)裝置所獲取的科學(xué)前沿知識(shí)，在南沙新區(qū)謀劃建設(shè)大灣區(qū)海洋科技博物館，打造集收藏保護(hù)、科學(xué)研究、交流傳播、旅游觀光為一體的海洋科技交流平臺(tái)，建設(shè)體現(xiàn)粵港澳大灣區(qū)核心引擎城市魅力的海洋文化新地標(biāo)。積極承辦海洋文化、海洋科技、海洋產(chǎn)業(yè)等大型國(guó)際會(huì)議，爭(zhēng)取在廣州南沙舉辦世界海洋大會(huì)，打造海洋科技交流中心。加強(qiáng)海洋文化、海洋科技及大科學(xué)裝置成果的媒體宣傳，通過(guò)在港口、街頭、廣場(chǎng)等地設(shè)立特色宣傳畫(huà)及建筑，提升廣州作為海洋中心城市的形象，普及民眾海洋意識(shí)及觀念。

（四）強(qiáng)化大科學(xué)裝置的開(kāi)放合作、共享機(jī)制

廣州成立的大灣區(qū)科學(xué)研究中心，要進(jìn)一步完善用戶參與機(jī)制，形成科研院所、高等院校、企業(yè)等多方共建、共管、共享的局面，以中科院重大科技基礎(chǔ)設(shè)施共享服務(wù)平臺(tái)為依托，提升設(shè)施開(kāi)放共享的公眾影響力。在國(guó)內(nèi)國(guó)際雙循環(huán)的新發(fā)展的背景下，大科學(xué)裝置共建共享有兩個(gè)要素：一個(gè)是國(guó)內(nèi)大科學(xué)裝置共建共享，提高自主創(chuàng)新能力；另一個(gè)是國(guó)際大科學(xué)裝置共建共享，提高國(guó)際影響力。對(duì)于國(guó)內(nèi)而言，旨在實(shí)現(xiàn)城市之間共同建設(shè)、共同享用，實(shí)現(xiàn)協(xié)同創(chuàng)新。廣州要牽頭完善粵港澳大灣區(qū)城市群之間的權(quán)責(zé)對(duì)等機(jī)制與利益協(xié)調(diào)機(jī)制，激勵(lì)大灣區(qū)城市之間的大科學(xué)裝置建設(shè)分工合作，全面提高整體創(chuàng)新能力。對(duì)于國(guó)際而言，廣州要有重點(diǎn)地發(fā)展大科學(xué)裝置的關(guān)鍵領(lǐng)域和重點(diǎn)方向，積極參加國(guó)際大科學(xué)裝置項(xiàng)目，廣泛進(jìn)行國(guó)際合作，吸引國(guó)際科研人才共享設(shè)施，集聚國(guó)際創(chuàng)新要素，提高廣州的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，打造國(guó)際一流的科學(xué)中心。

（五）鼓勵(lì)高校參與項(xiàng)目建設(shè)

打造“國(guó)之重器”離不開(kāi)原始創(chuàng)新能力的增強(qiáng)，而大科學(xué)裝置對(duì)世界一流大學(xué)的建設(shè)具有重要的支撐性作用。廣州可多措并舉鼓勵(lì)廣州地區(qū)高校積極參與國(guó)家重大科研基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目建設(shè)，推動(dòng)省內(nèi)單位與港澳知名高校、科研院所共建引才聯(lián)合體，以促使一批高校進(jìn)入國(guó)際一流行列，培養(yǎng)一批科研人才和學(xué)術(shù)大師，深化科技人才分類評(píng)價(jià)改革，賦予科學(xué)家更多與其相匹配的權(quán)利，如技術(shù)研發(fā)路線決定權(quán)、資源調(diào)度權(quán)、經(jīng)費(fèi)支配權(quán)。