原標(biāo)題:《新周期如何發(fā)展大科學(xué)工程》
◆ 大科學(xué)工程應(yīng)該上什么項(xiàng)目、如何論證、怎么評價(jià)?
◆ 發(fā)展大科學(xué)工程既要適合我國國情,也應(yīng)注重經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。要堅(jiān)持擇優(yōu)擇重原則,讓大科學(xué)工程多辦大事。
◆ 自己發(fā)起的大項(xiàng)目應(yīng)該有國際競爭力,有獨(dú)特的方案或技術(shù),有技術(shù)先進(jìn)性、創(chuàng)新性與可行性,有獲得重大成果的可能,有實(shí)質(zhì)性的國際貢獻(xiàn)
◆ 樹立“科技自信”的同時(shí),也要克服急躁情緒
◆ 堅(jiān)持自主研發(fā)與國際合作并重,成為重要的路徑選擇
全球科學(xué)研究進(jìn)入大科學(xué)時(shí)代,許多科學(xué)問題的范圍、規(guī)模、復(fù)雜性不斷擴(kuò)大,已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出單一國家的承受能力,使國際大科學(xué)合作成為一種必然。
我國近年在國際大科學(xué)計(jì)劃和大科學(xué)工程中身影頻現(xiàn),取得一系列豐碩成果,包括“世界巨眼”平方公里陣列射電望遠(yuǎn)鏡,為人類認(rèn)識宇宙提供歷史新機(jī)遇;國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆計(jì)劃,力爭給人類帶來無限的清潔能源;人類基因組計(jì)劃探尋生命奧秘……
▲ 500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡(FAST)于2016年9月25日落成啟用(歐東衢攝/本刊)
新時(shí)代中國如何為全球重大科技議題作出貢獻(xiàn)?這批“國之重器”將發(fā)揮怎樣的作用?
科學(xué)研究進(jìn)入大科學(xué)時(shí)代
在140個(gè)足球場大的地面上,數(shù)千面天線從中心向外呈旋臂狀鋪展,延伸著長長的“觸角”,恰似一只“巨眼”——中國主導(dǎo)研制的SKA平方公里陣列射電望遠(yuǎn)鏡,將為人類認(rèn)識宇宙提供歷史新機(jī)遇。
近年來,中國建成或正在建設(shè)一批大科學(xué)工程。隨著國務(wù)院正式印發(fā)《積極牽頭組織國際大科學(xué)計(jì)劃和大科學(xué)工程方案》,中國駛?cè)肓藸款^組織國際大科學(xué)計(jì)劃和大科學(xué)工程的“快車道”。
“大科學(xué)多學(xué)科、多目標(biāo)、多主體的特點(diǎn),需要通過國際科技創(chuàng)新合作來實(shí)施,以期攜手解決人類社會面臨的共同挑戰(zhàn),推動(dòng)世界科技創(chuàng)新和進(jìn)步?!笨萍疾繃H合作司司長葉冬柏如此概括“大科學(xué)”的內(nèi)涵。
他介紹,積極牽頭組織國際大科學(xué)計(jì)劃和大科學(xué)工程是中央全面深化改革領(lǐng)導(dǎo)小組確定的一項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù),黨的十八屆五中全會、國家“十三五”規(guī)劃和《國家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略綱要》等都對這項(xiàng)工作作出了部署。
20世紀(jì)50年代,席卷全球的大科學(xué)浪潮將世界目光推向新高度。國際空間站計(jì)劃、卡西尼衛(wèi)星探測計(jì)劃等一批需要巨額投資的大工程相繼問世,需要跨學(xué)科合作的大規(guī)模前沿性科學(xué)研究項(xiàng)目應(yīng)運(yùn)而生,不同國家、不同信仰的科學(xué)家既分工又協(xié)作,舉多國之力破技術(shù)難題成為大趨勢。
面對新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的機(jī)遇與挑戰(zhàn),世界強(qiáng)國持續(xù)加大科技創(chuàng)新投入,尤其注重發(fā)展大科學(xué)裝置。
例如,日本在綠色超算領(lǐng)域繼續(xù)保持領(lǐng)先,日本理化學(xué)研究所的“菖蒲”蟬聯(lián)全球節(jié)能超級計(jì)算機(jī)第一名;美國桑迪亞國家實(shí)驗(yàn)室在其世界最強(qiáng)輻射源“Z機(jī)”裝置內(nèi)開啟了氘-氚受控核聚變實(shí)驗(yàn);美國完成人類對木星的首次近距離觀測,在運(yùn)載火箭重復(fù)利用方面取得重大進(jìn)展。
近年來,我國也相繼建成了“中國天眼”、散裂中子源、合肥穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場裝置、上海超強(qiáng)超短激光實(shí)驗(yàn)裝置、大亞灣中微子等一批大科學(xué)裝置,這批“國之重器”為從微觀和宇觀兩個(gè)層次研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)提供了最先進(jìn)的技術(shù)手段,將支撐國內(nèi)外科學(xué)家開展物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)、宇宙起源與演化、生命起源等重大科學(xué)問題的探索。
讓大科學(xué)工程多辦大事
大科學(xué)工程應(yīng)該上什么項(xiàng)目、如何論證、怎么評價(jià)?部分科學(xué)家提出,發(fā)展大科學(xué)工程既要適合我國國情,也應(yīng)注重經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。要堅(jiān)持擇優(yōu)擇重原則,讓大科學(xué)工程多辦大事。
受控核聚變被稱為“人造太陽”。是目前全球規(guī)模最大、影響最深遠(yuǎn)的國際科研合作項(xiàng)目之一,由中、歐、印、日、韓、俄、美7方共同開展。
中國國際核聚變能源計(jì)劃執(zhí)行中心主任羅德隆說,從2008年至2017年,在中國參與ITER計(jì)劃(國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆計(jì)劃)的帶動(dòng)下,國家磁約束核聚變能發(fā)展研究共部署119個(gè)項(xiàng)目,總計(jì)安排經(jīng)費(fèi)約40億元。取得了多項(xiàng)國際和國內(nèi)第一的研究成果,使中國在核聚變領(lǐng)域處于與國際同等甚至某些方面領(lǐng)先的地位。同時(shí)也“為應(yīng)對全球氣候變化、和平利用核能和人類可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)了‘中國智慧’”。
通過參與ITER計(jì)劃,有力提升了我國科技創(chuàng)新能力、國際項(xiàng)目管理能力和專業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)能力。我國在材料科學(xué)、超導(dǎo)技術(shù)、精密加工等相關(guān)領(lǐng)域的研發(fā)能力和技術(shù)水平取得長足進(jìn)步,有些技術(shù)已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
在衡量投入產(chǎn)出比的時(shí)候,部分科學(xué)家指出,投資大科學(xué)裝置潛在回報(bào)價(jià)值高。中國科學(xué)院高能物理研究所所長王貽芳院士認(rèn)為,雖然重大成果不一定都需要重大投入,但許多重大投入會產(chǎn)生重大成果。希格斯粒子和引力波的發(fā)現(xiàn)就是典型的例子,而且這些重大設(shè)施還有許多技術(shù)副產(chǎn)品,例如,歐洲核子中心(CERN)為解決科學(xué)家之間的數(shù)據(jù)共享問題發(fā)明了網(wǎng)頁技術(shù),激光干涉引力波天文臺(LIGO)的減震技術(shù)、激光技術(shù)和極低噪聲技術(shù)用途也極為廣泛,等等。
“中國天眼”(FAST)具有我國獨(dú)立知識產(chǎn)權(quán),是世界第一大單口徑望遠(yuǎn)鏡。為此奮斗一生的FAST項(xiàng)目總工程師南仁東生前曾說,盡管有風(fēng)險(xiǎn),但FAST將為解決若干個(gè)千年問題提供機(jī)遇。FAST擬回答的科學(xué)問題不僅是天文學(xué)的,也是面對人類與自然的,它潛在的科學(xué)產(chǎn)出今天也許還難以預(yù)測。
堅(jiān)持自主研發(fā)與國際合作并重
實(shí)事求是,科學(xué)精神——這是采訪中許多科學(xué)家強(qiáng)調(diào)的發(fā)展大科學(xué)工程應(yīng)該秉持的理念。
理論物理學(xué)家、中科院院士于淥說,樹立“科技自信”的同時(shí),也要克服急躁情緒。歷史經(jīng)驗(yàn)值得總結(jié)和反思,1957年蘇聯(lián)成功發(fā)射世界上第一顆人造衛(wèi)星,對美國震動(dòng)很大,美國很快制定了一系列戰(zhàn)略規(guī)劃,集中資源投入到科技創(chuàng)新中,進(jìn)一步鞏固了科技優(yōu)勢。
堅(jiān)持自主研發(fā)與國際合作并重,成為重要的路徑選擇。
“牽頭組織國際大科學(xué)計(jì)劃和大科學(xué)工程,日漸成為解決全球關(guān)鍵科學(xué)問題的有力工具,能為世界文明發(fā)展作出積極貢獻(xiàn)?!绷_德隆表示。
王貽芳院士認(rèn)為,大項(xiàng)目全都由自己發(fā)起是不可能的,健康的科研體系應(yīng)該是我們參與別人的項(xiàng)目,同時(shí)發(fā)起自己的項(xiàng)目。自己發(fā)起的項(xiàng)目應(yīng)該有國際競爭力,有獨(dú)特的方案或技術(shù),有技術(shù)先進(jìn)性、創(chuàng)新性與可行性,有獲得重大成果的可能,有實(shí)質(zhì)性的國際貢獻(xiàn)。
“大科學(xué)裝置的建設(shè)不能僅跟在別國后面做簡單的復(fù)制,而是必須要有自己的特色,在技術(shù)方案和關(guān)鍵技術(shù)方面必須有所創(chuàng)新。”中科院南京天文光學(xué)技術(shù)研究所研究員、中科院院士崔向群建議,我國的大科學(xué)裝置建設(shè)要有前瞻性和創(chuàng)新性,從“跟跑”變成“領(lǐng)跑”。
大科學(xué)工程“三步走”
按照我國牽頭組織國際大科學(xué)計(jì)劃和大科學(xué)工程“三步走”發(fā)展目標(biāo),到2020年,將培育3到5個(gè)項(xiàng)目,研究遴選并啟動(dòng)1到2個(gè)我國牽頭組織的國際大科學(xué)計(jì)劃和大科學(xué)工程,初步形成牽頭組織國際大科學(xué)計(jì)劃和大科學(xué)工程的機(jī)制做法,為后續(xù)工作探索積累有益經(jīng)驗(yàn)。
到2035年,培育6到10個(gè)項(xiàng)目,啟動(dòng)培育成熟項(xiàng)目,形成我國牽頭組織的國際大科學(xué)計(jì)劃和大科學(xué)工程初期布局,提升在全球若干科技領(lǐng)域的影響力。
到本世紀(jì)中葉,啟動(dòng)培育成熟項(xiàng)目,在國際科技創(chuàng)新治理體系中發(fā)揮重要作用,持續(xù)為全球重大科技議題作出貢獻(xiàn)。
中科院院長白春禮等認(rèn)為,在謀劃和建設(shè)世界科技強(qiáng)國的過程中,既不能急于求成,也不能猶豫不前,需要搞好頂層設(shè)計(jì),找準(zhǔn)關(guān)鍵問題和薄弱環(huán)節(jié),制定分階段實(shí)施的目標(biāo)任務(wù)和路線圖,走出一條中國特色科技強(qiáng)國建設(shè)之路。
多名院士建議,應(yīng)集中全國優(yōu)勢科技資源,組織力量開展協(xié)同創(chuàng)新和科技攻關(guān),著力解決一批戰(zhàn)略性科技問題;按照擇優(yōu)擇重的原則,進(jìn)一步調(diào)整科技投入結(jié)構(gòu)和重點(diǎn)方向,創(chuàng)新資源應(yīng)更多向創(chuàng)新能力強(qiáng)、創(chuàng)新產(chǎn)出高、創(chuàng)新效益好的科研院所、研究團(tuán)隊(duì)集聚,做優(yōu)做強(qiáng)國家戰(zhàn)略科技力量。(記者陳芳 董瑞豐 劉宏宇 徐海波)
刊于《瞭望》2018年第20期
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我國明確牽頭國際大科學(xué)計(jì)劃和工程“三步走”發(fā)展目標(biāo)
牽頭組織國際大科學(xué)計(jì)劃和大科學(xué)工程,日漸成為解決全球關(guān)鍵科學(xué)問題的有力工具,能為世界文明發(fā)展作出積極貢獻(xiàn)。2018-04-03 18:10:47
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