貽芳院士：我國重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的現(xiàn)狀和未來發(fā)展

一、重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的內(nèi)涵及分類

國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，有時也稱大科學(xué)裝置，是指為提升探索未知世界、發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律、實現(xiàn)科技變革的能力，由國家統(tǒng)籌布局，依托高水平創(chuàng)新主體建設(shè)，面向社會開放共享的大型復(fù)雜科學(xué)研究裝置或系統(tǒng)，是為高水平研究活動提供長期運行服務(wù)、具有較大國際影響力的國家公共設(shè)施。按照不同的用途，重大科技基礎(chǔ)設(shè)施一般分為以下三類：

第一類是專用設(shè)施，這是為特定學(xué)科領(lǐng)域的重大科學(xué)技術(shù)目標(biāo)而建設(shè)的研究裝置，如北京正負(fù)電子對撞機、超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置、高海拔宇宙線觀測站、“中國天眼”、武漢國家生物安全實驗室等。專用設(shè)施有明確具體的科學(xué)目標(biāo)，追求國際基礎(chǔ)科學(xué)研究的最前沿，依托設(shè)施開展的研究內(nèi)容、科學(xué)用戶群體也比較特定、集中。

第二類是公共實驗平臺，這類設(shè)施主要為多學(xué)科領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究提供支撐性平臺，例如上海光源、中國散裂中子源、強磁場實驗裝置等。這類裝置為多個領(lǐng)域的不特定大量用戶提供實驗平臺和測試手段，為相關(guān)基礎(chǔ)科學(xué)研究及其應(yīng)用提供關(guān)鍵支撐，追求滿足用戶需求，服務(wù)全面完整。

第三類是公益基礎(chǔ)設(shè)施，主要為經(jīng)濟建設(shè)、國家安全和社會發(fā)展提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和信息服務(wù)，屬于非營利性、社會公益性設(shè)施，如中國遙感衛(wèi)星地面站、長短波授時系統(tǒng)、?西南野生生物種質(zhì)資源庫等，追求滿足國家和公眾需求。

重大科技基礎(chǔ)設(shè)施是國家基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，但它不同于一般的基本建設(shè)項目，具有鮮明的科學(xué)和工程雙重屬性，其設(shè)計、研制及相關(guān)技術(shù)和工藝具有綜合性、復(fù)雜性、先進性，有時具有唯一性，知識創(chuàng)新和科學(xué)成果產(chǎn)出豐碩，技術(shù)溢出、人才集聚效益非常顯著，因此往往成為國家創(chuàng)新高地的核心要素。同時，它也不同于一般的科研儀器中心或者平臺，是需要自行設(shè)計研制專用的設(shè)備，體量大、投資大、能力強、技術(shù)復(fù)雜先進、生命周期長，具有明確的科學(xué)目標(biāo)，體現(xiàn)了國家意志，反映了國家需求，是“國之重器”、“科技利器”，需要國家統(tǒng)籌規(guī)劃、統(tǒng)一布局、統(tǒng)一建設(shè)、統(tǒng)籌運行與開放。重大科技基礎(chǔ)設(shè)施也代表著國家的形象，是國家科技實力、經(jīng)濟實力乃至軟實力的重要標(biāo)志。1969年，美國費米實驗室申請建造質(zhì)子主環(huán)加速器，實驗室主任羅伯特·威爾遜在國會被詢問建設(shè)該加速器對國防的作用。他回答說，“做這件事，不僅對基礎(chǔ)研究有極其重要的意義，而且可以使這個國家更值得被保衛(wèi)”。

二、國際重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展態(tài)勢

國際上，重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)起源于二戰(zhàn)時期的美國，至今已有八十多年的歷史。長期以來，歐美日等主要發(fā)達(dá)國家和新興經(jīng)濟體都高度重視重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)與發(fā)展，將其視作本國科技的核心競爭力，持續(xù)加大投資力度，加強設(shè)施建設(shè)和戰(zhàn)略布局，保持、培育和發(fā)展領(lǐng)先優(yōu)勢。

美國在高能物理、核物理、天文、能源、納米科技、生態(tài)環(huán)境、信息科技等領(lǐng)域布局了一批性能領(lǐng)先的大型設(shè)施，主要由能源部、國家科學(xué)基金會等部門進行資助和管理，據(jù)統(tǒng)計目前有60個左右，如先進光子源及其升級（APS，1996年運行，2022年完成升級）、激光引力波天文臺及其多次升級（LIGO，2002年運行，2015年完成升級）、先進地震學(xué)設(shè)施（SAGE，2014年運行）、韋伯太空望遠(yuǎn)鏡（JWST，2021年發(fā)射）、大型綜合巡天望遠(yuǎn)鏡（LSST，計劃2022年運行）、深地中微子實驗（DUNE，計劃2026年建成）等，取得了發(fā)現(xiàn)引力波等一系列重大科學(xué)成果和相關(guān)核心技術(shù)的突破，在美國科技創(chuàng)新、國家安全和經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展等方面發(fā)揮了重要作用，鞏固了其世界頭號科技強國的地位。

歐洲以英國、法國、德國等為代表，在能源、生命、資源環(huán)境、材料、空間、天文、粒子物理與核物理、工程技術(shù)等領(lǐng)域也布局建設(shè)了數(shù)量眾多的研究設(shè)施。據(jù)不完全統(tǒng)計，英國約有40多個，德國約有60多個，法國有將近60個。除此之外，為了整合資源，提高整體競爭力，歐盟國家還聯(lián)合建設(shè)了一批國際領(lǐng)先的大型研究設(shè)施，如歐洲同步輻射裝置（ESRF，1994年運行，2015年完成升級，新升級今年完成）、大型強子對撞機（LHC，2008年運行，正在升級）、甚大巡天望遠(yuǎn)鏡（VST，2011年運行）、歐洲自由電子激光（EXFEL，2017年運行）、歐洲散裂中子源（ESS，計劃2025年運行）等，取得了發(fā)現(xiàn)希格斯粒子等一系列重大科學(xué)成果，發(fā)明了WWW網(wǎng)頁技術(shù)，催生了互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟。這些設(shè)施不僅保持了歐洲在相關(guān)領(lǐng)域的科技領(lǐng)先優(yōu)勢，而且促進了全球經(jīng)濟社會發(fā)展，促進了歐洲國家之間的和平與合作，提高了技術(shù)市場的占有率，為歐洲在全球供應(yīng)鏈、產(chǎn)業(yè)鏈中占據(jù)高位贏得了主動。

三、我國重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)發(fā)展歷程

我國重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)起步于上世紀(jì)60年代，六十多年來，走過了從無到有、從小到大、從跟蹤模仿到自主創(chuàng)新的艱難歷程。目前，設(shè)施技術(shù)水平和性能不斷提升，學(xué)科領(lǐng)域和地域布局不斷優(yōu)化，從一個側(cè)面反映出我國科學(xué)技術(shù)事業(yè)發(fā)展的巨大進步和成就。下面從四個發(fā)展時期進行介紹。

（一）上世紀(jì)五、六十年代的萌芽期

新中國成立后，我國于1956年12月頒布了第一個科技發(fā)展規(guī)劃——《1956—1967年科學(xué)技術(shù)發(fā)展遠(yuǎn)景規(guī)劃綱要》。在這一規(guī)劃指導(dǎo)下，圍繞“兩彈一星”的研制，國家布局建設(shè)了一些研究設(shè)施，如點火中子源、實驗性重水反應(yīng)堆、材料試驗堆、粒子加速器等。這些雖然還不能算作“大科學(xué)裝置”，但是重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的萌芽。上世紀(jì)六十年代，我國科學(xué)界開始醞釀基礎(chǔ)研究設(shè)施，在國家計委等部門的支持下，部署并啟動了高能加速器、短波授時、2.16米天文望遠(yuǎn)鏡等裝置的預(yù)先研究工作。在此基礎(chǔ)上六十年代建設(shè)的長短波授時臺，可以說是我國第一個大科學(xué)裝置。

（二）上世紀(jì)七、八十年代的成長期

改革開放后，以經(jīng)濟建設(shè)為中心使國家對科學(xué)技術(shù)的需求急劇增加。鄧小平同志在全國科學(xué)大會上提出“科學(xué)技術(shù)是生產(chǎn)力”的戰(zhàn)略思想，我國進入了“科學(xué)的春天”。

1979年1月，小平同志訪美與卡特總統(tǒng)在華盛頓簽訂了《中美政府間科學(xué)技術(shù)合作協(xié)定》，并據(jù)此簽訂了高能物理等領(lǐng)域的34項合作議定書或備忘錄。1983年12月，小平同志親自批準(zhǔn)建設(shè)北京正負(fù)電子對撞機，中央書記處決定將其列入國家重點工程。1984年10月7日，該項目在中科院高能物理研究所破土動工，小平同志親臨現(xiàn)場為工程奠基。1988年10月24日，小平同志又親自出席了對撞機建成典禮。兩次出席一個項目的奠基與建成，足見小平同志對國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的高度重視和親切關(guān)懷。也正是在這次建成典禮上，他發(fā)表了影響深遠(yuǎn)的重要講話：“過去也好，今天也好，將來也好，中國必須發(fā)展自己的高科技，在世界高科技領(lǐng)域占有一席之地?！?/span>

北京正負(fù)電子對撞機的建成是我國重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要里程碑。這一時期，在國家計委的支持下，中國遙感衛(wèi)星地面站、串列加速器、合肥同步輻射裝置、東方紅2號海洋綜合調(diào)查船等設(shè)施相繼建成，設(shè)施建設(shè)開始向多學(xué)科領(lǐng)域擴展。

（三）上世紀(jì)九十年代以后的發(fā)展期

九十年代以后，我國經(jīng)濟建設(shè)快速發(fā)展，國家提出科教興國發(fā)展戰(zhàn)略。在國家計委支持下，郭守敬望遠(yuǎn)鏡、超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置、中國地殼運動觀測網(wǎng)絡(luò)等新一批設(shè)施項目啟動建設(shè)。

“十一五”之后，國家把重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)作為提升創(chuàng)新能力的重要舉措，形成了按五年規(guī)劃推進建設(shè)的制度?！笆晃濉逼陂g，散裂中子源開工建設(shè)，2018年通過國家驗收，投入運行使用。這是世界第四臺散裂中子源，填補了國內(nèi)脈沖中子源的空白。更為大家熟知的“中國天眼”，也在“十一五”開工建設(shè)。通過多項自主創(chuàng)新，中科院國家天文臺建成了目前世界最大單口徑（500米）、也是最靈敏的射電天文望遠(yuǎn)鏡。在這一階段，在國家發(fā)展改革委支持下，強磁場實驗裝置、結(jié)冰風(fēng)洞等設(shè)施也相繼開工建設(shè)，設(shè)施建設(shè)和開放共享水平大幅提升，科研產(chǎn)出能力不斷提高。上海光源的高水平建成，標(biāo)志著我國進入國際一流水平的同步輻射光源俱樂部。

（四）十八大以來的快速發(fā)展期

黨的十八大以來，以習(xí)近平同志為核心的黨中央深入研判國內(nèi)外發(fā)展形勢，全面分析國際科技創(chuàng)新競爭態(tài)勢，從把創(chuàng)新作為引領(lǐng)發(fā)展的第一動力到把高水平科技自立自強作為國家發(fā)展的戰(zhàn)略支撐，從建設(shè)創(chuàng)新型國家到建設(shè)世界科技強國，從“三個面向”到“四個面向”，習(xí)近平總書記對科技創(chuàng)新提出一系列新思想、新觀點、新論斷和新要求，親自謀劃、部署和推動一系列重大戰(zhàn)略舉措，我國科技創(chuàng)新事業(yè)取得許多新的歷史性成就。

習(xí)近平總書記非常關(guān)心國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。2013年，他作為總書記視察科教單位，第一站就選擇了我們高能物理研究所的北京正負(fù)電子對撞機。也就是在這次視察時，他對中科院提出了“四個率先”的目標(biāo)要求。2016年9月，總書記為“天眼”落成啟用發(fā)來賀信，要求高水平管理和運行好這一重大科學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施，早出成果、多出成果、出好成果、出大成果。這不僅是對“天眼”提出的要求，也是對所有重大科技基礎(chǔ)設(shè)施提出的要求。2021年2月，總書記還在貴陽親切會見項目負(fù)責(zé)人和科研骨干，視頻連線裝置現(xiàn)場，親切慰問科研人員，聽取建設(shè)歷程、技術(shù)創(chuàng)新、科研成果、國際合作等情況介紹，指出“天眼”是國之重器，實現(xiàn)了我國在前沿科學(xué)領(lǐng)域的重大原創(chuàng)突破。

這一階段，我國對重大科技基礎(chǔ)設(shè)施進行了前瞻部署和系統(tǒng)布局，投入力度持續(xù)加大。在國家發(fā)展改革委的規(guī)劃組織和投資支持下，“十二五”期間，我國啟動建設(shè)了高海拔宇宙線觀測站、高效低碳燃?xì)廨啓C試驗裝置等15項重大科技基礎(chǔ)設(shè)施；“十三五”期間，在基礎(chǔ)科學(xué)、能源、地球系統(tǒng)與環(huán)境、空間和天文以及部分多學(xué)科交叉領(lǐng)域，啟動建設(shè)了高能同步輻射光源、硬X射線自由電子激光裝置等9項設(shè)施。這兩個五年計劃，累計項目數(shù)接近此前建設(shè)總數(shù)。根據(jù)國家發(fā)展改革委的規(guī)劃，“十四五”期間，擬新建20個左右國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，在數(shù)量和質(zhì)量上有新的躍升。我國重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)迎來了實現(xiàn)歷史性跨越的快速發(fā)展期。

目前，我國在建和運行的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項目總量達(dá)57個，部分設(shè)施綜合水平邁入全球“第一方陣”。中科院是我國重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的最早發(fā)起者，也是設(shè)施建設(shè)和運行的主要力量，一代又一代科學(xué)家和工程技術(shù)人員，為此付出了長期艱苦的努力，做出了許多重大卓越的貢獻(xiàn)。目前，共承擔(dān)建設(shè)和運行重大科技基礎(chǔ)設(shè)施30余項，超過全國的一半。中科院與國內(nèi)科教界廣泛合作，開展規(guī)劃和建設(shè)，已建成運行的設(shè)施更面向國內(nèi)外開放，吸引廣大科研人員充分利用設(shè)施開展科學(xué)研究。在包括重大科技基礎(chǔ)設(shè)施在內(nèi)的大型科研設(shè)施和儀器設(shè)備開放共享方面，在財政部、科技部組織的評估中，中科院長期在全國科教單位中排名第一。當(dāng)然，高校和其他有關(guān)科研單位也承擔(dān)了很多重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)任務(wù)，同樣做出了重要貢獻(xiàn)。

四、我國重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)運行成效

幾十年來，在國家有關(guān)部門的統(tǒng)一部署下，我國重大科技基礎(chǔ)設(shè)施布局逐步完善、運行更加高效、產(chǎn)出更加豐碩，對促進我國科學(xué)技術(shù)事業(yè)發(fā)展起到了巨大的支撐作用，為解決國家發(fā)展中遇到的關(guān)鍵瓶頸問題做出了突出貢獻(xiàn)，其技術(shù)溢出也顯著促進了經(jīng)濟社會發(fā)展，并依托設(shè)施逐步形成了一批在國際上有重要影響的國家科技創(chuàng)新中心和人才高地。主要成效可以概括為以下幾個方面：

（一）原創(chuàng)性引領(lǐng)性科技成果的策源地

重大科技基礎(chǔ)設(shè)施為開展基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究提供了重要平臺，推動我國粒子物理、凝聚態(tài)物理、天文、空間科學(xué)、生命科學(xué)等領(lǐng)域部分前沿方向的科研水平迅速進入國際先進行列。2011年以來，依托重大科技基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)生的成果就有22項入選國家科技“三大獎”，其中9項國家自然科學(xué)獎、3項國家技術(shù)發(fā)明獎、10項國家科學(xué)技術(shù)進步獎?？傆?9項成果入選年度“中國十大科技進展新聞”或“中國科學(xué)十大進展”，占上榜成果的13.2%。

一些成果更是在國際上產(chǎn)生了重大影響力。例如，大亞灣反應(yīng)堆中微子實驗發(fā)現(xiàn)了一種新的中微子振蕩，并精確測量到其振蕩幾率。該結(jié)果是對自然界最基本物理參數(shù)的測量，對未來中微子物理的發(fā)展方向起著決定性作用。高海拔宇宙線觀測站在銀河系內(nèi)發(fā)現(xiàn)大量超高能宇宙加速器，并記錄到最高1.4拍電子伏伽馬光子，這是人類觀測到的最高能量光子，突破了人類對銀河系粒子加速的傳統(tǒng)認(rèn)知，開啟了“超高能伽馬天文”的時代，為破解“宇宙線起源和加速”這一世紀(jì)之謎奠定了基礎(chǔ)?？焖偕潆姳┢鹪词钱?dāng)今天體物理領(lǐng)域最前沿的科學(xué)問題之一，我國科學(xué)家利用“慧眼”衛(wèi)星精準(zhǔn)定位了快速射電暴對應(yīng)的x射線天體，利用“中國天眼”第一次捕捉到了快速射電暴多樣化的偏振信息，揭示了快速射電暴的來源和輻射機制之謎。超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置實現(xiàn)了可重復(fù)的1.2億度101秒等離子體運行，再次創(chuàng)造托卡馬克實驗裝置運行新的世界紀(jì)錄，標(biāo)志著我國在穩(wěn)態(tài)高參數(shù)磁約束聚變研究領(lǐng)域引領(lǐng)國際前沿。

（二）解決國家重大戰(zhàn)略科技問題的主平臺

重大科技基礎(chǔ)設(shè)施在解決重點領(lǐng)域和戰(zhàn)略產(chǎn)品“卡脖子”問題等方面發(fā)揮了重要作用，推動解決了一批關(guān)鍵核心技術(shù)、引領(lǐng)帶動了相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。眾所周知，航空發(fā)動機核心部件——葉片的服役壽命，一直是制約我國航空領(lǐng)域發(fā)展的“卡脖子”問題，過去一直缺乏合適的檢測手段，因中子不帶電、穿透性強，可以在葉片等大型部件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和應(yīng)力探測方面發(fā)揮獨特優(yōu)勢。通過中國散裂中子源，科研人員首次獲得了多種型號發(fā)動機的高溫合金葉片、單晶葉片、3D打印葉片在不同工藝、不同服役狀況下的內(nèi)部應(yīng)力數(shù)據(jù)，填補了國內(nèi)深層高精度應(yīng)力測試與評價的空白，支撐解決國產(chǎn)葉片的材料設(shè)計、制備和加工工藝。

2020年初，新冠肺炎疫情暴發(fā)之初，武漢國家生物安全實驗室，也就是我們通常說的武漢P4實驗室，在世界上首次檢測出新冠病毒全基因組序列，首次分離出病毒毒株，為全球科學(xué)家開展藥物、疫苗、診斷研究提供了重要基礎(chǔ)。同時，該實驗室在新冠病毒病原鑒定、快速檢測、抗病毒藥物篩選、疫苗研制等重要工作中也做了很多非常重要的工作，為抗擊新冠肺炎做出了不可替代的貢獻(xiàn)。

（三）推動戰(zhàn)略性高技術(shù)發(fā)展的新引擎

重大科技基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)溢出效應(yīng)大幅提升，催生一批新技術(shù)、新產(chǎn)品，成為促進戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的科技創(chuàng)新驅(qū)動力，為國民經(jīng)濟和社會發(fā)展提供了科技支撐。

比如，我國第二代中微子實驗——江門中微子實驗的核心部件叫做光電倍增管，之前幾乎全部由日本公司壟斷，對中國科學(xué)家來說自主生產(chǎn)這一核心器件，在十幾年前還只是一個大膽的設(shè)想。2008年，中科院高能所提出全新設(shè)計方案，2011年聯(lián)合北方夜視等國內(nèi)企業(yè)組成產(chǎn)學(xué)研合作組，成功研制出20英寸微通道板型光電倍增管，綜合性能達(dá)到國際先進水平，打破了國際壟斷。2020年，15000只國產(chǎn)20英寸光電倍增管生產(chǎn)完成，將使用在江門中微子實驗中。僅這一項，就比采購國外設(shè)備節(jié)省數(shù)億元。該產(chǎn)品也成為“高海拔宇宙線觀測站”的核心部件，讓觀測設(shè)備更加“耳聰目明”。

再比如，癌癥是當(dāng)今社會對人類生命健康威脅最大的疾病之一。中科院近代物理所依托蘭州重離子研究裝置，于2021年實現(xiàn)我國首臺醫(yī)用重離子加速器——碳離子治療系統(tǒng)的成功應(yīng)用，使人類向攻克癌癥又邁進了一步。這標(biāo)志著我國成為全球第四個擁有自主研發(fā)重離子治療系統(tǒng)和臨床應(yīng)用能力的國家，實現(xiàn)我國在大型醫(yī)療設(shè)備研制方面的歷史性突破。

（四）打造國家創(chuàng)新高地的強內(nèi)核

近年來，有關(guān)部門將重大科技基礎(chǔ)設(shè)施作為國家創(chuàng)新高地建設(shè)的核心內(nèi)容，加快推動北京、上海、粵港澳大灣區(qū)科技創(chuàng)新中心建設(shè)。特別是依托設(shè)施集群，建設(shè)上海張江、安徽合肥、北京懷柔和粵港澳綜合性國家科學(xué)中心。這一戰(zhàn)略舉措不僅加快了重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，也顯著提升了這些國家創(chuàng)新高地的科技實力和創(chuàng)新能力。據(jù)不完全統(tǒng)計，“十二五”和“十三五”期間規(guī)劃布局的24個裝置中有15個項目整體或部分在綜合性國家科學(xué)中心集聚，涉及總投資300多億元。

同時，重大科技基礎(chǔ)設(shè)施有很強的外部輻射效應(yīng)，不僅能顯著提升所在區(qū)域的科技實力和創(chuàng)新能力，而且有利于提升所在區(qū)域的人才環(huán)境和形象，吸引大批高端人才和企業(yè)，持續(xù)支撐和促進地方經(jīng)濟社會發(fā)展。比如，散裂中子源落戶廣東東莞，顯著改善了當(dāng)?shù)氐娜瞬怒h(huán)境，促進了高端產(chǎn)業(yè)落戶，對東莞及大灣區(qū)的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和經(jīng)濟發(fā)展起到了積極作用。正因為如此，許多地方黨委政府都非常重視爭取設(shè)施落戶，對設(shè)施建設(shè)和運行給予大力支持。借此機會，我們也向有關(guān)地方的領(lǐng)導(dǎo)表示衷心感謝！

（五）引才聚才和推動高水平創(chuàng)新合作的新高地

重大科技基礎(chǔ)設(shè)施在建設(shè)和運行過程中，集聚和培養(yǎng)了一大批懂科學(xué)、懂技術(shù)、懂工程、懂管理的領(lǐng)軍人才，建成后還依托設(shè)施吸引大批高水平國內(nèi)外人才開展科學(xué)研究和科技合作。以落戶東莞的中國散裂中子源為例，中科院高能物理所在當(dāng)?shù)丶酆团囵B(yǎng)了一支400多人的高水平工程和科研團隊及大批青年學(xué)生，包括有著豐富設(shè)施建設(shè)與開放運行經(jīng)驗的戰(zhàn)略科學(xué)家，以及在專業(yè)領(lǐng)域頗有建樹的學(xué)科領(lǐng)軍人才和蓬勃奮進的青年科學(xué)家。散裂中子源的高度開放共享，也吸引了大批國內(nèi)外的用戶，包括科學(xué)家和工程技術(shù)人員開展科學(xué)研究和技術(shù)攻關(guān)。據(jù)統(tǒng)計，2018年以來，散裂中子源注冊用戶超過2600人（包括國外用戶40余人），共完成600余項課題，有力推動了我國中子散射應(yīng)用和關(guān)鍵技術(shù)的重大發(fā)展。

五、我國重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的差距和不足

在充分肯定成績的同時，我們也清醒地認(rèn)識到，由于我國的設(shè)施建設(shè)起步相對較晚，技術(shù)儲備和人才隊伍尚有不足，科技水平和產(chǎn)出效率還需提高，管理體制機制有待優(yōu)化，對更高水平原始創(chuàng)新和核心技術(shù)產(chǎn)出的支撐作用亟待提升，整體水平與建設(shè)科技強國和高水平自立自強的目標(biāo)要求還有較大差距。

（一）世界領(lǐng)先、甚至獨創(chuàng)獨有的設(shè)施還不多

當(dāng)前，國際科技競爭空前激烈，世界科技強國經(jīng)過長期積累，已經(jīng)擁有相當(dāng)規(guī)模、有重要影響力的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施。我國的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)在起步相對較晚、財力相對有限、水平相對不高的情況下，大多以跟蹤模仿和追趕西方發(fā)達(dá)國家為主。近年來，我國陸續(xù)建設(shè)了“天眼”、全超導(dǎo)托卡馬克聚變反應(yīng)堆、高海拔宇宙線觀測站、高能同步輻射光源、江門中微子實驗等一批處于國際領(lǐng)先水平的設(shè)施。但總的來說，具備原創(chuàng)科學(xué)思想和科學(xué)設(shè)計、世界領(lǐng)先甚至獨創(chuàng)獨有的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)量還很少；關(guān)鍵技術(shù)的源頭主要來源于國外，性能指標(biāo)還常常有差距。面對科學(xué)前沿研究不斷向超微觀、超宏觀、超復(fù)雜方向發(fā)展的趨勢，我們尤其需要加強戰(zhàn)略研究，瞄準(zhǔn)世界一流，高水平、高起點、有重點地選擇建造一批國際領(lǐng)先的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，以點帶面，逐步實現(xiàn)從“占有一席之地”、到重點突破、再到引領(lǐng)創(chuàng)新的戰(zhàn)略目標(biāo)。

（二）依托設(shè)施的建制化研究有待加強

建設(shè)高水平、引領(lǐng)型的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施固然重要，但是運行好、使用好這些設(shè)施，發(fā)揮最大效益也很重要。我國重大科技基礎(chǔ)設(shè)施不斷推進開放共享，吸引了大批高水平用戶開展科研工作，但我們也發(fā)現(xiàn)在公共實驗平臺類的設(shè)施上，科研用戶自發(fā)申請使用設(shè)施，圍繞國家緊迫的戰(zhàn)略需求、開展定向性科學(xué)問題牽引的建制化研究不多，從而制約了依托設(shè)施開展高水平科學(xué)研究、產(chǎn)出重大原創(chuàng)成果、解決關(guān)鍵核心技術(shù)問題的能力。

（三）依托設(shè)施的國際合作程度不夠

重大科技基礎(chǔ)設(shè)施是國際合作的重要平臺。我國重大科技基礎(chǔ)設(shè)施在國際合作上還存在不足。一方面，我國主持的本土項目國際合作比重較低，且大部分停留在一般性的交流合作上，缺少實質(zhì)性的外方經(jīng)費投入和人員、技術(shù)貢獻(xiàn)，導(dǎo)致我國專用研究設(shè)施國際領(lǐng)先性、國際影響和重大成果產(chǎn)出不足。另一方面，我國也較少實質(zhì)性地、有顯示度地參加別國的項目，國際影響不足，不易達(dá)到國際領(lǐng)先水平，也影響我們吸引國外投入?yún)⑴c本土項目。

當(dāng)前，美西方少數(shù)國家對我國的科技遏制和封鎖持續(xù)升級，加上新冠肺炎疫情的影響，國際科技合作面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。重大科技基礎(chǔ)設(shè)施在突破封鎖、吸引合作，特別是開展科學(xué)家之間的科研合作、互通有無、進行深度科技交流合作上，具有獨特優(yōu)勢，可以發(fā)揮更大的作用。

六、我國經(jīng)濟社會發(fā)展和科技自立自強的新形勢、新要求

“十四五”是開啟全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家新征程的第一個五年。作為國家創(chuàng)新體系的重要組成部分，我國重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)發(fā)展面臨著新的形勢和要求。

從新科技革命的歷史機遇來看?，F(xiàn)階段我國建設(shè)科技強國的進程正好與知識經(jīng)濟演進中正在產(chǎn)生并日漸加速的新一輪科技革命相伴?？茖W(xué)研究的發(fā)展不斷向廣度拓展、向深度進軍，多學(xué)科交叉融合匯聚日益頻繁，重大創(chuàng)新突破需要依賴科學(xué)儀器來拓展人類的感知能力，必須依靠精度更高、功能更強的儀器設(shè)備，直至大科學(xué)裝置。這就對裝置的能力和水平提出了更高要求。

從深刻復(fù)雜多變的國際形勢來看。設(shè)施建設(shè)集科學(xué)技術(shù)、工業(yè)制造、材料加工、人才隊伍優(yōu)勢于一體，代表了一個國家的綜合科技實力。因此，各國都將設(shè)施的發(fā)展作為提升國家核心競爭力的重要舉措，加強部署并大力實施。國家發(fā)展的激烈競爭也使設(shè)施的競爭日益激烈，在重大科技基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域既要合作，也有競爭，各種困難交織，對我國設(shè)施的建設(shè)和未來發(fā)展提出了新的挑戰(zhàn)。

從我國加快建設(shè)科技強國戰(zhàn)略目標(biāo)來看。以習(xí)近平同志為核心的黨中央高度重視科技事業(yè)，確立了加快建設(shè)科技強國、實現(xiàn)高水平科技自立自強的戰(zhàn)略目標(biāo)。這就要求我國重大科技基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展要加速，只有加速才能實現(xiàn)從跟跑、并跑向領(lǐng)跑的轉(zhuǎn)變，才能為原始創(chuàng)新和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)提供更強力的支撐。

新時代賦予新使命，內(nèi)外因素疊加，對我國的設(shè)施建設(shè)提出了更高、更急迫的要求——要盡快建成布局完備、技術(shù)領(lǐng)先、運行高效、創(chuàng)新有力、綜合效應(yīng)顯著的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施體系，設(shè)施建設(shè)水平、運行服務(wù)能力和重大成果產(chǎn)出要實現(xiàn)國際引領(lǐng)，以全面支撐原始創(chuàng)新能力提升、戰(zhàn)略高技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展、區(qū)域創(chuàng)新高地建設(shè)，實現(xiàn)躋身創(chuàng)新型國家前列和世界科技強國的目標(biāo)。

七、幾點思考和建議

（一）要強化頂層設(shè)計，優(yōu)化管理

當(dāng)前，我國的科技發(fā)展面臨著多處被“卡脖子”的被動局面，只有集中力量，發(fā)揮優(yōu)勢，才能實現(xiàn)重點突破，爭取能“互卡脖子”，以盡快走出受制于人的困境。國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施需要做好頂層規(guī)劃設(shè)計，全國一盤棋，避免一哄而上，重復(fù)布局。要發(fā)揮“集中力量辦大事”的制度優(yōu)勢，在充分考慮學(xué)科領(lǐng)域均衡發(fā)展的同時，做好發(fā)展戰(zhàn)略選擇和優(yōu)勢學(xué)科布局，避免“撒胡椒面”。

合理的投入是實現(xiàn)發(fā)展目標(biāo)的最基本保障。要實現(xiàn)追趕超越，作為支撐的基礎(chǔ)設(shè)施就必須比對手更強，對設(shè)施發(fā)展的投入應(yīng)該有較大幅度的增長。事實上，相比國外，我國現(xiàn)有的重大科學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施總投資規(guī)模，尤其是專用設(shè)施的投資規(guī)模偏小，限制了設(shè)施的領(lǐng)先性和對高水平人才的吸引，進而限制了重大原始創(chuàng)新成果的產(chǎn)生。要在繼續(xù)加強對基礎(chǔ)科學(xué)投入的同時，合理平衡不同學(xué)科領(lǐng)域，重點突破有影響力的關(guān)鍵領(lǐng)域。

對設(shè)施預(yù)先研究的前瞻布局不夠，也是制約引領(lǐng)型、獨創(chuàng)獨有型設(shè)施發(fā)展的因素之一。國家有關(guān)部門也開始重視這一問題，已將少數(shù)預(yù)研項目列入“十四五”設(shè)施建設(shè)規(guī)劃。但由于設(shè)施的原理性探索、概念性設(shè)計或關(guān)鍵部件的研制，可能難以預(yù)設(shè)明確的“交賬”目標(biāo)，往往不易獲得支持。需要在國家有關(guān)部門支持預(yù)研項目的基礎(chǔ)上，加強部門聯(lián)動，完善不同類型預(yù)研的投入機制，在可能發(fā)生革命性突破的方向，加強原理性探索、概念性設(shè)計或關(guān)鍵部件研制等預(yù)研工作。

此外，國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計和建造有許多研究試驗和技術(shù)攻關(guān)的內(nèi)容，具有鮮明的工程和科研雙重性。建議制定適應(yīng)設(shè)施特點與發(fā)展規(guī)律的建設(shè)管理制度，充分考慮這種類型科研工作的特點與需求。要照顧大科學(xué)裝置的工程技術(shù)人才在論文、獨立成果上的特點，考慮項目、人才的一體化資源配置方式，培養(yǎng)設(shè)施所需的科學(xué)、技術(shù)、工程、管理復(fù)合型領(lǐng)軍人才，重視設(shè)施建設(shè)和運行維護人才隊伍，加大穩(wěn)定支持力度。

（二）強化依托設(shè)施的建制化科學(xué)研究工作

要系統(tǒng)提升重大科技基礎(chǔ)設(shè)施對基礎(chǔ)研究、國家戰(zhàn)略和高技術(shù)發(fā)展的服務(wù)支撐能力，加強開放共享，組織開展定向性、建制化的科學(xué)研究工作。一方面，要加強開放共享，做好設(shè)施升級和實驗新方法、實驗新技術(shù)的創(chuàng)新，提高設(shè)施本身的運行服務(wù)能力，為高水平科研活動提供更好的支撐。另外一方面，可以在科研用戶自發(fā)性申請、零散式利用的基礎(chǔ)上，找準(zhǔn)國家發(fā)展中遇到的重大瓶頸科學(xué)問題，設(shè)計一些利用建制化組織優(yōu)勢，多設(shè)施、多用戶協(xié)同創(chuàng)新的新機制。最近在中科院的部署和支持下，高能所與中科院金屬所、中國鋼研科技集團、中國航發(fā)沈陽發(fā)動機研究所、中國航發(fā)北京航空材料研究院等優(yōu)勢團隊，圍繞航空航天發(fā)動機葉片和復(fù)合材料、高端軸承、高鐵輪軸等“卡脖子”技術(shù)，開展有組織、體系化的科學(xué)研究。技術(shù)人員和科研專家組成一體化團隊聯(lián)合攻關(guān)，利用散裂中子源、北京同步輻射裝置、穩(wěn)態(tài)強磁場實驗裝置等多個設(shè)施，共同制定實驗方案，開發(fā)更精準(zhǔn)的測試方法，推動實驗方法創(chuàng)新、實驗?zāi)芰ι壟c科學(xué)問題研究的深入融合。

（三）加強高水平國際合作，發(fā)起國際大科學(xué)計劃

重大科技基礎(chǔ)設(shè)施一直是國際科技合作的重點領(lǐng)域，世界上很多設(shè)施本身就是國際大科學(xué)計劃和大科學(xué)工程的產(chǎn)物。我國的設(shè)施建設(shè)也是如此，一些關(guān)鍵技術(shù)從國外引進或國內(nèi)外合作研發(fā)，不少關(guān)鍵器件從國外進口，一些本土項目獲得國際參與與貢獻(xiàn)。2021年3月，“中國天眼”正式向全球開放，征集觀測申請，共收到15個國家31份申請，14個國家的27份申請獲得批準(zhǔn)，并于2021年8月啟動科學(xué)觀測。這為世界注入了中國力量和中國貢獻(xiàn)，充分彰顯了中國科學(xué)家與國際科學(xué)界攜手合作的理念。江門中微子實驗獲得國際實物貢獻(xiàn)約3000萬歐元，占比15%左右，共有境外16個國家和地區(qū)約300多位科學(xué)家參加。

我們要堅定開放合作，圍繞重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和運行，努力拓展合作范圍、方式和渠道。要在項目遴選、評估、建設(shè)上有更多的國際參與和貢獻(xiàn)，同時積極參加國際項目，廣交朋友，培養(yǎng)人才，擴大影響，爭取國際支持。希望有更多的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施開展高水平國際科技合作，也希望國家圍繞建設(shè)高水平重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，選取有重大影響的“硬科技”項目，盡快發(fā)起實施若干國際大科學(xué)計劃和大科學(xué)工程。

重大科技基礎(chǔ)設(shè)施肩負(fù)著支撐科技強國建設(shè)的重要使命。我們相信，在黨中央、國務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)下，在國家有關(guān)部門的組織和支持下，我國將形成布局完備、技術(shù)領(lǐng)先、運行高效、創(chuàng)新有力、成果產(chǎn)出顯著的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施體系，為建設(shè)世界科技強國、高水平實現(xiàn)科技自立自強做出更大的貢獻(xiàn)。