貽芳院士：我國重大科技基礎設施的現狀和未來(lái)發(fā)展

一、重大科技基礎設施的內涵及分類(lèi)

國家重大科技基礎設施，有時(shí)也稱(chēng)大科學(xué)裝置，是指為提升探索未知世界、發(fā)現自然規律、實(shí)現科技變革的能力，由國家統籌布局，依托高水平創(chuàng )新主體建設，面向社會(huì )開(kāi)放共享的大型復雜科學(xué)研究裝置或系統，是為高水平研究活動(dòng)提供長(cháng)期運行服務(wù)、具有較大國際影響力的國家公共設施。按照不同的用途，重大科技基礎設施一般分為以下三類(lèi)：

第一類(lèi)是專(zhuān)用設施，這是為特定學(xué)科領(lǐng)域的重大科學(xué)技術(shù)目標而建設的研究裝置，如北京正負電子對撞機、超導托卡馬克核聚變實(shí)驗裝置、高海拔宇宙線(xiàn)觀(guān)測站、“中國天眼”、武漢國家生物安全實(shí)驗室等。專(zhuān)用設施有明確具體的科學(xué)目標，追求國際基礎科學(xué)研究的最前沿，依托設施開(kāi)展的研究?jì)热?、科學(xué)用戶(hù)群體也比較特定、集中。

第二類(lèi)是公共實(shí)驗平臺，這類(lèi)設施主要為多學(xué)科領(lǐng)域的基礎研究、應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(chǎng)實(shí)驗裝置等。這類(lèi)裝置為多個(gè)領(lǐng)域的不特定大量用戶(hù)提供實(shí)驗平臺和測試手段，為相關(guān)基礎科學(xué)研究及其應用提供關(guān)鍵支撐，追求滿(mǎn)足用戶(hù)需求，服務(wù)全面完整。

第三類(lèi)是公益基礎設施，主要為經(jīng)濟建設、國家安全和社會(huì )發(fā)展提供基礎數據和信息服務(wù)，屬于非營(yíng)利性、社會(huì )公益性設施，如中國遙感衛星地面站、長(cháng)短波授時(shí)系統、?西南野生生物種質(zhì)資源庫等，追求滿(mǎn)足國家和公眾需求。

重大科技基礎設施是國家基礎設施的重要組成部分，但它不同于一般的基本建設項目，具有鮮明的科學(xué)和工程雙重屬性，其設計、研制及相關(guān)技術(shù)和工藝具有綜合性、復雜性、先進(jìn)性，有時(shí)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(zhù)，因此往往成為國家創(chuàng )新高地的核心要素。同時(shí)，它也不同于一般的科研儀器中心或者平臺，是需要自行設計研制專(zhuān)用的設備，體量大、投資大、能力強、技術(shù)復雜先進(jìn)、生命周期長(cháng)，具有明確的科學(xué)目標，體現了國家意志，反映了國家需求，是“國之重器”、“科技利器”，需要國家統籌規劃、統一布局、統一建設、統籌運行與開(kāi)放。重大科技基礎設施也代表著(zhù)國家的形象，是國家科技實(shí)力、經(jīng)濟實(shí)力乃至軟實(shí)力的重要標志。1969年，美國費米實(shí)驗室申請建造質(zhì)子主環(huán)加速器，實(shí)驗室主任羅伯特·威爾遜在國會(huì )被詢(xún)問(wèn)建設該加速器對國防的作用。他回答說(shuō)，“做這件事，不僅對基礎研究有極其重要的意義，而且可以使這個(gè)國家更值得被保衛”。

二、國際重大科技基礎設施的發(fā)展態(tài)勢

國際上，重大科技基礎設施建設起源于二戰時(shí)期的美國，至今已有八十多年的歷史。長(cháng)期以來(lái)，歐美日等主要發(fā)達國家和新興經(jīng)濟體都高度重視重大科技基礎設施的建設與發(fā)展，將其視作本國科技的核心競爭力，持續加大投資力度，加強設施建設和戰略布局，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)先的大型設施，主要由能源部、國家科學(xué)基金會(huì )等部門(mén)進(jìn)行資助和管理，據統計目前有60個(gè)左右，如先進(jìn)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(jìn)地震學(xué)設施（SAGE，2014年運行）、韋伯太空望遠鏡（JWST，2021年發(fā)射）、大型綜合巡天望遠鏡（LSST，計劃2022年運行）、深地中微子實(shí)驗（DUNE，計劃2026年建成）等，取得了發(fā)現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(huì )可持續發(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)域也布局建設了數量眾多的研究設施。據不完全統計，英國約有40多個(gè)，德國約有60多個(gè)，法國有將近60個(gè)。除此之外，為了整合資源，提高整體競爭力，歐盟國家還聯(lián)合建設了一批國際領(lǐng)先的大型研究設施，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)現希格斯粒子等一系列重大科學(xué)成果，發(fā)明了WWW網(wǎng)頁(yè)技術(shù)，催生了互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟。這些設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(jìn)了全球經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展，促進(jìn)了歐洲國家之間的和平與合作，提高了技術(shù)市場(chǎng)的占有率，為歐洲在全球供應鏈、產(chǎn)業(yè)鏈中占據高位贏(yíng)得了主動(dòng)。

三、我國重大科技基礎設施建設發(fā)展歷程

我國重大科技基礎設施建設起步于上世紀60年代，六十多年來(lái)，走過(guò)了從無(wú)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(gè)側面反映出我國科學(xué)技術(shù)事業(yè)發(fā)展的巨大進(jìn)步和成就。下面從四個(gè)發(fā)展時(shí)期進(jìn)行介紹。

（一）上世紀五、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(gè)科技發(fā)展規劃——《1956—1967年科學(xué)技術(shù)發(fā)展遠景規劃綱要》。在這一規劃指導下，圍繞“兩彈一星”的研制，國家布局建設了一些研究設施，如點(diǎn)火中子源、實(shí)驗性重水反應堆、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”，但是重大科技基礎設施的萌芽。上世紀六十年代，我國科學(xué)界開(kāi)始醞釀基礎研究設施，在國家計委等部門(mén)的支持下，部署并啟動(dòng)了高能加速器、短波授時(shí)、2.16米天文望遠鏡等裝置的預先研究工作。在此基礎上六十年代建設的長(cháng)短波授時(shí)臺，可以說(shuō)是我國第一個(gè)大科學(xué)裝置。

（二）上世紀七、八十年代的成長(cháng)期

改革開(kāi)放后，以經(jīng)濟建設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(huì )上提出“科學(xué)技術(shù)是生產(chǎn)力”的戰略思想，我國進(jìn)入了“科學(xué)的春天”。

1979年1月，小平同志訪(fǎng)美與卡特總統在華盛頓簽訂了《中美政府間科學(xué)技術(shù)合作協(xié)定》，并據此簽訂了高能物理等領(lǐng)域的34項合作議定書(shū)或備忘錄。1983年12月，小平同志親自批準建設北京正負電子對撞機，中央書(shū)記處決定將其列入國家重點(diǎn)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(dòng)工，小平同志親臨現場(chǎng)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(gè)項目的奠基與建成，足見(jiàn)小平同志對國家重大科技基礎設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)表了影響深遠的重要講話(huà)：“過(guò)去也好，今天也好，將來(lái)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>

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

（三）上世紀九十年代以后的發(fā)展期

九十年代以后，我國經(jīng)濟建設快速發(fā)展，國家提出科教興國發(fā)展戰略。在國家計委支持下，郭守敬望遠鏡、超導托卡馬克核聚變實(shí)驗裝置、中國地殼運動(dòng)觀(guān)測網(wǎng)絡(luò )等新一批設施項目啟動(dòng)建設。

“十一五”之后，國家把重大科技基礎設施建設作為提升創(chuàng )新能力的重要舉措，形成了按五年規劃推進(jìn)建設的制度?！笆晃濉逼陂g，散裂中子源開(kāi)工建設，2018年通過(guò)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(kāi)工建設。通過(guò)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鏡。在這一階段，在國家發(fā)展改革委支持下，強磁場(chǎng)實(shí)驗裝置、結冰風(fēng)洞等設施也相繼開(kāi)工建設，設施建設和開(kāi)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，標志著(zhù)我國進(jìn)入國際一流水平的同步輻射光源俱樂(lè )部。

（四）十八大以來(lái)的快速發(fā)展期

黨的十八大以來(lái)，以習近平同志為核心的黨中央深入研判國內外發(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(dòng)力到把高水平科技自立自強作為國家發(fā)展的戰略支撐，從建設創(chuàng )新型國家到建設世界科技強國，從“三個(gè)面向”到“四個(gè)面向”，習近平總書(shū)記對科技創(chuàng )新提出一系列新思想、新觀(guān)點(diǎn)、新論斷和新要求，親自謀劃、部署和推動(dòng)一系列重大戰略舉措，我國科技創(chuàng )新事業(yè)取得許多新的歷史性成就。

習近平總書(shū)記非常關(guān)心國家重大科技基礎設施建設。2013年，他作為總書(shū)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電子對撞機。也就是在這次視察時(shí)，他對中科院提出了“四個(gè)率先”的目標要求。2016年9月，總書(shū)記為“天眼”落成啟用發(fā)來(lái)賀信，要求高水平管理和運行好這一重大科學(xué)基礎設施，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設施提出的要求。2021年2月，總書(shū)記還在貴陽(yáng)親切會(huì )見(jiàn)項目負責人和科研骨干，視頻連線(xiàn)裝置現場(chǎng)，親切慰問(wèn)科研人員，聽(tīng)取建設歷程、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(shí)現了我國在前沿科學(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設施進(jìn)行了前瞻部署和系統布局，投入力度持續加大。在國家發(fā)展改革委的規劃組織和投資支持下，“十二五”期間，我國啟動(dòng)建設了高海拔宇宙線(xiàn)觀(guān)測站、高效低碳燃氣輪機試驗裝置等15項重大科技基礎設施；“十三五”期間，在基礎科學(xué)、能源、地球系統與環(huán)境、空間和天文以及部分多學(xué)科交叉領(lǐng)域，啟動(dòng)建設了高能同步輻射光源、硬X射線(xiàn)自由電子激光裝置等9項設施。這兩個(gè)五年計劃，累計項目數接近此前建設總數。根據國家發(fā)展改革委的規劃，“十四五”期間，擬新建20個(gè)左右國家重大科技基礎設施，在數量和質(zhì)量上有新的躍升。我國重大科技基礎設施建設迎來(lái)了實(shí)現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設施項目總量達57個(gè)，部分設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設施建設的最早發(fā)起者，也是設施建設和運行的主要力量，一代又一代科學(xué)家和工程技術(shù)人員，為此付出了長(cháng)期艱苦的努力，做出了許多重大卓越的貢獻。目前，共承擔建設和運行重大科技基礎設施30余項，超過(guò)全國的一半。中科院與國內科教界廣泛合作，開(kāi)展規劃和建設，已建成運行的設施更面向國內外開(kāi)放，吸引廣大科研人員充分利用設施開(kāi)展科學(xué)研究。在包括重大科技基礎設施在內的大型科研設施和儀器設備開(kāi)放共享方面，在財政部、科技部組織的評估中，中科院長(cháng)期在全國科教單位中排名第一。當然，高校和其他有關(guān)科研單位也承擔了很多重大科技基礎設施建設任務(wù)，同樣做出了重要貢獻。

四、我國重大科技基礎設施建設運行成效

幾十年來(lái)，在國家有關(guān)部門(mén)的統一部署下，我國重大科技基礎設施布局逐步完善、運行更加高效、產(chǎn)出更加豐碩，對促進(jìn)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(wèn)題做出了突出貢獻，其技術(shù)溢出也顯著(zhù)促進(jìn)了經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展，并依托設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(gè)方面：

（一）原創(chuàng )性引領(lǐng)性科技成果的策源地

重大科技基礎設施為開(kāi)展基礎研究和應用研究提供了重要平臺，推動(dòng)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(jìn)入國際先進(jìn)行列。2011年以來(lái)，依托重大科技基礎設施產(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(jìn)步獎?？傆?9項成果入選年度“中國十大科技進(jìn)展新聞”或“中國科學(xué)十大進(jìn)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，大亞灣反應堆中微子實(shí)驗發(fā)現了一種新的中微子振蕩，并精確測量到其振蕩幾率。該結果是對自然界最基本物理參數的測量，對未來(lái)中微子物理的發(fā)展方向起著(zhù)決定性作用。高海拔宇宙線(xiàn)觀(guān)測站在銀河系內發(fā)現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(lèi)觀(guān)測到的最高能量光子，突破了人類(lèi)對銀河系粒子加速的傳統認知，開(kāi)啟了“超高能伽馬天文”的時(shí)代，為破解“宇宙線(xiàn)起源和加速”這一世紀之謎奠定了基礎?？焖偕潆姳┢鹪词钱斀裉祗w物理領(lǐng)域最前沿的科學(xué)問(wèn)題之一，我國科學(xué)家利用“慧眼”衛星精準定位了快速射電暴對應的x射線(xiàn)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(lái)源和輻射機制之謎。超導托卡馬克核聚變實(shí)驗裝置實(shí)現了可重復的1.2億度101秒等離子體運行，再次創(chuàng )造托卡馬克實(shí)驗裝置運行新的世界紀錄，標志著(zhù)我國在穩態(tài)高參數磁約束聚變研究領(lǐng)域引領(lǐng)國際前沿。

（二）解決國家重大戰略科技問(wèn)題的主平臺

重大科技基礎設施在解決重點(diǎn)領(lǐng)域和戰略產(chǎn)品“卡脖子”問(wèn)題等方面發(fā)揮了重要作用，推動(dòng)解決了一批關(guān)鍵核心技術(shù)、引領(lǐng)帶動(dòng)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。眾所周知，航空發(fā)動(dòng)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(wèn)題，過(guò)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部結構和應力探測方面發(fā)揮獨特優(yōu)勢。通過(guò)中國散裂中子源，科研人員首次獲得了多種型號發(fā)動(dòng)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部應力數據，填補了國內深層高精度應力測試與評價(jià)的空白，支撐解決國產(chǎn)葉片的材料設計、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(shí)驗室，也就是我們通常說(shuō)的武漢P4實(shí)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(kāi)展藥物、疫苗、診斷研究提供了重要基礎。同時(shí)，該實(shí)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。

（三）推動(dòng)戰略性高技術(shù)發(fā)展的新引擎

重大科技基礎設施技術(shù)溢出效應大幅提升，催生一批新技術(shù)、新產(chǎn)品，成為促進(jìn)戰略性新興產(chǎn)業(yè)的科技創(chuàng )新驅動(dòng)力，為國民經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展提供了科技支撐。

比如，我國第二代中微子實(shí)驗——江門(mén)中微子實(shí)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(lái)說(shuō)自主生產(chǎn)這一核心器件，在十幾年前還只是一個(gè)大膽的設想。2008年，中科院高能所提出全新設計方案，2011年聯(lián)合北方夜視等國內企業(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，綜合性能達到國際先進(jìn)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(mén)中微子實(shí)驗中。僅這一項，就比采購國外設備節省數億元。該產(chǎn)品也成為“高海拔宇宙線(xiàn)觀(guān)測站”的核心部件，讓觀(guān)測設備更加“耳聰目明”。

再比如，癌癥是當今社會(huì )對人類(lèi)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(shí)現我國首臺醫用重離子加速器——碳離子治療系統的成功應用，使人類(lèi)向攻克癌癥又邁進(jìn)了一步。這標志著(zhù)我國成為全球第四個(gè)擁有自主研發(fā)重離子治療系統和臨床應用能力的國家，實(shí)現我國在大型醫療設備研制方面的歷史性突破。

（四）打造國家創(chuàng )新高地的強內核

近年來(lái)，有關(guān)部門(mén)將重大科技基礎設施作為國家創(chuàng )新高地建設的核心內容，加快推動(dòng)北京、上海、粵港澳大灣區科技創(chuàng )新中心建設。特別是依托設施集群，建設上海張江、安徽合肥、北京懷柔和粵港澳綜合性國家科學(xué)中心。這一戰略舉措不僅加快了重大科技基礎設施的建設，也顯著(zhù)提升了這些國家創(chuàng )新高地的科技實(shí)力和創(chuàng )新能力。據不完全統計，“十二五”和“十三五”期間規劃布局的24個(gè)裝置中有15個(gè)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(shí)，重大科技基礎設施有很強的外部輻射效應，不僅能顯著(zhù)提升所在區域的科技實(shí)力和創(chuàng )新能力，而且有利于提升所在區域的人才環(huán)境和形象，吸引大批高端人才和企業(yè)，持續支撐和促進(jìn)地方經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展。比如，散裂中子源落戶(hù)廣東東莞，顯著(zhù)改善了當地的人才環(huán)境，促進(jìn)了高端產(chǎn)業(yè)落戶(hù)，對東莞及大灣區的產(chǎn)業(yè)轉型升級和經(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施落戶(hù)，對設施建設和運行給予大力支持。借此機會(huì )，我們也向有關(guān)地方的領(lǐng)導表示衷心感謝！

（五）引才聚才和推動(dòng)高水平創(chuàng )新合作的新高地

重大科技基礎設施在建設和運行過(guò)程中，集聚和培養了一大批懂科學(xué)、懂技術(shù)、懂工程、懂管理的領(lǐng)軍人才，建成后還依托設施吸引大批高水平國內外人才開(kāi)展科學(xué)研究和科技合作。以落戶(hù)東莞的中國散裂中子源為例，中科院高能物理所在當地集聚和培養了一支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(zhù)豐富設施建設與開(kāi)放運行經(jīng)驗的戰略科學(xué)家，以及在專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域頗有建樹(shù)的學(xué)科領(lǐng)軍人才和蓬勃奮進(jìn)的青年科學(xué)家。散裂中子源的高度開(kāi)放共享，也吸引了大批國內外的用戶(hù)，包括科學(xué)家和工程技術(shù)人員開(kāi)展科學(xué)研究和技術(shù)攻關(guān)。據統計，2018年以來(lái)，散裂中子源注冊用戶(hù)超過(guò)2600人（包括國外用戶(hù)40余人），共完成600余項課題，有力推動(dòng)了我國中子散射應用和關(guān)鍵技術(shù)的重大發(fā)展。

五、我國重大科技基礎設施建設的差距和不足

在充分肯定成績(jì)的同時(shí)，我們也清醒地認識到，由于我國的設施建設起步相對較晚，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，整體水平與建設科技強國和高水平自立自強的目標要求還有較大差距。

（一）世界領(lǐng)先、甚至獨創(chuàng )獨有的設施還不多

當前，國際科技競爭空前激烈，世界科技強國經(jīng)過(guò)長(cháng)期積累，已經(jīng)擁有相當規模、有重要影響力的重大科技基礎設施。我國的重大科技基礎設施建設在起步相對較晚、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)達國家為主。近年來(lái)，我國陸續建設了“天眼”、全超導托卡馬克聚變反應堆、高海拔宇宙線(xiàn)觀(guān)測站、高能同步輻射光源、江門(mén)中微子實(shí)驗等一批處于國際領(lǐng)先水平的設施。但總的來(lái)說(shuō)，具備原創(chuàng )科學(xué)思想和科學(xué)設計、世界領(lǐng)先甚至獨創(chuàng )獨有的重大科技基礎設施數量還很少；關(guān)鍵技術(shù)的源頭主要來(lái)源于國外，性能指標還常常有差距。面對科學(xué)前沿研究不斷向超微觀(guān)、超宏觀(guān)、超復雜方向發(fā)展的趨勢，我們尤其需要加強戰略研究，瞄準世界一流，高水平、高起點(diǎn)、有重點(diǎn)地選擇建造一批國際領(lǐng)先的重大科技基礎設施，以點(diǎn)帶面，逐步實(shí)現從“占有一席之地”、到重點(diǎn)突破、再到引領(lǐng)創(chuàng )新的戰略目標。

（二）依托設施的建制化研究有待加強

建設高水平、引領(lǐng)型的重大科技基礎設施固然重要，但是運行好、使用好這些設施，發(fā)揮最大效益也很重要。我國重大科技基礎設施不斷推進(jìn)開(kāi)放共享，吸引了大批高水平用戶(hù)開(kāi)展科研工作，但我們也發(fā)現在公共實(shí)驗平臺類(lèi)的設施上，科研用戶(hù)自發(fā)申請使用設施，圍繞國家緊迫的戰略需求、開(kāi)展定向性科學(xué)問(wèn)題牽引的建制化研究不多，從而制約了依托設施開(kāi)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(wèn)題的能力。

（三）依托設施的國際合作程度不夠

重大科技基礎設施是國際合作的重要平臺。我國重大科技基礎設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(shí)質(zhì)性的外方經(jīng)費投入和人員、技術(shù)貢獻，導致我國專(zhuān)用研究設施國際領(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(shí)質(zhì)性地、有顯示度地參加別國的項目，國際影響不足，不易達到國際領(lǐng)先水平，也影響我們吸引國外投入參與本土項目。

當前，美西方少數國家對我國的科技遏制和封鎖持續升級，加上新冠肺炎疫情的影響，國際科技合作面臨嚴峻挑戰。重大科技基礎設施在突破封鎖、吸引合作，特別是開(kāi)展科學(xué)家之間的科研合作、互通有無(wú)、進(jìn)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(huì )發(fā)展和科技自立自強的新形勢、新要求

“十四五”是開(kāi)啟全面建設社會(huì )主義現代化國家新征程的第一個(gè)五年。作為國家創(chuàng )新體系的重要組成部分，我國重大科技基礎設施建設發(fā)展面臨著(zhù)新的形勢和要求。

從新科技革命的歷史機遇來(lái)看?，F階段我國建設科技強國的進(jìn)程正好與知識經(jīng)濟演進(jìn)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(jìn)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(lài)科學(xué)儀器來(lái)拓展人類(lèi)的感知能力，必須依靠精度更高、功能更強的儀器設備，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。

從深刻復雜多變的國際形勢來(lái)看。設施建設集科學(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(gè)國家的綜合科技實(shí)力。因此，各國都將設施的發(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(shí)施。國家發(fā)展的激烈競爭也使設施的競爭日益激烈，在重大科技基礎設施領(lǐng)域既要合作，也有競爭，各種困難交織，對我國設施的建設和未來(lái)發(fā)展提出了新的挑戰。

從我國加快建設科技強國戰略目標來(lái)看。以習近平同志為核心的黨中央高度重視科技事業(yè)，確立了加快建設科技強國、實(shí)現高水平科技自立自強的戰略目標。這就要求我國重大科技基礎設施發(fā)展要加速，只有加速才能實(shí)現從跟跑、并跑向領(lǐng)跑的轉變，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(shí)代賦予新使命，內外因素疊加，對我國的設施建設提出了更高、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、綜合效應顯著(zhù)的國家重大科技基礎設施體系，設施建設水平、運行服務(wù)能力和重大成果產(chǎn)出要實(shí)現國際引領(lǐng)，以全面支撐原始創(chuàng )新能力提升、戰略高技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新發(fā)展、區域創(chuàng )新高地建設，實(shí)現躋身創(chuàng )新型國家前列和世界科技強國的目標。

七、幾點(diǎn)思考和建議

（一）要強化頂層設計，優(yōu)化管理

當前，我國的科技發(fā)展面臨著(zhù)多處被“卡脖子”的被動(dòng)局面，只有集中力量，發(fā)揮優(yōu)勢，才能實(shí)現重點(diǎn)突破，爭取能“互卡脖子”，以盡快走出受制于人的困境。國家重大科技基礎設施需要做好頂層規劃設計，全國一盤(pán)棋，避免一哄而上，重復布局。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(shí)，做好發(fā)展戰略選擇和優(yōu)勢學(xué)科布局，避免“撒胡椒面”。

合理的投入是實(shí)現發(fā)展目標的最基本保障。要實(shí)現追趕超越，作為支撐的基礎設施就必須比對手更強，對設施發(fā)展的投入應該有較大幅度的增長(cháng)。事實(shí)上，相比國外，我國現有的重大科學(xué)基礎設施總投資規模，尤其是專(zhuān)用設施的投資規模偏小，限制了設施的領(lǐng)先性和對高水平人才的吸引，進(jìn)而限制了重大原始創(chuàng )新成果的產(chǎn)生。要在繼續加強對基礎科學(xué)投入的同時(shí)，合理平衡不同學(xué)科領(lǐng)域，重點(diǎn)突破有影響力的關(guān)鍵領(lǐng)域。

對設施預先研究的前瞻布局不夠，也是制約引領(lǐng)型、獨創(chuàng )獨有型設施發(fā)展的因素之一。國家有關(guān)部門(mén)也開(kāi)始重視這一問(wèn)題，已將少數預研項目列入“十四五”設施建設規劃。但由于設施的原理性探索、概念性設計或關(guān)鍵部件的研制，可能難以預設明確的“交賬”目標，往往不易獲得支持。需要在國家有關(guān)部門(mén)支持預研項目的基礎上，加強部門(mén)聯(lián)動(dòng)，完善不同類(lèi)型預研的投入機制，在可能發(fā)生革命性突破的方向，加強原理性探索、概念性設計或關(guān)鍵部件研制等預研工作。

此外，國家重大科技基礎設施的設計和建造有許多研究試驗和技術(shù)攻關(guān)的內容，具有鮮明的工程和科研雙重性。建議制定適應設施特點(diǎn)與發(fā)展規律的建設管理制度，充分考慮這種類(lèi)型科研工作的特點(diǎn)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(diǎn)，考慮項目、人才的一體化資源配置方式，培養設施所需的科學(xué)、技術(shù)、工程、管理復合型領(lǐng)軍人才，重視設施建設和運行維護人才隊伍，加大穩定支持力度。

（二）強化依托設施的建制化科學(xué)研究工作

要系統提升重大科技基礎設施對基礎研究、國家戰略和高技術(shù)發(fā)展的服務(wù)支撐能力，加強開(kāi)放共享，組織開(kāi)展定向性、建制化的科學(xué)研究工作。一方面，要加強開(kāi)放共享，做好設施升級和實(shí)驗新方法、實(shí)驗新技術(shù)的創(chuàng )新，提高設施本身的運行服務(wù)能力，為高水平科研活動(dòng)提供更好的支撐。另外一方面，可以在科研用戶(hù)自發(fā)性申請、零散式利用的基礎上，找準國家發(fā)展中遇到的重大瓶頸科學(xué)問(wèn)題，設計一些利用建制化組織優(yōu)勢，多設施、多用戶(hù)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(yáng)發(fā)動(dòng)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(dòng)機葉片和復合材料、高端軸承、高鐵輪軸等“卡脖子”技術(shù)，開(kāi)展有組織、體系化的科學(xué)研究。技術(shù)人員和科研專(zhuān)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、穩態(tài)強磁場(chǎng)實(shí)驗裝置等多個(gè)設施，共同制定實(shí)驗方案，開(kāi)發(fā)更精準的測試方法，推動(dòng)實(shí)驗方法創(chuàng )新、實(shí)驗能力升級與科學(xué)問(wèn)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

重大科技基礎設施一直是國際科技合作的重點(diǎn)領(lǐng)域，世界上很多設施本身就是國際大科學(xué)計劃和大科學(xué)工程的產(chǎn)物。我國的設施建設也是如此，一些關(guān)鍵技術(shù)從國外引進(jìn)或國內外合作研發(fā)，不少關(guān)鍵器件從國外進(jìn)口，一些本土項目獲得國際參與與貢獻。2021年3月，“中國天眼”正式向全球開(kāi)放，征集觀(guān)測申請，共收到15個(gè)國家31份申請，14個(gè)國家的27份申請獲得批準，并于2021年8月啟動(dòng)科學(xué)觀(guān)測。這為世界注入了中國力量和中國貢獻，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(mén)中微子實(shí)驗獲得國際實(shí)物貢獻約3000萬(wàn)歐元，占比15%左右，共有境外16個(gè)國家和地區約300多位科學(xué)家參加。

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

重大科技基礎設施肩負著(zhù)支撐科技強國建設的重要使命。我們相信，在黨中央、國務(wù)院領(lǐng)導下，在國家有關(guān)部門(mén)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(zhù)的國家重大科技基礎設施體系，為建設世界科技強國、高水平實(shí)現科技自立自強做出更大的貢獻。