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瞭望丨新周期,如何發展大科學工程?
2018-05-15 09:28:58 來源: 《瞭望》新聞周刊
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  原標題:《新周期如何發展大科學工程》

  ◆ 大科學工程應該上什麼項目、如何論證、怎麼評價?

  ◆ 發展大科學工程既要適合我國國情,也應注重經濟效益與社會效益。要堅持擇優擇重原則,讓大科學工程多辦大事。

  ◆ 自己發起的大項目應該有國際競爭力,有獨特的方案或技術,有技術先進性、創新性與可行性,有獲得重大成果的可能,有實質性的國際貢獻

  ◆ 樹立“科技自信”的同時,也要克服急躁情緒

  ◆ 堅持自主研發與國際合作並重,成為重要的路徑選擇

  全球科學研究進入大科學時代,許多科學問題的范圍、規模、復雜性不斷擴大,已遠遠超出單一國家的承受能力,使國際大科學合作成為一種必然。

  我國近年在國際大科學計劃和大科學工程中身影頻現,取得一係列豐碩成果,包括“世界巨眼”平方公里陣列射電望遠鏡,為人類認識宇宙提供歷史新機遇;國際熱核聚變實驗堆計劃,力爭給人類帶來無限的清潔能源;人類基因組計劃探尋生命奧秘……

  ▲ 500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)于2016年9月25日落成啟用(歐東衢攝/本刊)

  新時代中國如何為全球重大科技議題作出貢獻?這批“國之重器”將發揮怎樣的作用?

  科學研究進入大科學時代

  在140個足球場大的地面上,數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”——中國主導研制的SKA平方公里陣列射電望遠鏡,將為人類認識宇宙提供歷史新機遇。

  近年來,中國建成或正在建設一批大科學工程。隨著國務院正式印發《積極牽頭組織國際大科學計劃和大科學工程方案》,中國駛入了牽頭組織國際大科學計劃和大科學工程的“快車道”。

  “大科學多學科、多目標、多主體的特點,需要通過國際科技創新合作來實施,以期攜手解決人類社會面臨的共同挑戰,推動世界科技創新和進步。”科技部國際合作司司長葉冬柏如此概括“大科學”的內涵。

  他介紹,積極牽頭組織國際大科學計劃和大科學工程是中央全面深化改革領導小組確定的一項重點任務,黨的十八屆五中全會、國家“十三五”規劃和《國家創新驅動發展戰略綱要》等都對這項工作作出了部署。

  20世紀50年代,席卷全球的大科學浪潮將世界目光推向新高度。國際空間站計劃、卡西尼衛星探測計劃等一批需要巨額投資的大工程相繼問世,需要跨學科合作的大規模前沿性科學研究項目應運而生,不同國家、不同信仰的科學家既分工又協作,舉多國之力破技術難題成為大趨勢。

  面對新一輪科技革命和産業變革的機遇與挑戰,世界強國持續加大科技創新投入,尤其注重發展大科學裝置。

  例如,日本在綠色超算領域繼續保持領先,日本理化學研究所的“菖蒲”蟬聯全球節能超級電腦第一名;美國桑迪亞國家實驗室在其世界最強輻射源“Z機”裝置內開啟了氘-氚受控核聚變實驗;美國完成人類對木星的首次近距離觀測,在運載火箭重復利用方面取得重大進展。

  近年來,我國也相繼建成了“中國天眼”、散裂中子源、合肥穩態強磁場裝置、上海超強超短鐳射實驗裝置、大亞灣中微子等一批大科學裝置,這批“國之重器”為從微觀和宇觀兩個層次研究物質結構提供了最先進的技術手段,將支撐國內外科學家開展物質基本結構、宇宙起源與演化、生命起源等重大科學問題的探索。

  讓大科學工程多辦大事

  大科學工程應該上什麼項目、如何論證、怎麼評價?部分科學家提出,發展大科學工程既要適合我國國情,也應注重經濟效益與社會效益。要堅持擇優擇重原則,讓大科學工程多辦大事。

  受控核聚變被稱為“人造太陽”。是目前全球規模最大、影響最深遠的國際科研合作項目之一,由中、歐、印、日、韓、俄、美7方共同開展。

  中國國際核聚變能源計劃執行中心主任羅德隆説,從2008年至2017年,在中國參與ITER計劃(國際熱核聚變實驗堆計劃)的帶動下,國家磁約束核聚變能發展研究共部署119個項目,總計安排經費約40億元。取得了多項國際和國內第一的研究成果,使中國在核聚變領域處于與國際同等甚至某些方面領先的地位。同時也“為應對全球氣候變化、和平利用核能和人類可持續發展貢獻了‘中國智慧’”。

  通過參與ITER計劃,有力提升了我國科技創新能力、國際項目管理能力和專業技術人才培養能力。我國在材料科學、超導技術、精密加工等相關領域的研發能力和技術水準取得長足進步,有些技術已經成功實現産業化。

  在衡量投入産出比的時候,部分科學家指出,投資大科學裝置潛在回報價值高。中國科學院高能物理研究所所長王貽芳院士認為,雖然重大成果不一定都需要重大投入,但許多重大投入會産生重大成果。希格斯粒子和引力波的發現就是典型的例子,而且這些重大設施還有許多技術副産品,例如,歐洲核子中心(CERN)為解決科學家之間的數據共用問題發明瞭網頁技術,鐳射干涉引力波天文臺(LIGO)的減震技術、鐳射技術和極低噪聲技術用途也極為廣泛,等等。

  “中國天眼”(FAST)具有我國獨立智慧財産權,是世界第一大單口徑望遠鏡。為此奮鬥一生的FAST項目總工程師南仁東生前曾説,盡管有風險,但FAST將為解決若幹個千年問題提供機遇。FAST擬回答的科學問題不僅是天文學的,也是面對人類與自然的,它潛在的科學産出今天也許還難以預測。

  堅持自主研發與國際合作並重

  實事求是,科學精神——這是採訪中許多科學家強調的發展大科學工程應該秉持的理念。

  理論物理學家、中科院院士于淥説,樹立“科技自信”的同時,也要克服急躁情緒。歷史經驗值得總結和反思,1957年蘇聯成功發射世界上第一顆人造衛星,對美國震動很大,美國很快制定了一係列戰略規劃,集中資源投入到科技創新中,進一步鞏固了科技優勢。

  堅持自主研發與國際合作並重,成為重要的路徑選擇。

  “牽頭組織國際大科學計劃和大科學工程,日漸成為解決全球關鍵科學問題的有力工具,能為世界文明發展作出積極貢獻。”羅德隆表示。

  王貽芳院士認為,大項目全都由自己發起是不可能的,健康的科研體係應該是我們參與別人的項目,同時發起自己的項目。自己發起的項目應該有國際競爭力,有獨特的方案或技術,有技術先進性、創新性與可行性,有獲得重大成果的可能,有實質性的國際貢獻。

  “大科學裝置的建設不能僅跟在別國後面做簡單的復制,而是必須要有自己的特色,在技術方案和關鍵技術方面必須有所創新。”中科院南京天文光學技術研究所研究員、中科院院士崔向群建議,我國的大科學裝置建設要有前瞻性和創新性,從“跟跑”變成“領跑”。

  大科學工程“三步走”

  按照我國牽頭組織國際大科學計劃和大科學工程“三步走”發展目標,到2020年,將培育3到5個項目,研究遴選並啟動1到2個我國牽頭組織的國際大科學計劃和大科學工程,初步形成牽頭組織國際大科學計劃和大科學工程的機制做法,為後續工作探索積累有益經驗。

  到2035年,培育6到10個項目,啟動培育成熟項目,形成我國牽頭組織的國際大科學計劃和大科學工程初期布局,提升在全球若幹科技領域的影響力。

  到本世紀中葉,啟動培育成熟項目,在國際科技創新治理體係中發揮重要作用,持續為全球重大科技議題作出貢獻。

  中科院院長白春禮等認為,在謀劃和建設世界科技強國的過程中,既不能急于求成,也不能猶豫不前,需要搞好頂層設計,找準關鍵問題和薄弱環節,制定分階段實施的目標任務和路線圖,走出一條中國特色科技強國建設之路。

  多名院士建議,應集中全國優勢科技資源,組織力量開展協同創新和科技攻關,著力解決一批戰略性科技問題;按照擇優擇重的原則,進一步調整科技投入結構和重點方向,創新資源應更多向創新能力強、創新産出高、創新效益好的科研院所、研究團隊集聚,做優做強國家戰略科技力量。(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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【糾錯】 責任編輯: 王頔
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