原標題:《新周期如何發(fā)展大科學工程》
◆ 大科學工程應該上什么項目、如何論證、怎么評價?
◆ 發(fā)展大科學工程既要適合我國國情,也應注重經(jīng)濟效益與社會效益。要堅持擇優(yōu)擇重原則,讓大科學工程多辦大事。
◆ 自己發(fā)起的大項目應該有國際競爭力,有獨特的方案或技術(shù),有技術(shù)先進性、創(chuàng)新性與可行性,有獲得重大成果的可能,有實質(zhì)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(fā)與國際合作并重,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(guī)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(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(fā)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(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(shè)一批大科學工程。隨著國務院正式印發(fā)《積極牽頭組織國際大科學計劃和大科學工程方案》,中國駛?cè)肓藸款^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(chuàng)新合作來實施,以期攜手解決人類社會面臨的共同挑戰(zhàn),推動世界科技創(chuàng)新和進步?!笨萍疾繃H合作司司長葉冬柏如此概括“大科學”的內(nèi)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(lǐng)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(guī)劃和《國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)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(wèi)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(guī)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(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)變革的機遇與挑戰(zhàn),世界強國持續(xù)加大科技創(chuàng)新投入,尤其注重發(fā)展大科學裝置。
例如,日本在綠色超算領(lǐng)域繼續(xù)保持領(lǐng)先,日本理化學研究所的“菖蒲”蟬聯(lián)全球節(jié)能超級計算機第一名;美國桑迪亞國家實驗室在其世界最強輻射源“Z機”裝置內(nèi)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(wěn)態(tài)強磁場裝置、上海超強超短激光實驗裝置、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(zhì)結(jié)構(gòu)提供了最先進的技術(shù)手段,將支撐國內(nèi)外科學家開展物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)、宇宙起源與演化、生命起源等重大科學問題的探索。
讓大科學工程多辦大事
大科學工程應該上什么項目、如何論證、怎么評價?部分科學家提出,發(fā)展大科學工程既要適合我國國情,也應注重經(jīng)濟效益與社會效益。要堅持擇優(yōu)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(guī)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(zhí)行中心主任羅德隆說,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(fā)展研究共部署119個項目,總計安排經(jīng)費約40億元。取得了多項國際和國內(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。同時也“為應對全球氣候變化、和平利用核能和人類可持續(xù)發(fā)展貢獻了‘中國智慧’”。
通過參與ITER計劃,有力提升了我國科技創(chuàng)新能力、國際項目管理能力和專業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)能力。我國在材料科學、超導技術(shù)、精密加工等相關(guān)領(lǐng)域的研發(fā)能力和技術(shù)水平取得長足進步,有些技術(shù)已經(jīng)成功實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
在衡量投入產(chǎn)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)具有我國獨立知識產(chǎn)權(quán),是世界第一大單口徑望遠鏡。為此奮斗一生的FAST項目總工程師南仁東生前曾說,盡管有風險,但FAST將為解決若干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,它潛在的科學產(chǎn)出今天也許還難以預測。
堅持自主研發(fā)與國際合作并重
實事求是,科學精神——這是采訪中許多科學家強調(diào)的發(fā)展大科學工程應該秉持的理念。
理論物理學家、中科院院士于淥說,樹立“科技自信”的同時,也要克服急躁情緒。歷史經(jīng)驗值得總結(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,進一步鞏固了科技優(yōu)勢。
堅持自主研發(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計劃和大科學工程,日漸成為解決全球關(guān)鍵科學問題的有力工具,能為世界文明發(fā)展作出積極貢獻?!绷_德隆表示。
王貽芳院士認為,大項目全都由自己發(fā)起是不可能的,健康的科研體系應該是我們參與別人的項目,同時發(fā)起自己的項目。自己發(fā)起的項目應該有國際競爭力,有獨特的方案或技術(shù),有技術(shù)先進性、創(chuàng)新性與可行性,有獲得重大成果的可能,有實質(zhì)性的國際貢獻。
“大科學裝置的建設(shè)不能僅跟在別國后面做簡單的復制,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?!敝锌圃耗暇┨煳墓鈱W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(fā)展目標,到2020年,將培育3到5個項目,研究遴選并啟動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,為后續(xù)工作探索積累有益經(jīng)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,提升在全球若干科技領(lǐng)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(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。
中科院院長白春禮等認為,在謀劃和建設(shè)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(shè)計,找準關(guān)鍵問題和薄弱環(huán)節(jié),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(shè)之路。
多名院士建議,應集中全國優(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,進一步調(diào)整科技投入結(jié)構(gòu)和重點方向,創(chuàng)新資源應更多向創(chuàng)新能力強、創(chuàng)新產(chǎn)出高、創(chuàng)新效益好的科研院所、研究團隊集聚,做優(yōu)做強國家戰(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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