上海光源“輝”映科技創(chuàng)新“十一五”
——回眸上海科技創(chuàng)新之大科學工程

□ 本刊記者 葛佳慧

上海光源“輝”映科技創(chuàng)新“十一五”
——回眸上?？萍紕?chuàng)新之大科學工程

□ 本刊記者 葛佳慧

“十二五”的樂章即將奏響，“十一五”的篇章漸作翻頁。春暖三月，正是回眸科技創(chuàng)新往昔歲月，展望創(chuàng)新科技來日光景的絕佳時機。

可以說,五年的時間，上海已經(jīng)進入了科技進步和創(chuàng)新能力不斷躍升、創(chuàng)新體系建設取得突破的關(guān)鍵時期。

在已經(jīng)走過的第十一個五年里，上?？萍急械氖恰奥氏忍岣咦灾鲃?chuàng)新能力”的主線，著眼于搶占科技制高點，培育經(jīng)濟增長點和服務民生關(guān)注點。而當“建設創(chuàng)新型國家發(fā)展戰(zhàn)略”的旗幟高高樹起，加強創(chuàng)新能力建設的理念已經(jīng)深入人心時，上?？萍挤諊覒?zhàn)略，不僅完成了一系列的重大科技專項，還逐步形成了科技創(chuàng)新的政策服務體系，為實現(xiàn)由投資驅(qū)動向創(chuàng)新驅(qū)動轉(zhuǎn)變奠定了堅實的基礎(chǔ)。

“十一五”，工程建設攀高峰

大科學工程，這樣一個曾經(jīng)不為常人所熟知的概念，被“上海光源”、“上海超算”以及“上海65米射電望遠鏡”等一系列熱議詞匯從幕后帶到了臺前，映入了人們的眼簾。上海大科學工程建設的足跡也由此開始向世界技術(shù)的頂峰攀登。

上海光源——以遠少于世界同類裝置的投資，以世界上同類裝置的最快建造速度，進入國際上性能指標領(lǐng)先的第三代同步輻射光源的行列，成為國際上最先進的同步輻射裝置之一。實現(xiàn)了可以容納60多條光束線，同時向上百個試驗站提供各種同步輻射光，每天容納數(shù)百名來自世界各地、不同學科領(lǐng)域的科學家和工程師進行科學研究和技術(shù)開發(fā)的優(yōu)異性能。

上海超算中心——國內(nèi)第一個面向社會開放，實現(xiàn)資源共享的高性能計算公共服務平臺，計算能力從最初的3000多億次發(fā)展到200萬億次的計算規(guī)模，用戶數(shù)從最初的8家擴展到現(xiàn)在的300余家，承擔了為各行各業(yè)提供海量信息處理、隨需應變的高性能計算資源、技術(shù)支持以及高級技術(shù)咨詢服務，支持了一大批國家和地方政府的重大科學研究、工程和企業(yè)新產(chǎn)品研發(fā)，取得了大批的科研成果。

上海65米射電望遠鏡——中國科學院和上海市政府的重大合作項目，是一臺具有多種科學用途，全天線可轉(zhuǎn)動，總體性能位列全球第四的望遠鏡，它的建成能夠顯著提升我國深空測定軌能力，為嫦娥探月工程和更長遠的深空探測等國家重大戰(zhàn)略需求服務，顯著提升我國天文觀測研究的整體實力和國際地位。

五年的時間，對于科技創(chuàng)新，或許足以代表成長和進步。于是，上?？萍嫉摹笆晃濉睔v程，在提升創(chuàng)新能力方面所給出的答卷可謂是喜人的。僅憑大科學工程建設的難度之高、要求之嚴就足以證明上海市在集成創(chuàng)新上的高水平及拉升我國自主創(chuàng)新中的強實力。

攀高峰，創(chuàng)新時代“大科學”

隨著“個人英雄時代”在人類的科研歷史中漸行漸遠，隨著人類探索自然界所用手段的不斷豐富，大科學裝置已經(jīng)成為現(xiàn)代科學研究諸多領(lǐng)域?qū)で笸黄频谋匾獥l件。于是，我們開始步入集體智慧合力作用的“大科學時代”。

“曼哈頓工程”、“人類基因組計劃”、“航天探月”等一系列大科學工程，開啟了人類探索未知世界的大門。在科研需求日益強烈、要求不斷升級的今天，同步輻射裝置、核聚變裝置、巨型望遠鏡等大科學裝置，也在不斷興建。大科學工程已成為一個國家、一個地區(qū)綜合實力的重要體現(xiàn)。

當人類對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認識從一開始的觀察身邊物質(zhì)逐步深入到細胞、分子、原子甚至原子核層面時，我們借助大科學裝置所獲得的這些原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)與運動的信息便將成為眾多學科前沿研究的基礎(chǔ)。

徐洪杰說：“科學研究越來越依賴于先進的科學儀器”。

是的，人類認識客觀世界能力的增強與科學儀器的進步與發(fā)展幾乎是同步的?？茖W儀器是科學認識主體各類感官的延伸，它縮短了主體與認識對象之間的距離，使主體便捷地獲得了認識對象的信息，實現(xiàn)了從宇宙世界到基本粒子、從生命起源到人類自我認識等研究領(lǐng)域的一系列重大突破。

>> 如果說部市合作是上?？萍肌笆晃濉敝凶钪匾?、最絢麗的篇章之一，那么上海光源便是部市合作過程中綻開的一朵奇葩。

白春禮說：“人均GDP超出4750美元的經(jīng)濟體，其發(fā)展要依靠自主創(chuàng)新”。

看當前，我國的人均GDP就已經(jīng)超過了3000美元，我們要跨越式發(fā)展，就必須提升自主創(chuàng)新的能力。

正因為如此,大科學裝置的建設被列為我國解決重大科技前沿、國家戰(zhàn)略需求中的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性和前瞻性科技問題,謀求重大突破的大型研究設施，并被視作國家基礎(chǔ)設施建設的重要組成部分,而大科學裝置的建設和運行的本身更是體現(xiàn)了科學進步和技術(shù)創(chuàng)新。因而建設大科學裝置的工程日益成為我國創(chuàng)新能力提升,社會經(jīng)濟獲得長足發(fā)展的關(guān)鍵舉措。

“大科學”，上海發(fā)展求跨越

作為我國經(jīng)濟、金融及貿(mào)易的重鎮(zhèn)碼頭，上海要繼續(xù)保持超常規(guī)、跨越式發(fā)展的勢頭，就必須堅定不移地推進“科教興市”的主戰(zhàn)略，在高端技術(shù)領(lǐng)域依托科技進步和創(chuàng)新來參與國際競爭。而大科學工程正是上海堅持“科教興市”主戰(zhàn)略的重要體現(xiàn)，也是“興市”的不竭動力。

“十一五”期間，上海高質(zhì)量地完成了多項大科學工程的建設任務，顯著地提高了自主創(chuàng)新和集成創(chuàng)新的能力，得到了國內(nèi)外科技界的認可和廣泛贊譽。

與此同時，各地的科學家也沖著這些大科學裝置，從四方云集而至，并在裝置的幫助下取得了基礎(chǔ)研究與應用方面的一系列重要成果。比如，在多學科交叉研究領(lǐng)域，同步輻射裝置就展現(xiàn)出對多學科交叉綜合研究的強大支撐能力。中科院生物物理所、南京古生物所、大連化物所、中國科技大學以及清華大學、北京生命科學研究所、上海瑞金醫(yī)院等單位的相關(guān)課題組依托同步輻射裝置，在結(jié)構(gòu)生物學、分子反應動力學、古生物學、燃燒等領(lǐng)域獲得了多項研究成果，并將其發(fā)表在《科學》《自然》等雜志上。

大科學工程的建設為上海帶來的財富是豐厚的。作為高新技術(shù)自主創(chuàng)新和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要帶動力量，大科學工程為上海提供了一個開展國際科技合作的重要平臺；大科學裝置的預研、建設、運行和發(fā)展，還為上海乃至全國培養(yǎng)和造就一支頗具實力的工程技術(shù)、科研和管理隊伍；高水平科研隊伍的不斷凝聚又使得上海迎來了科技教育事業(yè)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的重大機遇?？傊?，曾經(jīng)的挑戰(zhàn)留給現(xiàn)在的是成功的喜悅以及對未來的展望。

求跨越，部市合作建“光源”

“看光源，去上海，上海的光源比這里好。”

——這句話，吃重的就是這個“好”字，并且是中國代表團去美國參觀光源時，對方實驗室主任給出的建議。

“上海光源的成功，使中國加入了世界級同步輻射俱樂部?！?/p>

“從開工到出光的時間之短，創(chuàng)造了世界紀錄?！?/p>

——這是引自英國《自然》雜志（2009.05.07）的一段話。

上海光源，這個國際上最先進的同步輻射裝置的建成，標志著我國重大科技基礎(chǔ)設施建設邁入了新的發(fā)展階段，而工程的建設也拉開了我國“十一五”階段大規(guī)模科技建設的序幕。

如果說部市合作是上海科技“十一五”中最重要、最絢麗的篇章之一，那么上海光源便是部市合作過程中綻開的一朵奇葩。

早在六年前，科技部與上海市政府簽署了工作會商制度議定書。五年前，雙方正式啟動部市合作機制，上海成為最早一批與科技部形成會商制度的省市之一，而科技部也是第一個與上海市建立部市會商機制的國家部委。

在科技部的指導下，部市合作五年來始終圍繞服務國家戰(zhàn)略、服務上海經(jīng)濟社會發(fā)展兩大目標；聚焦重大攻關(guān)項目，聚焦創(chuàng)新基地建設，聚焦創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)環(huán)境建設，整合各方資源，集中力量辦大事、攻難關(guān)，逐漸形成上海服務國家戰(zhàn)略的重要載體，科技支撐引領(lǐng)城市未來發(fā)展的能力也得到了提升。

而在此背景下，由中科院與上海市政府共同向國家申請建造，上海應用物理研究所承建的上海光源工程獲得立項，首當其沖地成了部市合作大科學工程建設的首次嘗試。

這項工程立足于國家中長期科技發(fā)展戰(zhàn)略之需，是生命科學、材料科學、環(huán)境科學、地球科學、物理、化學、信息科學等學科研究中不可替代的先進手段和綜合科研平臺。因此，其建成必將引領(lǐng)上?？萍家约皣易灾鲃?chuàng)新能力的雙重跨越。

>> 上海光源的建成，不僅表明我國在建設大科學實驗裝置方面具備了高水平的自主創(chuàng)新和技術(shù)集成能力，已經(jīng)進入了國際先進行列。

建“光源”，科研服務增平臺

在人類通往微觀世界的道路中，亮著一盞指路明燈，那就是同步輻射光源。它的神奇之處在于其能量足以貫通多個學科，縱橫多個應用領(lǐng)域。尤其對于正在蓬勃發(fā)展的納米科學、微加工技術(shù)等科學技術(shù)的發(fā)展有很大的促進作用。

正如人們用普通光源只能看到物體表面，而憑借X射線強大的穿透力，就能使探測物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)成為可能，給人類的視野帶來革命性變化。但當生命科學邁入了分子水平時，普通的X成像分辨率只能到達毫米級，于是無法滿足觀測要求。而上海光源成像站可提供的靜態(tài)分辨率已達0.8微米，比千分之一毫米還小，因此可以進一步開闊科學觀測的視野。由此可見，利用上海光源的同步輻射技術(shù)開展實驗研究，其所涉及的學科之多，應用領(lǐng)域之廣是其它大型科學裝置所無法比擬的。

以生命科學為例，該學科已進入后基因組時代，蛋白質(zhì)科學已成為各發(fā)達國家競相搶占的制高點。而以蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能研究為主要目標的結(jié)構(gòu)基因組學研究，其中80%以上的工作需要在第三代同步輻射光源上進行，所以上海光源將成為我國生命科學前沿研究不可或缺的大科學設施。

同步輻射光源另一個顯著的應用前景，是在微電子機械系統(tǒng)領(lǐng)域。在微細加工技術(shù)中，利用同步輻射X射線深度光刻技術(shù)，已研制出微型傳感器、微型光電部件、微型馬達、微電子開關(guān)等。隨著集成電路的集成度越來越高，科學界預計，對尺寸在幾十納米及以下的集成電路，同步輻射光刻技術(shù)可能成為其主要的光刻手段。

上海光源工程對外開放，也將促進材料科學領(lǐng)域的研究。利用上海光源裝置所產(chǎn)生的高亮度同步輻射光束，可以揭示材料中原子的精確構(gòu)造，得到有價值的電磁結(jié)構(gòu)參數(shù)等信息，它們既是理解材料性能的鑰匙，也隱含著發(fā)明新穎材料的原理來源。另外，利用同步輻射光還能研究催化機理和催化劑的特性，還有助于研究發(fā)明新型催化劑，其結(jié)果將直接影響到石油化工的效率和產(chǎn)出。

上海光源的建成，不僅表明我國在建設大科學實驗裝置方面具備了高水平的自主創(chuàng)新和技術(shù)集成能力，已經(jīng)進入了國際先進行列，而且將對我國的科技進步、經(jīng)濟發(fā)展、資源開發(fā)、環(huán)境保護、人口與健康等方面產(chǎn)生廣泛而深遠的影響。作為多學科前沿研究和高新技術(shù)開發(fā)應用的國家重大科技基礎(chǔ)設施，上海光源將成為我國實施科教興國戰(zhàn)略、建設創(chuàng)新型國家必不可少的國家級大科學裝置。

增平臺，院市合作添風采

光源工程落戶上海的前因后果，一切緣于院市合作的良好開端。

上海市政府與中科院的結(jié)緣似乎是以“門當戶對”為先決條件，而后，院方才將自己在重大科學研究裝置工程方面最大的投資項目落戶上海?？梢哉f，上海光源是中科院參與地方建設和發(fā)展的一個重大舉措，也是上海市堅持“科教興市”主戰(zhàn)略的重要體現(xiàn)。

稱上海光源為上海市政府院市合作的典范，并不為過。正因為有了上海市政府對項目的有力支持，上海光源項目從提議到立項的每一步才得以順利走過。

1995年初，上海市就把在建設同步輻射光源列為市政協(xié)的重點提案，同時也爭取到了市政府的經(jīng)費支持。1998年，國家計委批準了上海光源工程的預制研究，上海市人民政府承擔了8000萬總經(jīng)費中的6000萬；004年，上海光源工程項目建議書正式批準通過后，上海市政府承擔了約4億元資金，占據(jù)了總投資額的三分之一，并無償提供300畝土地供工程建設之用。

在項目的推進過程中，中科院也一直同上海市政府保持著良好的溝通合作關(guān)系，不僅在項目的決策過程中充分尊重上海市政府的意見，還將上海光源的建設融入了上海市“科教興市”的發(fā)展戰(zhàn)略。上海光源各光束線需要有各自不同的科學目標，在確立這些目標的過程中，中科院從上海用戶第一的宗旨出發(fā)，充分結(jié)合了我國重要科學任務的需求，同時也將上海及周邊地區(qū)各類產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求作為上海光源首批光束線站科學目標選定的重要參考依據(jù)。

上海光源工程領(lǐng)導小組、指揮部都由中科院和上海市領(lǐng)導掛帥，負責解決、協(xié)調(diào)和決策工程設計和建造中的重大問題。上海光源工程經(jīng)理部由院市雙方共同組成,雙方的合作關(guān)系不僅體現(xiàn)在組織架構(gòu)上，更體現(xiàn)在工作機制上。正是出于中科院與上海市政府的緊密合作，上海光源工程才能得以高質(zhì)量如期建成。

上?？萍挤諊覒?zhàn)略，不僅完成了一系列的重大科技專項，還逐步形成了科技創(chuàng)新的政策服務體系，為實現(xiàn)由投資驅(qū)動向創(chuàng)新驅(qū)動轉(zhuǎn)變奠定了堅實的基礎(chǔ)。

添風采，難就難在少人才

少人才,少的不是科研技術(shù)人才。在承建上海光源過程中，應用物理所在科技人才方面堅持以培養(yǎng)為主、引進與培養(yǎng)相結(jié)合的方針，并借助廣泛的國際合作和與參建參研單位的通力合作，培養(yǎng)上海光源國家重大科學工程的人才隊伍。

經(jīng)過多年的實踐和積累，上海光源工程擁有了一支自主創(chuàng)新、生機勃勃的科技人才隊伍：總?cè)藬?shù)為372人，平均年齡僅36.5歲，其中，40歲及以下者255人，占68.5%。這批科技人才中，博士109人、碩士85人。這樣的人才結(jié)構(gòu)澆筑了大科學工程建設實施的堅實基礎(chǔ)。

組織實施大科學工程，往往既需要高屋建瓴、統(tǒng)籌全局的戰(zhàn)略科學家，又需要攻堅克難、善于創(chuàng)新的研究型科學家，同時還需要一批有科學頭腦、組織才能和奉獻精神的管理者，負責協(xié)調(diào)調(diào)度、化解矛盾，為工程順利推進提供保障。三者只有相互輔佐，才能推動科技的進一步發(fā)展。

但是現(xiàn)實往往讓人悵然。與科學家相比，科學工程的管理者無法得到足夠的重視，加上我國科研體制的局限，科學管理人才的作用，以及對他們的評價，尚未能完全與其貢獻相稱。具備技術(shù)功底的人才往往不愿意朝這個方向發(fā)展，這也直接導致了科學管理人才的匱乏。

而事實上，對于大科學裝置的工程建設來說，優(yōu)秀的管理者往往是科學決策的重要推動者，他必須面對紛繁復雜、千頭萬緒的棘手問題，需要公正無私、靈活而又堅持原則，并且不計個人得失、甘于在幕后為他人服務的“公仆意識”。在建設創(chuàng)新型國家的今天，無論是國家重大科學工程、還是企業(yè)的創(chuàng)新研發(fā)項目，都需要各種人才的集聚，包括一流的科技專家和一流的管理專家。

人才的失衡，在一定程度上已經(jīng)對大科學工程的發(fā)展造成了阻礙。為了科技發(fā)展的明天，我們要呼吁更多優(yōu)秀的復合型人才投身科學工程的管理。同時也要加大對科研院所拔尖創(chuàng)新人才、急需緊缺人才、戰(zhàn)略性后備人才培養(yǎng)和引進的支持力度，推動大科學裝置為我國經(jīng)濟社會發(fā)展服務。