大科學(xué)裝置群

解釋“大科學(xué)裝置群”的概念，首先要從“大科學(xué)”（Big，Mega or Large Science）說(shuō)起。1962年，美國(guó)學(xué)者普賴斯在布魯克海文實(shí)驗(yàn)室發(fā)表了4次演講，匯編成《小科學(xué) 大科學(xué)》一書。他認(rèn)為，在現(xiàn)代社會(huì)，當(dāng)一個(gè)科學(xué)家行將結(jié)束學(xué)者職業(yè)而回首往事時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)在他之前所產(chǎn)生的科學(xué)成果只占他自己知識(shí)的10%～20%，這一事實(shí)充分說(shuō)明了科學(xué)活動(dòng)的時(shí)代性和新穎性?，F(xiàn)代科學(xué)顯得如此宏偉，它完全可以與埃及的金字塔和中世紀(jì)歐洲的大教堂媲美。而更重要的是，國(guó)家在科學(xué)方面花費(fèi)的人力和財(cái)力，很快使科學(xué)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的決定性力量。嶄新的、輝煌的和無(wú)比強(qiáng)大的現(xiàn)代科學(xué)，其大規(guī)模性質(zhì)是如此引人注目，以致產(chǎn)生并使用“大科學(xué)”這一專門術(shù)語(yǔ)來(lái)描述之。大科學(xué)新穎而龐大，與過(guò)去小規(guī)模的、小成本的、零散的小科學(xué)研究形成了鮮明的對(duì)比。

在伽利略時(shí)代、列文虎克時(shí)代，只需要一臺(tái)望遠(yuǎn)鏡或者顯微鏡就可以展開研究取得成果。而二戰(zhàn)以后，我們迎來(lái)了大科學(xué)時(shí)代，“大”體現(xiàn)在（1）具有“文理工”三棲意義，（2）多個(gè)學(xué)科在大規(guī)模實(shí)驗(yàn)設(shè)施支持下進(jìn)行，（3）眾多科學(xué)家聯(lián)合體協(xié)同攻關(guān)，（4）研究懸而未決的歷史難題或者是時(shí)代挑戰(zhàn)性的重大問(wèn)題，（5）是領(lǐng)先又具有未來(lái)收益等的專項(xiàng)和復(fù)雜科研活動(dòng)及其累積成果的總和。美國(guó)研制原子彈的“曼哈頓工程”是“大科學(xué)”出現(xiàn)的標(biāo)志，美國(guó)載人登月工程“阿波羅”計(jì)劃也是“大科學(xué)”的典型范例。

大科學(xué)裝置群（The Conglomeration of Mega-Science Laboratories， CMSL）是完成上述過(guò)程總和所需要的綜合性、復(fù)雜性和極限性實(shí)驗(yàn)設(shè)施組合，它是技術(shù)發(fā)明、產(chǎn)品創(chuàng)新、新技術(shù)增長(zhǎng)點(diǎn)以及對(duì)應(yīng)產(chǎn)業(yè)鏈整合升級(jí)的始發(fā)性動(dòng)力源泉;是衡量一個(gè)國(guó)家及地區(qū)創(chuàng)新能力最具顯示度的硬性觀察指標(biāo)。

目前世界上有哪些大科學(xué)裝置群？普賴斯發(fā)表演講的地點(diǎn)——布魯克海文實(shí)驗(yàn)室就是其中之一，它成立于1948年，實(shí)驗(yàn)室擁有3臺(tái)反應(yīng)堆和同步輻射光源、回旋加速器等一大批大型儀器設(shè)備，培養(yǎng)過(guò)7位諾貝爾獎(jiǎng)獲得者。此外美國(guó)還有勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（創(chuàng)建于1931年，建立起了第一批電子直線加速器，發(fā)現(xiàn)了一系列超重元素，開辟了放射性同位素、重離子科學(xué)等研究方向，共培養(yǎng)了9位諾貝爾獎(jiǎng)得主）、加州大學(xué)洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（以研制出世界上第一顆原子彈而聞名。其研究工作主要分為武器研究和相關(guān)科技領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)理論研究）、橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（早期主要從事核能、物理及生命科學(xué)研究?，F(xiàn)在主要從事中子科學(xué)、能源、高性能計(jì)算、復(fù)雜生物系統(tǒng)、先進(jìn)材料和國(guó)家安全等領(lǐng)域研究）。其他國(guó)家，英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、日本、瑞士、歐盟各有一個(gè)，俄羅斯有一個(gè)。研究方向主要包括新材料、新能源、高能物理、生命科學(xué)等等。

在我國(guó)，大科學(xué)裝置群主要集中在北京、上海、合肥，此前獲批的3個(gè)綜合性國(guó)家科學(xué)中心就在這3個(gè)地方。北京是基礎(chǔ)科學(xué)，此外關(guān)注物質(zhì)、空間、地球、生命、環(huán)境、信息與智能等領(lǐng)域;上海是生命科學(xué)、新材料、新能源、環(huán)境和物質(zhì)等科學(xué)領(lǐng)域;合肥主要依托中國(guó)科學(xué)院和中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)，在高能物理和量子技術(shù)方面有優(yōu)勢(shì)，聚焦能源、信息、生命、環(huán)境四大領(lǐng)域。此次深圳獲批，將建設(shè)腦解析與腦模擬設(shè)施、合成生物研究設(shè)施、精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)影像大設(shè)施、材料基因組大科學(xué)裝置平臺(tái)、空間引力波探測(cè)地面模擬裝置、空間環(huán)境與物質(zhì)作用研究設(shè)施。

就大科學(xué)裝置群的意義來(lái)說(shuō)，它關(guān)系著一個(gè)國(guó)家在接下來(lái)3～7年的科技爆發(fā)中能否抓住發(fā)展的最好機(jī)會(huì)?，F(xiàn)在熱門的5G只是第一步。1G到4G解決的是通信問(wèn)題，5G解決的是社會(huì)行為問(wèn)題，人們很多行為會(huì)被數(shù)字技術(shù)支持下的智能傳感單元和智慧場(chǎng)所（建筑、道路、廣場(chǎng)等）所替代，從而改變經(jīng)濟(jì)的業(yè)態(tài)、人們的行為和社會(huì)的面貌。

各大國(guó)的大科學(xué)裝置群都在工作，誰(shuí)能抓住“元技術(shù)”創(chuàng)新、形成理論突破，誰(shuí)就可能抓住21世紀(jì)的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)和戰(zhàn)略產(chǎn)品。到那時(shí)，可能出現(xiàn)“先進(jìn)產(chǎn)業(yè)催生世界城市、世界城市托舉世紀(jì)大國(guó)”的現(xiàn)象，大國(guó)命運(yùn)將由此確立。

◎ 來(lái)源|長(zhǎng)江日?qǐng)?bào)（有刪減）