好刀尚需開鋒

田瑞穎　趙廣立

中國散裂中子源。來源：新華視界

原本可以拉動20節(jié)車廂的火車頭，目前只拉了3節(jié)車廂。這既造成“火車頭”資源的較大浪費，也導致“運力”嚴重不足，使得“運力”在市場上供不應求。

如此尷尬的窘境，印證在散裂中子源等國內(nèi)平臺型大科學裝置的身上，或許再恰當不過。平臺型大科學裝置是為眾多學科領域開展研究服務的重要裝置，后續(xù)建設直接影響研究人員能否利用此裝置有效開展研究。

“中國散裂中子源有20個譜儀孔道，一期僅建設了3臺譜儀，只能滿足這些譜儀對應研究領域50%左右用戶的實驗需求，還有許多重要領域急需建設相應的譜儀?！敝锌圃焊吣芪锢硌芯克彼L陳延偉說。

這一方面造成了中子束流資源的浪費，另一方面，國內(nèi)用戶希望借助散裂中子源開展實驗的需求非常旺盛，也非常迫切，但僅有的3臺譜儀遠遠滿足不了用戶的需求。無奈之下，國內(nèi)用戶只能去國外開展實驗，成本劇增，還要面對很大的不確定性，需搶占時機的重要研究也因時間而耽誤。

隨著國內(nèi)散裂中子源、高能同步輻射光源等平臺型大科學裝置建設進入加速期，提前部署大科學裝置中的譜儀/線站建設，完善大科學裝置后續(xù)譜儀/線站建設機制，十分迫切。

無奈的現(xiàn)實

中科院金屬所研究員李昺在接受采訪兩天后，將再次赴日本開展為期10天的實驗。隨后，他還要立即前往澳大利亞開展20多天的實驗，稍歇幾天，還需再度赴日本繼續(xù)實驗。

此前，他的科研團隊發(fā)現(xiàn)的“龐壓卡效應”成果，也因國內(nèi)缺乏實驗所需譜儀等條件，只能無奈去國外開展實驗。所幸實驗尚算順利，最終成果也令人滿意，實驗成果最后發(fā)表于《自然》。

不過，李昺告訴記者：“去國外做實驗，增加了經(jīng)濟和時間成本，簽證也存在不確定性;更重要的是，大科學裝置需要為國家的‘卡脖子技術提供解決途徑，很多關鍵技術只能在國內(nèi)解決;大科學裝置缺乏配套譜儀，很大程度上限制了核心技術的突破?！?/p>

“基礎研究要產(chǎn)生顛覆性技術，必須有原始創(chuàng)新，要做到‘人無我有，搶占實驗先機和使用先進手段至關重要。”李昺心里滋味繁雜。

這種辛苦的國外實驗，卻是國內(nèi)許多科研人員的常態(tài)。

上海交通大學物理與天文學院、自然科學研究院特別研究員洪亮說：“我們原定于今年1月中旬去美國做實驗，因為美國政府關門使得我們出國受阻。我們用了半年的時間申請國外的實驗機時，半年時間就這樣浪費了。后續(xù)我們還要重新進行一輪實驗申請。這嚴重影響了我們的科研進程?！?/p>

“去國外做實驗，如果是團隊出國，會導致科研成本劇增。此外，實驗的時效性差，導致我們與國外課題組競爭時，在時間上處于劣勢，只能眼看著別人搶先發(fā)表成果?！焙榱撂岬饺庾鰧嶒灥睦щy時，也是一臉的無奈。

譜儀建設未到位

中國散裂中子源是我國“十一五”期間重點建設的十二大科學裝置之首。

散裂中子源產(chǎn)生的中子，與其他研究手段相比更容易穿透物質(zhì)，在探測物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)和動力學特征方面，中子源具有獨特的優(yōu)勢。中國散裂中子源是物理、化學、材料等多領域進行科學實驗重要的“超級顯微鏡”。

中子源產(chǎn)生中子，只是開展實驗的第一步，提取和分析數(shù)據(jù)，則必須依靠譜儀，沒有匹配的譜儀，相關實驗就無法開展。

陳延偉介紹，由于經(jīng)費限制，中國散裂中子源一期僅建設了3臺譜儀。散裂中子源第一輪開放申請，用戶十分踴躍，但目前3臺譜儀遠不能滿足用戶的實驗需求?！跋Ｍ麌壹涌旌罄m(xù)譜儀建設?！?p>

中國散裂中子源快循環(huán)同步加速器。來源：新華視界

“近期，我們舉辦了有100多位國內(nèi)外學者參加的軟物質(zhì)生物中子研討會，會上關于加快散裂中子源二期譜儀建設的呼聲非常高，10多位國外資深專家也對目前散裂中子源只有3臺譜儀感到不可思議?！焙榱两榻B。

洪亮說：“在某些學科領域，科研競爭不占優(yōu)勢，很大程度上是因為機理研究不到位，關鍵問題沒有攻克，開展機理研究還需充分利用大科學裝置。”

北京科技大學新金屬材料國家重點實驗室教授王沿東也介紹：“國家重點實驗室承擔著重要的科研任務，很多關鍵實驗必須在國內(nèi)開展，但因為受國內(nèi)儀器條件限制，在國內(nèi)開展又困難重重。我們迫切需要增加相應的譜儀設備，這對解決國家‘卡脖子技術具有重要意義?！?/p>

王沿東還透露，美國一些實驗室有明確規(guī)定，禁止我國某些高校在這些實驗室開展實驗。即使能夠通過實驗機時申請，簽證也可能因為各種原因無法順利辦理。加快完善譜儀/線站后續(xù)建設，提升國內(nèi)大科學裝置利用率，“形勢非常緊迫！”

后續(xù)建設制度不完善

中科院高能物理研究所東莞分部副主任梁天驕表示：“中子散射可用于研究物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)和物質(zhì)微觀動力學。但中國散裂中子源現(xiàn)有的3臺譜儀都是研究微觀結(jié)構(gòu)的，因缺少研究微觀動力學的譜儀，該領域的研究在中國散裂中子源還無法開展。”

“日本散裂中子源于2001年動工，2008年完成建源并配備10臺譜儀，2008年至2014年間，其規(guī)劃設計中的21臺譜儀基本建成。”曾在日本散裂中子源工作過的李昺說，“我們目前做實驗急需的較高端的譜儀——高能量分辨率非彈性散射譜儀，在日本先期建設的10臺譜儀中就早已配置。”

陳延偉也介紹：“日本的第一個同步輻射裝置于1983年建成，一期建設了加速器及5條光束線，在隨后的5年內(nèi)，很快建設了28條光束線?！?/p>

相比之下，國內(nèi)大科學裝置后續(xù)建設啟動過于緩慢。

中科院高能物理研究所原副所長張闖說：“我國的大科學裝置建設之初也都有整體計劃，后續(xù)建設項目則按五年期新建項目進行規(guī)劃安排。”

這種管理模式存在諸多問題和弊端。專家們認為，對于有后續(xù)建設計劃的項目，應該在一期建設中就進行必要的安排和投入。

此外，由于項目不得不以五年規(guī)劃開展，后續(xù)項目建設的時效性也會受到影響，包括影響大科學裝置整體效益的發(fā)揮，同時也不利于管理部門對投入總量的宏觀把控。

中國散裂中子源漂移管加速器腔體。來源： 高能物理研究所

王沿東認為，項目機制應提高靈活度，例如美國的一些實驗室在立項時會考慮尖端設備研發(fā)過程中的不可預見費用，包括考慮通貨膨脹等問題，可能申請時價值幾千萬的儀器，在實際建造時會上漲至億元，這就需要更加靈活的機制保障項目的后續(xù)建設。

專家建議，審定批準的后續(xù)建設項目應不受五年規(guī)劃期限制，適時申請、簡化程序、及時審批、盡快啟動，合理地快速推進。

只有譜儀這個“硬件”還不夠，還必須配備相應的“軟件”，我國缺乏與用戶對接的譜儀人才，薪酬待遇是難以引才的重要原因。

譜儀人才缺乏

譜儀建設工藝復雜，需要不斷更新調(diào)試。譜儀科學家是裝置與用戶之間的“橋梁”，對譜儀和大科學裝置的有效利用、譜儀的建設更新、用戶滿意度有重要影響。

我國目前十分缺乏譜儀科學家，考核機制和薪酬待遇成為難以引才留才的重要原因。

“國外譜儀科學家，一是較固定，二是待遇較高。在博士畢業(yè)后，需要在譜儀方面進行幾年博士后培養(yǎng)，然后才能留下來負責譜儀運行管理?！痹诿绹饦鋷X國家實驗室工作過的王沿東介紹：“一方面他們的薪酬待遇高，容易留住人;另一方面固定專業(yè)的人才，有利于對后續(xù)譜儀的建設利用。”

洪亮也表示：“只有譜儀這個‘硬件還不夠，還必須配備相應的‘軟件，我國缺乏與用戶對接的譜儀人才，薪酬待遇是難以引才的重要原因?！?/p>

李昺對此也表示認同。他表示在國外開展實驗，與國外的譜儀科學家對接起來，相對更為流暢。國外的譜儀科學家也更能理解和滿足用戶的要求。

“我國的科研院所、高校應該更加開放，共同加大對大科學裝置國際先進人才的引進?！蓖跹貣|說。

此外，充分發(fā)揮大科學裝置的作用，還需加強大科學裝置的科普。

“我們在招生時，很多優(yōu)秀的理工科學生對大科學裝置還是了解甚少。我們希望借助科普的力量，讓科研人員充分利用大科學裝置。”李昺說。

陳延偉也表示：“散裂中子源等大科學裝置的科普非常重要。通過科普，一是可以讓更多的用戶了解大科學裝置的作用，提高用戶實驗水平;二是可以吸引更多的有志之士，一起投入到大科學裝置的后續(xù)建設中?！?/p>

◎ 來源|中國科學報