國內重大科技基礎設施建設經驗及啟示

文/朱 巍 程 艷 田思媛（武漢市科技發(fā)展促進中心）

隨著現代科學研究中學科分化和交叉融合不斷深入，科學領域的革命性變革越來越需要重大科技基礎設施的支撐；隨著技術創(chuàng)新和產業(yè)振興的步伐不斷加快，技術創(chuàng)新和產業(yè)發(fā)展越來越需要重大科技基礎設施提供強大動力；隨著國際科技競爭合作日趨激烈，我國科技國際影響力越來越需要重大科技基礎設施的牽引和依托。因此，進一步加強重大科技基礎設施建設，有利于城市、區(qū)域、國家在新一輪科技革命中搶占先機、有所作為。

一、重大科技基礎設施的定義及建設管理

1.定義及特點

重大科技基礎設施又稱大科學裝置。2014 年，國家發(fā)展改革委印發(fā)的《國家重大科技基礎設施管理辦法》中對其明確定義：重大科技基礎設施是指為提升探索未知世界、發(fā)現自然規(guī)律、實現科技變革的能力，由國家統(tǒng)籌布局，依托高水平創(chuàng)新主體建設，面向社會開放共享的大型復雜科學研究裝置或系統(tǒng)，是長期為高水平研究活動提供服務、具有較大國際影響力的國家公共設施。

重大科技基礎設施不同于一般的科學儀器裝備和基建項目，其建設規(guī)模和耗資大、建設時間長、技術綜合復雜，建設運營的全過程表現出很強的開放性，產出主要是科學知識和科技成果，且需要通過長期穩(wěn)定的運行和發(fā)展才能實現預定的科學技術目標。

2.國家總體戰(zhàn)略部署

2013 年，國務院發(fā)布《國家重大科技基礎設施建設中長期規(guī)劃（2012—2030 年）》，根據重大科技基礎設施發(fā)展的國際趨勢和國內基礎，以能源、生命、地球系統(tǒng)與環(huán)境、材料、粒子物理和核物理、空間和天文、工程技術等7 個科學領域為重點，從預研、新建、推進和提升4 個層面逐步完善重大科技基礎設施體系。

此外，作為國家重大科技基礎設施長期規(guī)劃的補充和細化，《國家重大科技基礎設施建設“十三五”規(guī)劃》還明確提出在7 個重點領域根據擬建設施屬性、科學目標、技術基礎、科研需求和人才隊伍等基礎條件，優(yōu)先啟動空間環(huán)境地基監(jiān)測網等10 個建設條件成熟、前期準備工作充分的重大科技基礎設施建設項目；對科學意義重大、國家需求強烈、搶占科技創(chuàng)新制高點、預先研究較為充分并納入綜合評審的設施，在深化論證、開展國內外同類設施對比分析的基礎上，適時啟動將北京在線同位素分離豐中子束流裝置、中國陸地生態(tài)系統(tǒng)觀測實驗網絡等納入專家綜合評審的設施（見表1）。

二、 國內重大科技基礎設施建設經驗

1.北京

北京目前已建成重大科技基礎設施7 個，除子午工程、遙感衛(wèi)星地面站布局全國，2.16 米光學望遠鏡地處河北興隆外（這3 個重大科技基礎設施由北京的高校院所承建），其他設施均位于北京（見表2）。

“十三五”期間北京市計劃新增6 個重大科技基礎設施，除子午工程二期布局全國、模式動物表型與遺傳研究設施分別位于河北涿州和云南昆明外，其他則均選址北京懷柔。

表1 “十三五”期間重大科技基礎設施建設任務

表2 北京重大科技基礎設施統(tǒng)計表

北京目前已建成及在建項目中，除20 世紀80 年代建成的兩個重大科技基礎設施（HI-13 串列式靜電加速器、5 兆瓦低溫核供熱試驗堆）外，其他項目均為中國科學院主導或參與建設。

2.上海

根據調研信息，上海已建成和在建的重大科技基礎設施有10 個（見表3），均由中國科學院主導或參與建設。另有4 個重大科技基礎設施還在謀劃中，尚未完全確定。

上海的重大科技基礎設施中70%為中國科學院上海應用物理研究所、中國科學院上海光學精密機械研究所及上海科技大學共建的光源類項目，包括已建成的上海光源、上海神光Ⅱ裝置，已開工建設的上海光源線站工程、軟X 射線自由電子激光裝置、超強超短激光實驗裝置、硬X 射線自由電子激光裝置、活細胞結構和功能成像平臺等，且以上光源類項目大多數選址張江，張江已形成具有國際一流水平的重大科技基礎設施集群。

除以上通過調研獲得的信息外，通過在網站檢索發(fā)現國家發(fā)展改革委還批復了轉化醫(yī)學研究設施、海底科學觀測網、高效低碳燃氣輪機實驗裝置等重大科技基礎設施落戶上海。其中轉化醫(yī)學研究設施由上海交通大學承建，位于上海黃浦區(qū)和閔行區(qū)；海底科學觀測網由同濟大學和中國科學院聲學研究所承建，項目布局東海、南海；高效低碳燃氣輪機實驗裝置由中國科學院、江蘇省政府和上海市政府承建，位于上海和江蘇連云港。

3.合肥

合肥市重大科技基礎設施建設起步早，最早起步于20 世紀80 年代。合肥已建成重大科技基礎設施3個，分別為同步輻射裝置、全超導托卡馬克核聚變實驗裝置和穩(wěn)態(tài)強磁場實驗裝置，除同步輻射裝置由中國科學技術大學建設外，其他2 個項目均由中國科學院合肥物質科學研究院主導建設（見表4）。

合肥擬新建重大科技基礎設施5 個，聚變堆主機關鍵系統(tǒng)綜合研究設施由安徽省政府和中國科學院籌建，項目落戶合肥，已于2018 年啟動；合肥先進光源（HALS）及先進光源集群、大氣環(huán)境立體探測試驗研究設施預研正加快推進，將爭取列入“國家‘十四五’重大科技基礎設施計劃”；未來網絡試驗設施(合肥中心)可研報告已獲國家批復；高精度地基授時系統(tǒng)（合肥一級核心站）可研報告已報國家發(fā)展改革委。

表3 上海重大科技基礎設施統(tǒng)計表

表4 合肥已建成的重大科技基礎設施統(tǒng)計表

4.武漢

武漢目前已建和在建重大科技基礎設施有2 個。一個是“十一五”期間批復建設的“國家脈沖強磁場實驗裝置”，由華中科技大學承擔建設并在2014 年通過國家驗收并對外開放運行，已有國內外近百家單位在此開展科學研究1100 余項，該設施2019 年獲得國家科學技術進步獎一等獎；另一個是“十二五”期間批復建設的“精密重力測量研究設施”，2015 年批準立項，由華中科技大學等單位共建，計劃在2020 年建成。此外，武漢2015 年已建成國內首個最高防護等級的生物安全實驗室——中國科學院武漢國家生物安全實驗室（即武漢P4 實驗室），由中國科學院和武漢市政府共同建設，是專用于烈性傳染病研究的大型裝置，是人類迄今為止能建造的生物安全防護等級最高的實驗室，但尚未被國家發(fā)展改革委認可為重大科技基礎設施（見表5）。

除此以外，武漢還在進一步謀劃布局多模態(tài)跨尺度生物醫(yī)學成像設施、國家作物表型組學研究設施、大氣環(huán)境模擬系統(tǒng)、生物醫(yī)學大數據基礎設施、農業(yè)微生物國家重大基礎設施、磁阱型聚變中子源實驗裝置等多個重大科技基礎設施。

5.其他區(qū)域

西安市2018 年開始建設首個重大科技基礎設施——高精度地基授時系統(tǒng)，同時在陜西省政府與中國科學院共同建設的中國科學院西安科學園中開展加速器質譜中心集群、西安阿秒光源、大陸環(huán)境鉆探巖心標本庫及分析測試設備集群、大型太陽能城市空氣清潔系統(tǒng)的培育建設；積極引進籌建醫(yī)用重離子加速器裝置、飛秒激光精密制造裝備的工業(yè)化可靠性研究測試中心、西部質子（醫(yī)療）中心[1]。

表5 武漢現有重大科技基礎設施基本情況表

此外，粵港澳大灣區(qū)戰(zhàn)略定位為具有全球影響力的國際科技創(chuàng)新中心，目前已有國家超級計算廣州中心、中國（東莞）散裂中子源、惠州強流重離子加速器與加速器驅動嬗變研究裝置、江門開平中微子實驗站等多個重要科學平臺與大科學裝置[2]。

三、 建設重大科技基礎設施的啟示

1.立足地方需求積極對接國家戰(zhàn)略

從全國范圍看，相當多的重大科技基礎設施由中國科學院主導或參與建設。因此，地方政府在依據《國家重大科技基礎設施建設中長期規(guī)劃（2012—2030 年）》進行重大科技基礎設施戰(zhàn)略布局時，要與中國科學院深入溝通、積極合作，爭取中國科學院相關領域重大科技基礎設施早日落戶，將有希望的項目盡早納入國家規(guī)劃中。

2.加快建設綜合性國家科學中心

重大科技基礎設施是綜合性國家科學中心的必要條件，綜合性國家科學中心未來將是重大科技基礎設施集聚區(qū)。城市在建設、謀劃重大科技基礎設施過程中要納入到綜合性國家科學中心的總體框架中，統(tǒng)籌謀劃、系統(tǒng)推進，要面向重大戰(zhàn)略需求，瞄準科技前沿，統(tǒng)籌高等院校、科研機構以及大型企業(yè)科研力量，匯聚國內外頂尖人才團隊，引進優(yōu)質科技資源，在區(qū)域優(yōu)勢學科方面開展前期研究，為未來新一批重大科技基礎設施的建設打下堅實基礎。

3.探索市場化主體建設重大科技基礎設施的新模式

近年來，重大科技基礎設施建設主體有著明顯的變化趨勢。一是早期建設主體以中國科學院等科研機構為主，但近年來高校更多地參與到重大科技基礎設施建設中；二是建設主體不再是以往一個單位獨資建設，更多地是由多個單位或者是與地方政府合作建設?！笆濉逼陂g，多個審批立項的項目是由中國科學院和高校合作共建或是高校獨立建設，因此地方政府在建設重大科技基礎設施時，既要借助當地研究型大學、科研院所優(yōu)勢，又要探索新的市場化主體開展重大科技基礎設施申報和建設工作。

4.積極探索跨區(qū)域合作建設重大科技基礎設施

當前有越來越多的重大科技基礎設施由不同區(qū)域的相關單位合作建設，如北京的模式動物表型與遺傳研究設施分別位于河北涿州和云南昆明，由北京和云南的相關單位共同建設；高燃低碳燃氣輪機試驗裝置由中國科學院、江蘇省政府、上海市政府合作建設，在上海和江蘇連云港都有布局。因此，地方政府應結合當地現狀，在薄弱環(huán)節(jié)探索跨區(qū)域合作方案，實現優(yōu)勢互補、合作共贏，積極探索跨區(qū)域合作建設重大科技基礎設施。

5.利用重大科技基礎設施突破一批“卡脖子”關鍵技術

重大科技基礎設施能夠為國家急需攻克的“卡脖子”關鍵技術提供解決途徑，要積極利用重大科技基礎設施部署交叉前沿方向，大力推進新技術、新方法在重大科技基礎設施建設運行中的應用，要重視依托已建成的重大科技基礎設施開展原創(chuàng)性重大科學問題研究，同時，要重視依托重大科技基礎設施開展引領未來發(fā)展方向的關鍵技術研究。積極探索以我為主的國際合作，鼓勵重大科技基礎設施依托單位參與或牽頭組織國際大科學計劃和大科學工程。

6.推動重大科技基礎設施與城市建設協(xié)同推進

重大科技基礎設施彰顯了城市的科技實力，其建設運營將帶動城市科技創(chuàng)新能力和產業(yè)發(fā)展能力的提升。建議城市在建設重大科技基礎設施時，結合本地科研機構分布、科研實力、產業(yè)發(fā)展現狀，從設施的效益發(fā)揮及對外輻射范圍、對高端科技人才的吸引力、對科技變革的推動力、對產業(yè)高質量發(fā)展的推動力等方面綜合考慮，將重大科技基礎設施建設與周邊科研基地、科技園區(qū)、創(chuàng)新示范區(qū)、城市總體規(guī)劃布局等協(xié)調融合，充分發(fā)揮重大科技基礎設施的社會效益和經濟效益。

7.健全重大科技基礎設施管理機制

強化重大科技基礎設施向社會的開放程度，建立設施的開放共享機制，鼓勵外部科學家和科研團隊使用重大科技基礎設施，支持與國際國內研究人員合作利用重大科技基礎設施，切實提高設施的運行服務效率和成果產生率，增強設施的服務覆蓋范圍，避免同類設施重復建設造成資源浪費。采取分類評價方式，針對重大科技基礎設施建設運行期間的建設管理、質量管理、運行維護、使用效率、成果產生等方面進行績效評價，引入第三方機構開展績效評價，建立健全績效評價體制。