我國四大綜合性國家科學(xué)中心的建設(shè)路徑及思考

文/曹方 王楠 何穎（中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院）

我國《國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展“十三五”規(guī)劃綱要》確定了綜合性國家科學(xué)中心的內(nèi)核是以大科學(xué)設(shè)施為基礎(chǔ)支撐開展基礎(chǔ)研究和原始創(chuàng)新。目前，我國已批準(zhǔn)建設(shè)的四大綜合性國家科學(xué)中心，根據(jù)自身資源稟賦和功能定位，選擇了符合自身?xiàng)l件且各具特色的發(fā)展路徑。《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》明確了綜合性國家科學(xué)中心必須以已建成并形成一定集聚度的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施為支撐。

面向世界科技前沿，國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于全面加強(qiáng)基礎(chǔ)科學(xué)研究的若干意見》，科技部等有關(guān)部門發(fā)布實(shí)施《加強(qiáng)“從0到1”基礎(chǔ)研究工作方案》《新形勢下加強(qiáng)基礎(chǔ)研究若干重點(diǎn)舉措》；面向“十四五”，我國緊緊圍繞構(gòu)建新發(fā)展格局發(fā)揮科技創(chuàng)新的戰(zhàn)略支撐作用，通過應(yīng)用驅(qū)動(dòng)倒逼基礎(chǔ)研究，真正解決經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重大科技問題；面向中長期，我國將加強(qiáng)國家科學(xué)中心的系統(tǒng)性布局，全面加強(qiáng)基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究。

一、上海張江綜合性國家科學(xué)中心

2016年2月，由上海市主導(dǎo)，中國科學(xué)院和部屬重點(diǎn)高校主要參與建設(shè)的上海張江綜合性國家科學(xué)中心獲批，成為我國第一個(gè)綜合性國家科學(xué)中心。上海張江綜合性國家科學(xué)中心的建設(shè)是加快推動(dòng)上海成為具有全球影響力科技創(chuàng)新中心的關(guān)鍵核心任務(wù)，是代表世界一流水平大科學(xué)裝置群的集聚地，是交叉前沿科技領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)原創(chuàng)性突破的策源地，是我國提升全球科技競爭力和躋身創(chuàng)新型國家前列的重要支撐地。

上海張江綜合性國家科學(xué)中心從四個(gè)方面入手有力有序加快建設(shè)，搭建了綜合性國家科學(xué)中心的基礎(chǔ)架構(gòu)（見表1）。一是建立了上海光源、超強(qiáng)超短激光實(shí)驗(yàn)裝置、軟X射線自由電子激光用戶裝置、量子通信等大科學(xué)裝置，支撐物理、材料、生命等領(lǐng)域的重大原始創(chuàng)新。二是組織推動(dòng)了一批大科學(xué)行動(dòng)計(jì)劃，目前正在進(jìn)行的有類腦智能科技行動(dòng)計(jì)劃、能源領(lǐng)域科技行動(dòng)計(jì)劃、納米科技行動(dòng)計(jì)劃等，旨在前沿交叉領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大原創(chuàng)性突破。三是培育和吸引全球頂尖創(chuàng)新資源匯聚張江，加快張江實(shí)驗(yàn)室、李政道研究所、國際人類表型組創(chuàng)新中心等高端創(chuàng)新平臺的建設(shè)步伐，推動(dòng)上?？萍即髮W(xué)、復(fù)旦大學(xué)、中國科學(xué)院在張江進(jìn)行布局，面向國內(nèi)外引進(jìn)高水平科技創(chuàng)新人才，形成支撐國家科學(xué)中心發(fā)展的創(chuàng)新資源“蓄水池”。四是探索建立由理事會主導(dǎo)的綜合性國家科學(xué)中心組織管理新制度，下設(shè)管理中心和基金會，推動(dòng)首席科學(xué)家示范制度，加大全市大科學(xué)裝置的開放共享。

表1 上海張江綜合性國家科學(xué)中心建設(shè)情況

二、安徽合肥綜合性國家科學(xué)中心

2017年1月，由安徽省政府牽頭，與中國科學(xué)院共同進(jìn)行建設(shè)的合肥綜合性國家科學(xué)中心獲批。作為合肥加快打造具有國際影響力創(chuàng)新之都的重要任務(wù)之一，合肥綜合性國家科學(xué)中心聚焦能源、信息、材料、生命、環(huán)境等科學(xué)領(lǐng)域，開展多學(xué)科交叉研究、產(chǎn)生變革性技術(shù)、催生戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，致力于成為國家創(chuàng)新體系的基礎(chǔ)平臺、科學(xué)研究的制高點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的源動(dòng)力、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展先行區(qū)。

表2 合肥綜合性國家科學(xué)中心建設(shè)情況

合肥綜合性國家科學(xué)中心明確了“四個(gè)層級”的建設(shè)路徑，從核心層、中間層、外圍層和聯(lián)動(dòng)層統(tǒng)籌推進(jìn)（見表2）。一是建立核心層，爭創(chuàng)量子信息科學(xué)國家實(shí)驗(yàn)室，提升中國超導(dǎo)托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置（簡稱“EAST”）等已有大科學(xué)裝置的性能，加快中國聚變工程實(shí)驗(yàn)堆（簡稱“C F E T R”）、合肥先進(jìn)光源 （簡稱“HALS”）等大科學(xué)裝置的建設(shè)，使其成為科學(xué)中心建設(shè)的核心力量。二是搭建中間層，以中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、合肥工業(yè)大學(xué)、中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等高校和科研院所為基礎(chǔ)，打造世界一流的創(chuàng)新型大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)，并建立天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)合肥中心、地球和空間科學(xué)前沿研究中心等前沿交叉研究平臺和共性技術(shù)研發(fā)平臺。三是構(gòu)建外圍層，以促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展為目標(biāo)，圍繞產(chǎn)業(yè)鏈布局創(chuàng)新鏈，以中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)先進(jìn)技術(shù)研究院、中國科學(xué)院合肥技術(shù)創(chuàng)新工程院等高端技術(shù)創(chuàng)新平臺為依托，全力突破一批產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)。四是建立聯(lián)動(dòng)層，組織實(shí)施一批省重大科技專項(xiàng)和研發(fā)計(jì)劃，啟動(dòng)量子通信與計(jì)算機(jī)研究等重大科研項(xiàng)目。

三、北京懷柔綜合性國家科學(xué)中心

2017年6月，由北京市和中國科學(xué)院共同建設(shè)的北京懷柔綜合性國家科學(xué)中心獲批。北京懷柔綜合性國家科學(xué)中心在北京全國科技創(chuàng)新中心的大布局下建設(shè)，是懷柔科學(xué)城建設(shè)成為引領(lǐng)全球科學(xué)發(fā)現(xiàn)和重大前沿技術(shù)突破的新引擎，是與國家戰(zhàn)略需要相匹配的世界級原始創(chuàng)新承載區(qū)的核心支撐，也是推動(dòng)北京市高質(zhì)量發(fā)展的新動(dòng)能。

北京懷柔綜合性國家科學(xué)中心依托首都創(chuàng)新資源的綜合優(yōu)勢，更加聚焦物質(zhì)科學(xué)、空間科學(xué)、大氣環(huán)境科學(xué)和地球科學(xué)等前沿科學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究和原始創(chuàng)新（見表3）。一是強(qiáng)力布局一批具有國際領(lǐng)先水平的大科學(xué)裝置，包括多模態(tài)跨尺度生物醫(yī)學(xué)成像設(shè)施、綜合極端條件實(shí)驗(yàn)裝置、“子午工程”二期等，為科學(xué)中心的發(fā)展提供基礎(chǔ)支撐。二是圍繞大科學(xué)裝置集群，以國家實(shí)驗(yàn)室的標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)物質(zhì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)室和空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)室，并在生命科學(xué)、大氣環(huán)境科學(xué)、地球科學(xué)等領(lǐng)域組建一批高水平的新型科研機(jī)構(gòu)，開展高水平和高層次的科技創(chuàng)新活動(dòng)。三是科學(xué)布局和建設(shè)一批協(xié)同創(chuàng)新交叉研究平臺，包括腦認(rèn)知功能圖譜與類腦智能交叉研究平臺、京津冀大氣環(huán)境與物理化學(xué)前沿交叉研究平臺等，致力于在前沿交叉科學(xué)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破性進(jìn)展。四是構(gòu)建國際化的、適應(yīng)科研人才居住的國際人才社區(qū)，依托中國科學(xué)院大學(xué)、清華大學(xué)、北京大學(xué)等“雙一流”高校和重大科學(xué)計(jì)劃，培養(yǎng)和引進(jìn)一批高端科技人才入駐科學(xué)中心，打造科學(xué)領(lǐng)軍人才高地。

四、深圳綜合性國家科學(xué)中心

表3 北京懷柔綜合性國家科學(xué)中心建設(shè)情況

2019年8月，《中共中央國務(wù)院關(guān)于支持深圳建設(shè)中國特色社會主義先行示范區(qū)的意見》中，明確提出建設(shè)以深圳為主陣地的綜合性國家科學(xué)中心，作為粵港澳大灣區(qū)國際科創(chuàng)中心建設(shè)的重要支撐。“創(chuàng)建深圳綜合性國家科學(xué)中心”作為建設(shè)中國特色社會主義先行示范區(qū)的重點(diǎn)任務(wù)之一，旨在集中粵港澳科技、金融、教育等優(yōu)質(zhì)的創(chuàng)新資源，加強(qiáng)“從0到1”的基礎(chǔ)研究，提升原始創(chuàng)新能力，力爭在“卡脖子”關(guān)鍵核心技術(shù)、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展等方面實(shí)現(xiàn)新突破。

相較于其它三大綜合性國家科學(xué)中心，深圳市在基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究上十分薄弱，未來深圳將從以下六個(gè)方面加快建設(shè)（見表4）。一是面向產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，圍繞材料科學(xué)、信息科學(xué)等領(lǐng)域，建設(shè)國家級的重大科學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施，為各個(gè)領(lǐng)域的專業(yè)研究提供先進(jìn)的科研手段。二是加快建設(shè)鵬城實(shí)驗(yàn)室和深圳灣實(shí)驗(yàn)室，以發(fā)展成為國家實(shí)驗(yàn)室為目標(biāo)，致力于在人工智能、網(wǎng)絡(luò)空間安全、生物醫(yī)藥領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大突破。三是面向生物醫(yī)藥、人工智能、大數(shù)據(jù)等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，籌建生物學(xué)研究平臺、腦認(rèn)知功能圖譜與類腦智能交叉研究平臺、精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)與大數(shù)據(jù)前沿交叉研究平臺等一批前沿交叉平臺。四是依托中山大學(xué)深圳校區(qū)、中國科學(xué)院深圳理工大學(xué)等高水平大學(xué)，建立科教融合集群。五是以促進(jìn)先進(jìn)科技成果產(chǎn)業(yè)化為目標(biāo)，建立產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室、科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化平臺等，打造高端技術(shù)的中試轉(zhuǎn)化基地。六是通過建設(shè)綜合性國家科學(xué)中心開放創(chuàng)新先導(dǎo)區(qū)，構(gòu)建與國際接軌的科技創(chuàng)新服務(wù)體系，努力在科技創(chuàng)新的市場化和國際化方面進(jìn)行探索。

五、對四大國家科學(xué)中心建設(shè)路徑的幾點(diǎn)思考

綜上所述，四大國家科學(xué)中心在重大科學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施、國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和前沿交叉研究平臺建設(shè)等方面均取得了顯著的成效，其建設(shè)路徑可以歸納為以下三個(gè)方面。

一是建設(shè)大科學(xué)裝置，支撐多學(xué)科原始創(chuàng)新。四大綜合性國家科學(xué)中心均加緊布局和建設(shè)大科學(xué)裝置，以期為多學(xué)科基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究的原始創(chuàng)新提供基礎(chǔ)支撐。目前，一些建成的大科學(xué)裝置已經(jīng)催生出了世界一流科研成果。例如，坐落于上海張江綜合性國家科學(xué)中心的上海光源大科學(xué)裝置集聚了一批世界頂尖科學(xué)家，并為其提供研究平臺和手段，促進(jìn)了物理、材料、生命等若干個(gè)學(xué)科的快速發(fā)展。其中，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所包信和院士團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新了天然氣直接轉(zhuǎn)化利用方法；清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院顏寧教授的研究組揭示了人源葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（簡稱“GLUT1”）的結(jié)構(gòu)和工作機(jī)理；中國科學(xué)院丁洪研究員利用該裝置展現(xiàn)了外爾費(fèi)米子，這些成果均具有世界級的影響力。

二是爭創(chuàng)國家實(shí)驗(yàn)室，攻克核心關(guān)鍵技術(shù)。國家實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)對攻克重大科學(xué)前沿領(lǐng)域中的核心關(guān)鍵技術(shù)有重要作用，四大綜合性國家科學(xué)中心紛紛籌劃和建設(shè)國家實(shí)驗(yàn)室。上海張江實(shí)驗(yàn)室堅(jiān)持以國家實(shí)驗(yàn)室的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行，旨在光子科學(xué)、信息技術(shù)和類腦智能等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大突破。合肥已建成的同步輻射國家實(shí)驗(yàn)室成為我國材料科學(xué)、凝聚態(tài)物理學(xué)、能源環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域的重要實(shí)驗(yàn)平臺，謝毅、楊學(xué)明、包信和等科學(xué)家利用“合肥光源”做出了諸多開創(chuàng)性的研究工作，并取得了大量具有世界影響力的成果。北京市懷柔綜合性國家科學(xué)中心在物質(zhì)科學(xué)、空間科學(xué)和地球科學(xué)領(lǐng)域布局和籌劃一批實(shí)驗(yàn)室。深圳已有的鵬程實(shí)驗(yàn)室和深圳灣實(shí)驗(yàn)室重點(diǎn)布局網(wǎng)絡(luò)通信、人工智能、網(wǎng)絡(luò)空間安全、生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的前沿研究，正在努力向國家實(shí)驗(yàn)室邁進(jìn)。

三是搭建前沿交叉研究平臺，搶占創(chuàng)新制高點(diǎn)。相較于物理、化學(xué)等傳統(tǒng)意義上單一的科學(xué)領(lǐng)域，前沿交叉領(lǐng)域打破了學(xué)科之間的“藩籬”，摒棄了“各自為戰(zhàn)”的科研模式，推動(dòng)科學(xué)技術(shù)在前沿技術(shù)領(lǐng)域跨越式發(fā)展。上海張江已建成上海腦科學(xué)與類腦研究中心，以期推動(dòng)國家在腦科學(xué)與類腦研究領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破。北京懷柔綜合性國家科學(xué)中心啟動(dòng)腦認(rèn)知功能圖譜與類腦智能交叉研究平臺、京津冀大氣環(huán)境與物理化學(xué)前沿交叉研究平臺的建設(shè)。合肥綜合性國家科學(xué)中心將建立地球和空間科學(xué)前沿、物質(zhì)科學(xué)交叉前沿平臺，醫(yī)學(xué)前沿科學(xué)和計(jì)算智能前沿技術(shù)中心，探索深地、信息、能源等領(lǐng)域的重大基礎(chǔ)科學(xué)問題。深圳后來居上，擬在生命科技領(lǐng)域布局一批前沿交叉平臺，推動(dòng)生物技術(shù)快速發(fā)展。