重大科技基础设施(以下称“大科学装置”)是国家和地区为解决经济社会发展战略性、基础性和前瞻性科技问题而投资建设的科学技术研究设施,是国家科技综合实力的重要体现。习近平总书记强调:“要科学规划布局前瞻引领型、战略导向型、应用支撑型重大科技基础设施,强化设施建设事中事后监管,完善全生命周期管理,全面提升开放共享水平和运行效率。”大科学装置是国家战略科技力量建设的核心方阵,事关全球科技制高点抢占、经济社会高质量发展和国家安全保障。当前,浙江省正处于创新型省份建设的关键时期,高质量建设、管理和运营大科学装置,对浙江省因地制宜培育发展新质生产力、实现科技自立自强具有重要意义。
一、国内外大科学装置建设整体情况
(一)主要发达国家大科学装置建设现状
一是美国采取长期规划和动态调整相结合的建设策略。1939年,美国建成全球首台回旋加速器,拉开了全球大科学装置建设序幕。美国能源部(DOE)和国家基金会(NSF)是大科学装置主管部门,累计建成哈勃太空望远镜、重离子对撞机等近100个大科学装置,涵盖粒子物理和核物理、超快科学、磁体科学等学科。其中,DOE采用前瞻规划、长期推进的管理方式,并根据重大设施规划建设的优先顺序进行资源配置。NSF采用年度规划的管理方式,围绕学科重大进展动态调整建设目标。
哈勃太空望远镜
二是欧盟采用多国协同、共建共管的建设模式。2006年,欧盟发布了第一版大科学装置发展路线图,以德、英、法等国为核心,依托各国的大型国立科研机构,联合共建了包括欧洲自由电子激光、欧洲散裂中子源等在内的近200个大科学装置,从而形成了领先全球的大科学装置体系。到了2019年,欧洲科研基础设施战略论坛发布了《欧洲研究基础设施战略论坛路线图2018》,其中提出了未来中长期泛欧洲大科学装置需求总体规划,该规划涵盖了能源、环境、健康与食品、物理与工程、数字化以及社会与文化创新等六大领域。
欧洲自由电子激光
三是日本以重大科技任务为牵引建设布局大科学装置。上世纪70年代是日本大科学装置建设的主要时期,该时期,日本在“科技立国”战略的支撑下,定期制定和实施科学技术基本计划,旨在推动国家大科学装置由多方主体共同建设、享用。依托日本高能物理研究所等国立科研机构,日本成功打造了质子同步加速器、脉冲散裂中子装置、光子工厂、非对称正负电子对撞机等40多个大科学装置。
质子加速器
四是俄罗斯构建了目标导向明确的大科学装置体系。得益于继承自前苏联的丰富科技资源,俄罗斯逐渐发展出了一套集专用科研设备、公用试验平台及公益基础设施于一体的国家大科学装置体系。该体系在对撞机、加速器、激光器以及极地考察、太空探索、自由电子激光等领域均具备雄厚的建设实力,位居世界先进行列。此外,俄罗斯还积极参与国际大型科技基础设施建设项目,并在欧洲自由电子X射线激光器、国际热核反应堆、欧洲超大功率激光系统等大科学装置的建设中发挥了重要作用。
国际热核聚变实验堆计划
(二)我国大科学装置建设现状
自党的十八大以来,中国在国家层面相继制定了《国家重大科技基础设施中长期规划(2012-2030年)》《国家重大科技基础设施建设“十三五”规划》等一系列规划文件,这些文件共同勾勒出了符合国家战略需求的大科学装置中长期发展路线图,覆盖了能源、生命、地球系统与环境、材料、粒子物理和核物理、空间和天文、工程技术等七大科学领域。从整体上看,我国大科学装置的建设呈现出“量质并举”的良好态势。截至2023年底,我国已建成或在建的国家级大科学装置达到了77个,其中涌现出了“中国天眼”“人造太阳”等国之重器。这些装置逐步形成了以北京怀柔、上海张江、安徽合肥以及粤港澳等综合性国家科学中心为核心的大科学装置集群。
中国天眼
其中,北京市大力推进怀柔综合性国家科学中心建设,已投资超200亿元用于支持大科学装置建设。目前,该中心已集聚20个国家大科学装置,占全国总数的26%,并承担了包括北京激光加速器、现代轨道交通综合实验基地、深部地下观测与实验系统等在内的5项国家大科学装置培育项目。上海市则依托中央在沪科研机构、高水平研究型大学等资源,已建成或在建20个大科学装置,占全国总数的26%,并拥有神光II高功率激光实验装置、上海光源及其线站工程、生物医学大数据基础设施等一批具有独创性、独有性的国家大科学装置。广东省在2017年率先提出省级大科学装置培育计划,截至目前,已拥有中国散裂中子源、加速器驱动嬗变系统、强流重离子加速器等9个国家大科学装置,占全国总数的11.7%。安徽省则围绕综合性国家科学中心,建设布局全超导托卡马克核聚变实验装置、同步辐射光源、稳态强磁场等国家大科学装置7项,占全国总数的9%。
二、浙江加快推进
大科学装置建设的迫切需求
(一)大科学装置是高水平创新型省份建设的“必答题”。习近平总书记在浙江考察时明确提出,“浙江要在以科技创新塑造发展新优势上走在前列”,并对浙江打造高水平创新型省份和科技强省提出了新要求。拥有3个以上“国字号”大科学装置,被视为衡量高水平创新型省份建设的关键指标。然而,目前浙江仅有超重力、极弱磁两个在建的“国字号”大科学装置,尤其是海洋领域大科学装置尚未实现“零”的突破,亟需谋划部署一批符合浙江实际需求的大科学装置,以将自身的资源禀赋和创新优势转化为产业优势与发展优势。
(二)大科学装置是破解浙江关键核心技术受制的“利器”。当前,中美竞争博弈日益加剧,科技领域正处于国际竞争的最前沿和主战场。2022年,浙江省经信厅对全省汽车、机器人、安防、集成电路等12条细分产业链进行风险摸排,发现有392项产品存在断链断供的风险;同时,21家省内科技型企业以及3家科研院所被列入“实体清单”等黑名单。面对关键核心技术的“卡脖子”困境,浙江要聚焦重点领域,提前部署一批大科学装置,为科技自立自强贡献浙江智慧。
(三)大科学装置是浙江打造世界级人才高地的“前沿阵地”。从欧美发达国家的经验来看,大科学装置对人才的“磁吸效应”日益凸显,已成为培养和吸引顶尖科技人才、工程技术人才、高技能人才的战略高地。省委书记易炼红在“新春第一会”上强调,“深化实施人才强省战略,全面加强‘三支队伍’建设,以‘大人才观’全力打造中国式现代化建设者大军”。高水平创新人才是推动科技创新和产业发展的关键要素和核心支撑,事关高水平创新型省份建设全局。加快谋划建设更多大科学装置,将有利于浙江打造具有世界影响力的创新人才高地。
三、几点建议
(一)完善顶层设计,研究制定大科学装置中长期规划。充分发挥省委科技委统筹协调作用,由各省级部门组成的大科学装置建设工作专班,研究编制符合浙江客观需求的大科学装置建设中长期规划、评价管理办法等相关规划和政策文件,明确现阶段及未来浙江大科学装置建设目标、重点任务和具体举措。同时,借鉴上海经验,省级层面牵头组建大科学装置用户咨询委员会,围绕设施规划布局、可行性研究、运行评价、优化升级等阶段组织开展论证咨询、征集用户意见,确保大科学装置规划、建设和运行充分体现用户需求。
(二)聚焦重大需求,系统谋划前沿领域大科学装置。聚焦人工智能、量子科技、深海深空深时、数字反应堆、极端环境材料、超级算力网络等重大战略领域,以省重大科技专项和国际大科学计划等为牵引,建立符合浙江需求的大科学装置预备培育机制,加快形成全省大科学装置建设项目库、时间表,力争培育若干国家级大科学装置“预备队”。例如,海洋二所的海洋地震声学智能观测系统计划在全球海域布放3500个沉浮式智能海洋声学监测装置,这对海洋军事安全、海洋生物资源利用、海洋防灾减灾等方面都具有重大意义。由此,省级层面应考虑对此类装置建设与团队给予更多支持,争创浙江第3个“国字号”大科学装置。
(三)加强央地协同,争取国家重大项目窗口指导。加强与国家有关部委协同对接,密切跟踪国家层面项目研究和规划编制进度,及时掌握国家重大科技基础设施建设部署最新动态,积极争取国家重大项目窗口指导。重点支持海洋二所海洋地震声学智能观测系统、之江实验室多维超级感知系统、新一代工业互联网信息安全系统等潜力项目申报“国字号”重大科技基础设施,并争取将其纳入国家“十五五”规划。发挥中科院、工程院等中央部属单位在浙科研机构牵引作用,整合院士专家团队资源力量,针对浙江实际需求开展前瞻性预研,凝练出亟待解决的重大科学问题和长远目标,合力推动国家大科学装置落户浙江。
(四)强化要素保障,构建多元化投入共建机制。省级层面系统谋划全省大科学装置建设项目库、时间表,建立省市联动的财政投入稳定增长机制,为大科学装置预研、建设、科研和运维提供全生命周期的经费支持。切实发挥政府科创引导基金撬动作用,以阶段参股、跟进投资、风险补贴等方式,引导各类社会资本积极参与大科学装置建设。建立新型投融资担保机制,探索联合担保、银保联动、担保合作等新范式,为浙江大科学装置建设提供风险保障。深化“以我为主”的国际科技合作机制,面向全球发布合作邀请,汇聚国外的高端人才和技术资源,共同参与大科学装置建设和相关基础研究。
作者简介:
朱莉妍,副教授,浙江金融职业学院捷克研究中心学术部主任,经济学博士。研究方向为国际金融、科技金融。
潘静波,浙江金融职业学院电子商务与新消费研究院,副教授,投资保险学院副书记、副院长,新闻学、经济学硕士,浙江省金融顾问。研究方向为区域金融、家庭金融。