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    先进地区建设大科学装置的经验借鉴及对广州的启示

    时间：2023-06-28 21:35:03来源：百花范文网本文已影响人

    文/王喆 赵崇煦 张钰

    （一）大科学装置的定义

    大科学装置（Scientific apparatus）起源于二战时期的美国，代表着科学与国家安全的紧密联合。20世纪中期，科技发展开始出现新的趋势，大科学装置日益成为现代科学技术众多领域取得突破的必要条件和重大原始创新的重要载体，是世界科技强国争先布局建设的重点，也是各国开展前沿科学研究、提升科技创新能力的重要手段。

    （二）大科学装置的特点

    大科学装置的建设、利用与普通科学仪器及装备存在较大差异，也有别于一般基础设施建设项目，其主要特点包括：一是建设规模和固定资产投资较大、建设周期较长，更重要的是具有重大的科学技术、广泛而长远的影响；
    二是技术复杂且综合性强，具备工程施工和科技研发两重属性，在项目建设中需要大量研制非标准设备；
    三是它的产出是科学知识和技术成果，难以通过直观的经济效益来体现，需要长期稳定的运转、不间断的研发和持续的高水平科学研究活动，才能完成预定的科学研发目标；
    四是须借助国内外技术力量，从立项、建设到成果利用的全过程，都展现出开放、国际化的强大特质。

    （三）大科学装置的重要意义

    第一，大科学装置在现代社会数据和信息的收集和利用上起着重要的作用，从而有利于提高国家利用自然资源、人力资源以及各种硬件资源的效率。

    第二，大科学装置是支撑基础科学前沿研究和多学科交叉前沿研究的公共平台，其建设和运行水平代表着一个国家核心和原始创新能力的高低，是建立具有较强国际竞争力的国家大型科研基地的重要条件。

    第三，为促进经济社会全面协调可持续发展和国家安全提供必要的科技基础设施，成为众多高新技术的源泉和产业摇篮，大科学装置已然成为现代科技诸多领域取得突破的必要条件。

    《广州市国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》（穗府〔2021〕7号）提出，广州市未来要加快建设极端海洋动态过程多尺度自主观测科考设施、智能化动态宽域高超声速风洞、人类细胞谱系大科学研究设施、冷泉生态系统研究装置等重大科技基础设施（即大科学装置），续建航空轮胎大科学中心二期，用以支撑引领粤港澳大湾区国际科技创新中心、综合性国家科学中心建设，全面提升广州市的国际科技创新枢纽能级。

    南沙区、黄埔区作为广州市重点打造成大湾区综合性国家科学中心的主要承载区，当前正加快建设冷泉生态系统研究装置，积极争取智能化动态宽域高超声速风洞和极端海洋动态过程多尺度自主观测科考设施项目纳入国家相关规划，启动大湾区科学论坛永久会址建设，打造全球科技创新高地。另外，人类细胞谱系大科学研究设施项目设置在广州国际生物岛内，中国科学院广州生物医药与健康研究院正在推进前期工作。

    目前，广州的大科学装置主要有以下几个问题：

    （一）大科学装置重大项目较少且运行经费不足

    我国大科学装置主要分布在京津冀、长三角两个区域，北京、上海和合肥分布最为密集，已建成和正在筹备的重大项目较多，且已有科技成果转化。相对而言，广州大科学装置缺乏重大国家级项目，发展时间相对较短，先天不足制约了广州乃至粤港澳大湾区的科学技术发展，对广州推进综合性国家科学中心和粤港澳大湾区国际科技创新中心的建设都是不利的。大科学装置建成后，运行过程中仍需投入大量资金，每年约占设备建设投资的10%~20%，而广州相关政府职能部门通常只负责项目的基本建设投资，在支持的运行经费中不包括人员经费和研究经费，这些费用主要还是依靠单位开展科学研究进行补贴。

    （二）科研基础相对薄弱

    广州的城市定位主要以商业形象为主，经济水平发达，但科技研究水平并未与经济发展速度同步，相对薄弱的科学技术研发基础环境使大科学装置的发展在一定程度上受到制约。近年来，广州利用自身经济优势全力提升科研水平，全市2021年基础研究经费占全市R&D（研究与试验发展）经费比重达13.9%（我国平均水平则为6.09%），创历史新高，接近世界先进国家水平，但是国家级科研机构还不够多，能推动科技成果产业化的重量级研究机构严重不足，且受困于相对薄弱的科研基础环境，广州目前还不是科技创新强市。如果一直沿用传统的城市发展模式，广州的经济发展潜力和城市竞争力可能会有所下降。因此，在经济发展的同时也要提升自身科技发展水平是广州市当前亟待解决的问题。

    （三）尚未形成深度的产研融合

    广州大科学装置设施大多处于启动建设和基础性研究阶段，尚未形成科学成果转化与产业发展相融合的局面。目前，大科学装置大多以基础研究为主，其实际应用、成果转化还停留在初步阶段，相关企业较少、研发与产业化关联度不紧密等问题普遍存在。此外，大部分大科学装置的评估体系与产业相关指标难以进行考评，并不适用于大科学装置所具备的开放共享服务、助力产业技术创新等特点。

    根据国际重大科技设施的年度累计分布情况来看，各国重大设施的数量稳步增长，其中法国和德国近20年来重大设施运行数量增长迅速。我国规划的重大设施总数与英国相近，但在建数量居多，运行数量较少。

    据统计，我国排名前三的综合性中心科学城市分别为北京、上海、合肥，其发展大科学装置有着自身的优势：北京主要利用自身首都城市地位和众多高校人才资源，上海依托自身良好的科研基础环境和前沿的学术水平，合肥借助国家政策支持以及地方领导的战略眼光。广州可以借鉴上述三个城市的成功经验发展大科学装置。

    高水平大科学装置的建设基本上都是以国家重大科技基础设施集群为核心，正在筹划中的北京怀柔综合性国家中心、上海张江综合性国家科学中心、合肥综合性国家科学中心相继获得了国家职能部门的批复。设施集群也是上海科创中心、北京科创中心以及即将成立的粤港澳大湾区科创中心的重要组成部分，积极促进我国实施创新驱动发展战略、建设世界科技强国和全球科技创新高地。

    （一）全力谋划建设大湾区大科学研究中心

    建议以黄埔和南沙为极核，加快推进现有的大科学装置项目建设，与中科院广州分院共同谋划新建一批大科学装置项目。广州成立大科学装置科研基金，可参考国家制定大科学装置科学研究联合基金的相关办法，对有需要的企业给予资金支持，专门用于大科学装置的使用。要借鉴北京、上海及合肥建设综合性国家科学中心的成功经验，将广州打造成为大湾区大科学研究中心，搭建公共大型科技创新平台，积极引进符合国家省市政策要求、与广州市发展规划相适应且国际先进、国内领先的大科学装置。同时，形成高水平的设计队伍、服务队伍和科研队伍。在成果产出上，可依托大科学装置形成的重大科技突破，造就世界一流科学家和工程师，为国家日后在重大科技基础设施建设布局上提供科学有效的建议和规划方案，同时也提供开放共享、高效运行、用户满意的科技服务。以南沙建设灵山论坛科学中心为契机，支持灵山论坛科学中心建立强有力的科技创新统筹协调机制，通过举办大湾区科学论坛，吸引国际科学家团队和高科技企业汇聚广州，实现跨国界、跨学科、跨领域的深入交流与合作，争取为粤港澳大湾区打造一流水平的大科学装置智库。

    （二）积极引进国家级新材料大科学装置

    广州在生物医药、新一代信息技术、智能制造等领域有较好的产业基础和学科基础，大科学装置应充分考虑本土的创新资源协同。比如新材料是国民经济的先导性产业，也是支撑新能源、集成电路、生物医药等战略前沿产业的基础产业，拥有技术含量高、附加值高、与国民经济各方面配套性强等特点，是广州石化产业面临转型升级的重要发展方向。广州覆盖了广东省前沿新材料的全部领域，是新型半导体材料、电子新材料和电子化学品、先进金属材料、新能源材料、生物医用材料、纳米材料及材料创新服务的集聚区，已形成以高分子材料为特色的千亿级新材料产业集群。建议以广东粤港澳大湾区黄埔材料研究院主导的航空轮胎大科学中心建设为重要突破口，引进一批工程材料实验方面的新材料大科学装置，着力构建大科学装置“平台-产品研发-产业发展”的链条式研发生态，不断产出梯次接续的标志性科技成果，将广州建设成粤港澳大湾区先进材料领域技术创新的起源地和辐射源。

    （三）谋划建设大湾区海洋科技博物馆

    充分利用广州优渥的海洋自然环境、人文历史、产业生态及大科学装置所获取的科学前沿知识，在南沙新区谋划建设大湾区海洋科技博物馆，打造集收藏保护、科学研究、交流传播、旅游观光为一体的海洋科技交流平台，建设体现粤港澳大湾区核心引擎城市魅力的海洋文化新地标。积极承办海洋文化、海洋科技、海洋产业等大型国际会议，争取在广州南沙举办世界海洋大会，打造海洋科技交流中心。加强海洋文化、海洋科技及大科学装置成果的媒体宣传，通过在港口、街头、广场等地设立特色宣传画及建筑，提升广州作为海洋中心城市的形象，普及民众海洋意识及观念。

    （四）强化大科学装置的开放合作、共享机制

    广州成立的大湾区科学研究中心，要进一步完善用户参与机制，形成科研院所、高等院校、企业等多方共建、共管、共享的局面，以中科院重大科技基础设施共享服务平台为依托，提升设施开放共享的公众影响力。在国内国际双循环的新发展的背景下，大科学装置共建共享有两个要素：一个是国内大科学装置共建共享，提高自主创新能力；
    另一个是国际大科学装置共建共享，提高国际影响力。对于国内而言，旨在实现城市之间共同建设、共同享用，实现协同创新。广州要牵头完善粤港澳大湾区城市群之间的权责对等机制与利益协调机制，激励大湾区城市之间的大科学装置建设分工合作，全面提高整体创新能力。对于国际而言，广州要有重点地发展大科学装置的关键领域和重点方向，积极参加国际大科学装置项目，广泛进行国际合作，吸引国际科研人才共享设施，集聚国际创新要素，提高广州的国际竞争力，打造国际一流的科学中心。

    （五）鼓励高校参与项目建设

    打造“国之重器”离不开原始创新能力的增强，而大科学装置对世界一流大学的建设具有重要的支撑性作用。广州可多措并举鼓励广州地区高校积极参与国家重大科研基础设施项目建设，推动省内单位与港澳知名高校、科研院所共建引才联合体，以促使一批高校进入国际一流行列，培养一批科研人才和学术大师，深化科技人才分类评价改革，赋予科学家更多与其相匹配的权利，如技术研发路线决定权、资源调度权、经费支配权。

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