重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，是由國家統(tǒng)籌布局、依托高水平創(chuàng)新主體建設(shè)的大型復(fù)雜科學(xué)研究裝置或系統(tǒng)。位于貴州山區(qū)的中國天眼，就是我國最廣為人知的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施之一。其實(shí)，像這樣的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，我國在建和運(yùn)行的有幾十個(gè)。不同于一般的實(shí)驗(yàn)室或研究平臺(tái)，它們體量大、投資大、能力強(qiáng)、技術(shù)復(fù)雜先進(jìn)、具有明確的科學(xué)目標(biāo)，是國之重器、科技利器，也是國家科技實(shí)力、經(jīng)濟(jì)實(shí)力的重要標(biāo)志。這些設(shè)施推動(dòng)了基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究的科技進(jìn)步，成為了解決重大戰(zhàn)略科技問題的主平臺(tái)，破解了多個(gè)卡脖子的科技難題。
7月2日下午3點(diǎn)，臺(tái)風(fēng)“暹芭”在廣東電白沿海登陸。與此同時(shí)，在幾千公里外的北京，中國科學(xué)院大氣物理研究所的科研人員們也在密切關(guān)注著臺(tái)風(fēng)“暹芭”。
中國科學(xué)院大氣物理研究所研究員、地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置分系統(tǒng)負(fù)責(zé)人 冉令坤：深色的螺旋云帶掃過海南地區(qū)，然后直接是在廣東的西部登陸，進(jìn)入廣西地區(qū)，螺旋云帶會(huì)影響到廣西的北部。
科研人員們對(duì)臺(tái)風(fēng)的整體運(yùn)動(dòng)路徑作出了分析，這也是我們常見的氣象預(yù)測(cè)。不過，這里的科研人員能做的可遠(yuǎn)不止這些。他們還可以把臺(tái)風(fēng)過境帶來的影響作很精準(zhǔn)的預(yù)測(cè)。有多精準(zhǔn)呢?以臺(tái)風(fēng)帶來的降水為例，科研人員們將臺(tái)風(fēng)途經(jīng)的區(qū)域劃分成了許多個(gè)小正方形，每個(gè)正方形邊長(zhǎng)只有400米。也就是說，每一個(gè)邊長(zhǎng)為400米的正方形范圍內(nèi)，降水量是多少都能精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，然后在圖上標(biāo)注出來。
在臺(tái)風(fēng)途經(jīng)的幾十萬平方公里內(nèi)，能以400米這樣的精度來預(yù)測(cè)，聽起來很不可思議。這背后作支撐的是一臺(tái)大型而復(fù)雜的科學(xué)研究裝置，叫作“地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置”。這個(gè)“地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置”目前在世界上只有為數(shù)不多的幾臺(tái)，它能為研究災(zāi)害性天氣、防災(zāi)減災(zāi)發(fā)揮重要作用。而它就屬于我們要介紹的“重大科技基礎(chǔ)設(shè)施”中的一種。
什么是重大科技基礎(chǔ)設(shè)施?
重大科技基礎(chǔ)設(shè)施是一系列國家發(fā)展所必需的大型復(fù)雜的科學(xué)研究裝置或系統(tǒng)的統(tǒng)稱。其中，有些是復(fù)雜而高端的軟件系統(tǒng)，更多的是精密的大型研究裝置，它們都屬于重大科技基礎(chǔ)設(shè)施。而它們共同的作用是為探索未知世界、發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律、引領(lǐng)技術(shù)變革提供重要的基礎(chǔ)支撐。
比如，被譽(yù)為“中國天眼”的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡，它可以用來探索宇宙的起源和演化。“綜合極端條件實(shí)驗(yàn)裝置”能夠提供一系列極端實(shí)驗(yàn)條件，比如極低溫、超高壓、強(qiáng)磁場(chǎng)、超快光場(chǎng)等，為我們開展物質(zhì)科學(xué)研究創(chuàng)造條件。“全超導(dǎo)托卡馬克裝置”是通過核聚變反應(yīng)，來探索未來理想的清潔能源之路。這些重大科技基礎(chǔ)設(shè)施都稱得上是國之重器。
國家發(fā)展改革委創(chuàng)新和高技術(shù)發(fā)展司創(chuàng)新能力處副處長(zhǎng) 高賀：重大科技基礎(chǔ)設(shè)施興起于第二次世界大戰(zhàn)期間，(為了)支撐構(gòu)建和保持科技競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，美國、德國、法國等科技強(qiáng)國開始建造重大科技基礎(chǔ)設(shè)施。從那時(shí)起，科學(xué)研究從小范圍協(xié)作向系統(tǒng)集成大規(guī)模研究轉(zhuǎn)變，我國作為設(shè)施建設(shè)新興力量，已經(jīng)布局77個(gè)大設(shè)施，其中32個(gè)已投入運(yùn)行。
為什么需要重大科技基礎(chǔ)設(shè)施?
首先，重大科技基礎(chǔ)設(shè)施可以讓前沿的科學(xué)理論轉(zhuǎn)化成現(xiàn)實(shí)的科技成果，解決事關(guān)國家安全和社會(huì)發(fā)展全局的重大問題。
國家發(fā)展改革委創(chuàng)新和高技術(shù)發(fā)展司創(chuàng)新能力處副處長(zhǎng) 高賀：重大科技基礎(chǔ)設(shè)施開展高水平前沿研究和關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，對(duì)解決卡脖子問題、研發(fā)共性技術(shù)、研制戰(zhàn)略性產(chǎn)品發(fā)揮了重要作用。大家耳熟能詳?shù)腃919大飛機(jī)、載人航天器、高速列車、重型運(yùn)載火箭，這些戰(zhàn)略性產(chǎn)品成功研制的背后，我們的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施都發(fā)揮了不可或缺的關(guān)鍵作用。
另外，重大科技基礎(chǔ)設(shè)施還可以幫助我們解決經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中遇到的許多具體難題。比如在節(jié)目開頭提到的“地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置”，除了能做天氣預(yù)測(cè)，還可以為我們處理節(jié)能減排這一重大全球問題提供數(shù)據(jù)支撐。
應(yīng)對(duì)氣候變化、減少人類活動(dòng)對(duì)地球環(huán)境的影響是世界各國當(dāng)前所面臨的共同問題，也是最為復(fù)雜的多邊外交談判議題之一。一些發(fā)達(dá)國家因?yàn)橛袑ｉT的地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置，所以在此類外交談判中占據(jù)主導(dǎo)地位�，F(xiàn)在，我們也有了同類型的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，就能扭轉(zhuǎn)這個(gè)局面。
為什么重大科技基礎(chǔ)設(shè)施被列入新基建?
上到浩渺宇宙，下到微觀粒子，隨著人類探索未知世界的腳步不斷向前，我們需要更先進(jìn)的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施來突破認(rèn)知極限，進(jìn)行科技創(chuàng)新�？梢ㄔO(shè)這樣復(fù)雜的國之重器并不容易，它需要強(qiáng)大的綜合國力作支撐。
國家發(fā)展改革委創(chuàng)新和高技術(shù)發(fā)展司創(chuàng)新能力處副處長(zhǎng) 高賀：重大科技基礎(chǔ)設(shè)施與一般科研裝置不同，具有科學(xué)和工程的雙重屬性，可以說是技術(shù)復(fù)雜、投資巨大、運(yùn)行成本高、建設(shè)周期長(zhǎng)，需要攻克一系列關(guān)鍵技術(shù)，破解一大批建設(shè)難題。在設(shè)施布局中，我們根據(jù)發(fā)展階段需要，優(yōu)先選擇科研和工程技術(shù)力量相對(duì)完備、產(chǎn)業(yè)發(fā)展急迫、國家戰(zhàn)略急需的領(lǐng)域，集中優(yōu)勢(shì)力量和各方資源，集中加快建設(shè)。
在目前我國已建成的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施中，廣東東莞的中國“散裂中子源”是單項(xiàng)投資規(guī)模最大的。從立項(xiàng)到建成，經(jīng)過了14年。為了保障它的建設(shè)和運(yùn)行，南方電網(wǎng)配建了可靠性高的專用變電站，地方政府還專門修建了一條能將散裂中子源和高速公路連接在一起的路。雖然投入巨大，但這是國家著眼于整個(gè)大灣區(qū)高質(zhì)量發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)布局。
重大科技基礎(chǔ)設(shè)施會(huì)帶來什么?
“中國散裂中子源”是重大科技基礎(chǔ)設(shè)施中的一種，科研人員們正在用它其中的一臺(tái)設(shè)備——大氣中子輻照譜儀，給一家企業(yè)的芯片做體檢。通過這個(gè)體檢，可以檢驗(yàn)空氣中的大氣中子對(duì)芯片的影響。雖然我們感覺不到大氣中子的存在，但它卻會(huì)影響電子設(shè)備的工作。
這臺(tái)大氣中子輻照譜儀能提供比自然環(huán)境高千萬倍的大氣中子強(qiáng)度，使得檢測(cè)非常高效。隨著我國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，這種大氣中子輻照測(cè)試越來越重要。大到飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)、高鐵的控制器件，小到手機(jī)芯片和顯示屏，都會(huì)用得到。
中國科學(xué)院高能物理研究所東莞研究部副主任 梁天驕：隨著電子設(shè)備的集成度越來越高，總的故障率那就相比以前提高了，非常多的產(chǎn)品都要評(píng)估大氣中子輻照方面的這些效應(yīng)，知道器件的故障率，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采取一些手段來降低整個(gè)系統(tǒng)故障率。
雖然這個(gè)“大氣中子輻照譜儀”剛通過驗(yàn)收，但已經(jīng)吸引了不少高科技企業(yè)將產(chǎn)品送來測(cè)試，這也給這些企業(yè)的發(fā)展帶來了強(qiáng)勁動(dòng)力。而這只是我國已建成的32個(gè)重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的縮影，重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，會(huì)為我國更多高新技術(shù)的突破和應(yīng)用提供強(qiáng)大動(dòng)力。
國家發(fā)展改革委創(chuàng)新和高技術(shù)發(fā)展司創(chuàng)新能力處副處長(zhǎng) 高賀：近年來，我國重大科技基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的引領(lǐng)帶動(dòng)效應(yīng)日益顯著，一方面帶動(dòng)了精密制造、大型超導(dǎo)、超高真空等高技術(shù)發(fā)展;另一方面，企業(yè)利用重大科技基礎(chǔ)設(shè)施開發(fā)出大量新技術(shù)、新產(chǎn)品，比如上海光源突破了高性能碳纖維制備技術(shù)，企業(yè)依托這項(xiàng)技術(shù)研制出的產(chǎn)品綜合性能全球領(lǐng)先。
除了帶動(dòng)科技生產(chǎn)力的發(fā)展，建設(shè)重大科技基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)培養(yǎng)和匯聚人才也有著重要意義。以“地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置”為例，要建設(shè)這樣一個(gè)重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，就要整合生物、氣象、地理、計(jì)算機(jī)等多領(lǐng)域的人才協(xié)同創(chuàng)新。作為“十二五”國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，國家在各方面對(duì)它給予了大力支持，因此也吸引了國內(nèi)外許多優(yōu)秀科研人才加入進(jìn)來。
重大科技基礎(chǔ)設(shè)施成了培養(yǎng)和吸納優(yōu)秀科技人才的蓄水池。從以前的人才缺乏到如今廣納人才，從技術(shù)的跟跑到并跑，從學(xué)習(xí)到創(chuàng)新，中國走出了重大科技基礎(chǔ)設(shè)施自主創(chuàng)新的發(fā)展之路。
工欲善其事，必先利其器。隨著科學(xué)研究的發(fā)展不斷向廣度拓展、向深度進(jìn)軍，大量創(chuàng)新突破都需要依賴科學(xué)儀器來拓展人的感知能力，科學(xué)家們必須借助精度更高、功能更強(qiáng)的設(shè)施設(shè)備來進(jìn)行研究，很多關(guān)鍵瓶頸問題更是必須依靠大科學(xué)裝置才能解決。可以說，重大科技基礎(chǔ)設(shè)施直接關(guān)系到我們建設(shè)科技強(qiáng)國的核心競(jìng)爭(zhēng)力。“十四五”期間，我國還將建設(shè)多個(gè)國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，重大科技基礎(chǔ)設(shè)施在數(shù)量和質(zhì)量上都將有新的躍升，正在加速實(shí)現(xiàn)從跟跑、并跑向領(lǐng)跑的轉(zhuǎn)變，為原始創(chuàng)新和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)提供更強(qiáng)力的支撐。
