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什么是大科学设施?为什么要发展它?

求是网 2025-03-11 11:08:07
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在海拔4410米的海子山上,世界上海拔最高、规模最大、灵敏度最好的超高能伽马射线探测装置“拉索”,搜寻着看不见、摸不着的宇宙线;

在重峦叠嶂的喀斯特群山之间,500米口径球面射电望远镜“中国天眼”,仰望苍穹、远眺寰宇,将人类“视界”延伸到百亿光年之外;

在地下700米深处,江门中微子实验在建的能量精度、规模均世界领先的液体闪烁体探测器,可以将微弱的电信号放大1000万倍,捕捉有“宇宙幽灵”之称的中微子……

新时代以来,我国重大科技基础设施建设迎来快速发展期,一批大科学设施建成运营,撬动关键技术突破,重大成果不断涌现,培育了新兴产业集群,为科技强国建设和经济社会高质量发展提供了坚实支撑。

“世界已经进入大科学时代,基础研究组织化程度越来越高,制度保障和政策引导对基础研究产出的影响越来越大。”习近平总书记非常关心我国大科学计划、大科学工程、大科学中心的建设与发展,考察北京正负电子对撞机,强调真正把创新驱动发展战略落到实处;致信祝贺“中国天眼”落成启用,殷切寄语参研队伍高水平管理和运行好这一重大科学基础设施,早出成果、多出成果,出好成果、出大成果;在上海张江科学城参观大科学设施等展区,强调把科技创新摆到更加重要位置;参观国家“十三五”科技创新成就展时,仔细观看散裂中子源、“慧眼”卫星等科学装置的相关实物和模型,希望广大科技工作者坚定创新自信,紧抓创新机遇,勇攀科技高峰,破解发展难题……在中央委员会全体会议、中央政治局集体学习、中央人才工作会议等重要会议、重要场合,总书记多次强调推动大科学计划、工程和中心建设,为人才提供国际一流的创新平台。总书记的关心和指导,为我国大科学设施的进一步建设与发展指明了方向。

什么是大科学设施?为什么要发展它?

2025年1月20日,全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)实现1亿摄氏度1066秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行,再次创造了托卡马克装置新的世界纪录,对人类加快实现聚变发电具有重要意义。图为1月15日拍摄的实验装置。新华社记者黄博涵/摄

什么是大科学设施?简单地说,大科学设施是为进行大规模科学研究而建造的大型设施,不仅包括大型实验设备装置本身,还包括支持相关科学研究的支撑体系。其重要特点之一,即知识创新、科学成果产出丰硕,技术溢出、人才集聚效应显著,通常被认为是国家创新高地的核心要素。

为什么要发展大科学设施?随着科技的发展,人们通过规模越来越大的科学装置拓展感知能力,远观越来越大、越来越远的空间和宇宙,近察越来越小的物质结构和基本粒子,不断刷新原来“大”、“小”的定义。这已成为科学研究和人类文明拓展的趋势和方向。大科学设施的主要目标,就是为人类更好探索未知世界、发现自然规律、提升研发能力、实现科技变革提供物质和系统支持。

与其他设施不同,大科学设施具有鲜明的工程和科研双重属性。它不同于一般的基础设施工程,其设计、研制、建造涉及大量复杂技术和工艺,具有综合性、复杂性、先进性,甚至可能具有唯一性。它也不同于基于通用设备的科研仪器中心或者平台,不仅体量大、投资大、周期长,还需要自行设计研制专用设备,通常需要国家统筹规划、布局和建设,通盘协调运行。

大科学设施既是国家基础设施的重要组成部分,也是国家创新体系中具有强大研发能力的大型科研基地,已成为推动科技创新、加快实现高水平科技自立自强的利器。大科学设施建设与运行的高标准技术需求,使其往往成为国家科技实力、经济实力和软实力的重要标志之一。

大科学设施依托高水平创新主体建设,面向社会开放共享并提供长期运行服务。

按照不同用途,一般分为以下几类。

一是专用基础设施,即为基础科学领域的重大科学目标而建设的研究装置,如北京正负电子对撞机、全超导托卡马克核聚变实验装置“人造太阳”、高海拔宇宙线观测站“拉索”、500米口径球面射电望远镜“中国天眼”等。这类设施科学目标明确具体,研究内容、用户群体比较特定、集中。

二是公益基础设施,如我国最早的科技基础设施之一——长短波授时系统,以及后来建成的中国遥感卫星地面站、中国西南野生生物种质资源库等,主要为经济建设、社会发展、国家安全提供基础数据和信息服务。

三是公共实验平台,主要为多学科领域的基础研究、应用研究提供支撑性平台,例如上海光源、中国散裂中子源、强磁场实验装置等。这类装置为多个领域的不特定用户提供实验平台和测试手段,同时面向物理、材料、环境、地质、生物、制药、装备制造等领域的基础科学前沿和产业应用,满足特定领域研发需求。

四是专用技术平台,主要为某个特定领域、关键技术提供测试和技术研发、验证平台,以及提供专业数据、研究手段和技术服务,如燃气轮机试验装置、云平台技术测试等。近年来,为满足国家经济社会发展和行业技术革新等需求,这类新科技基础设施逐渐成为大科学设施的重要类型。

这4类大科学设施面向世界科技前沿、经济主战场、国家重大需求和人民生命健康等需要,各有侧重、各有所长。

责任编辑:傅鑫

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