中國科學院重大科技基礎設施

大科學裝置作為國家科學技術水平和綜合實力的重要體現,對國家科學技術的發展具有重要的推動力。 國際合作在我國大科學裝置的發展過程中起了重要的作用。 世界各國都認識到大科學裝置在國家創新能力中的重要地位,紛紛制訂了雄心勃勃的大科學裝置發展路線圖。

綜述

20世紀中葉以後,科學發展的一個重要特徵是大科學裝置的出現。大科學裝置是指須通過較多資金投入和工程建設來完成,建成後通過長期的穩定運行和持續的科學技術活動,以實現重要科學技術目標的大型設施。其科學技術目標必須面向國際科學技術前沿和國家重大需求,為國家科學技術進步、國防建設與社會經濟的發展做出戰略性、基礎性和前瞻性的貢獻。
大科學裝置作為國家科學技術水平和綜合實力的重要體現,對國家科學技術的發展具有重要的推動力。中國科學院是承擔我國大科學裝置建設和運行的主要力量,目前運行裝置11個,在建裝置9個。
按不同的套用目的,大科學裝置可分為三類:
第一類,專用研究裝置:為特定學科領域的重大科學技術目標建設的研究裝置,如北京正負電子對撞機、蘭州重離子加速器、超導托卡馬克核聚變實驗裝置、神光裝置大天區面積多目標光纖光譜天文望遠鏡
第二類,公共實驗平台:為多學科領域的基礎研究、套用基礎研究和套用研究服務的,具有強大支持能力的大型公共實驗裝置,如合肥同步輻射裝置及上海光源。
第三類,公益基礎設施:為國家經濟建設、國家安全和社會發展提供基礎數據的重大基礎科學技術設施,如中國遙感衛星地面站遙感飛機長短波授時系統中國西南野生生物種質資源庫
大科學裝置本身是由多學科支撐、眾多高新技術集成和國際競爭的產物;是支撐多學科與交叉學科的發展、先進的大型公共技術平台;是國家創新體系中具有強大研發能力和國際競爭能力的大型科研基地。大科學裝置集中體現出國家科學基礎設施的水平和技術製造能力。中科院一批大科學裝置的成功運行,取得了豐碩的成果,在國家的發展中發揮的重要作用主要表現在以下方面:
一、專用研究裝置極大提升了我國基礎前沿研究水平和自主創新能力
二、公益基礎設施為社會發展提供必不可少的保障
三、大型公共實驗平台對廣泛的科學研究領域起到了巨大推動作用
四、提高參與國際競爭的能力
五、促進和拉動國家高新技術發展
六、成為建立國家大型科研基地的重要條件
七、具有較高社會顯示度

歷史沿革

隨著世界科學技術飛速發展,科學研究的規模不斷擴大、內容不斷深化,科學研究對其所依賴的實驗條件有了更高的要求。大科學裝置就是為滿足現代科學研究所需的能量更高、密度更大、時間更短、強度更高等極限研究條件而產生的。1939年美國建成世界上第一台加速器,使人類對物質世界的認識由原子層次逐步發展到更深層次。在近70年的歷史中,全世界已有近20項基於加速器的大科學裝置的重大科學突破獲得諾貝爾獎。大科學裝置的產生為人類提供了探索自然奧秘極限的能力,使科學研究有可能在微觀化、巨觀化、複雜化等方面不斷深入,從而取得重要發現。大科學裝置已成為現代科學研究諸多領域取得突破的必要條件。同時,它的建造和運行也帶動了相關高技術產業的發展,成為凝聚精幹科研群體和培養高水平科技人才的基地,是一個國家綜合科技實力和創新能力的重要標誌。
我國最早開始大科學裝置的建設是在新中國成立初期,在“兩彈一星”計畫帶動下進行的,此時屬於“ 萌芽期”。“文革”時期,國內科學研究受到極大損害,但大科學裝置建設在中央的直接關懷下仍在孕育著新的發展,可以稱為“ 成長期”。改革開放後,在黨和國家領導人的關懷和支持下,我國對大科學裝置的投入逐步有了較大幅度增長,“七五”期間列入國家重點建設的科學項目5項,其中大科學工程2項,投資為3.4億元;而“九五”、“十五”期間的投資則增加到近40億元。從20世紀九十年代起,大科學裝置的建設進入了“ 發展期”,並逐漸深入到科學研究的各個領域,取得了顯著的成就。基於這些裝置的研究也從無到有、從小到大,面對世界科學前沿和國家戰略需求取得了豐碩成果,在世界上占有了一席之地。
2005年後,隨著經濟的發展和對科學技術的需求,國家對大科學裝置建設的投資越來越大,大科學裝置的建設進入了“ 快速發展期”。“十一五”期間,國家相繼啟動散裂中子源、強磁場裝置、大型天文望遠鏡、海洋科學綜合考察船、航空遙感系統結冰風洞、蛋白質科學研究設施、子午工程、地下資源與地震預測極低頻電磁探測網、農業生物安全研究設施等12項重大科技基礎設施,投資將突破60億元。在全面樹立和落實科學發展觀,推進科教興國戰略和經濟成長方式根本性轉變的過程中,國家創新能力建設和科技進步將會對大科學裝置的建設及運行提出更高、更新的要求,預計“十二五” 期間國家在此方面的投資還會更大、項目會更多,大科學裝置的發展將迎來新的快速發展。
國際合作在我國大科學裝置的發展過程中起了重要的作用。同時,參與國際大科學裝置的項目合作也成為提升我國科技創新能力的重要途徑。
世界各國都認識到大科學裝置在國家創新能力中的重要地位,紛紛制訂了雄心勃勃的大科學裝置發展路線圖。中國科學院高度重視大科學裝置發展戰略的研究,並於2009年完成了中國至2050年大科學裝置發展路線圖的描繪。

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