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中國要怎樣發(fā)展大科學(xué)裝置？| 科學(xué)四十人閉門耕

2022/11/28
導(dǎo)讀


  導(dǎo)  讀  


《科學(xué)四十人》系列座談第五期


斥資幾億、幾十億的大科學(xué)裝置，規(guī)劃和建造應(yīng)當(dāng)如何決策？大科學(xué)裝置是盛宴已過還是正當(dāng)其時(shí)？中國現(xiàn)在的大科學(xué)裝置數(shù)量是多是少？大科學(xué)裝置在研究中發(fā)揮了什么作用？

就這些問題，《知識(shí)分子》聯(lián)合 “科學(xué)四十人”，邀請(qǐng)到中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院高能物理研究所研究員陳和生，中國科學(xué)院國家天文臺(tái)FAST（中國天眼）首席科學(xué)家李菂，中國科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢研究院院長潘教峰，組織了科學(xué)四十人第五期閉門耕座談。主持人為中國科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所研究員、中國科學(xué)院院士、《知識(shí)分子》總編輯周忠和。以下為文字實(shí)錄。
文字整理 | 張?zhí)炱?/span>
責(zé)編 | 錢煒

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大科學(xué)裝置是什么？


周忠和：我們今天非常榮幸邀請(qǐng)到三位專家參與到關(guān)于大科學(xué)裝置的討論。大家知道，美國科學(xué)學(xué)家普萊斯于1962年6月發(fā)表了題為“小科學(xué)大科學(xué)”的著名演講。他認(rèn)為，二戰(zhàn)前的科學(xué)都屬于小科學(xué)，從二戰(zhàn)時(shí)期起進(jìn)入了大科學(xué)時(shí)代。大科學(xué)裝置是典型的大科學(xué)時(shí)代科技發(fā)展的產(chǎn)物，大科學(xué)裝置已經(jīng)成為美國、德國、英國等很多發(fā)達(dá)國家開展科技創(chuàng)新活動(dòng)和提高原始創(chuàng)新能力的重要設(shè)施。


國外大裝置產(chǎn)生了不少諾獎(jiǎng)級(jí)的成果，例如美國洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室利用散裂中子源強(qiáng)激光裝置產(chǎn)出了大量成果，涌現(xiàn)了6位諾貝爾獎(jiǎng)獲得者和計(jì)算機(jī)的發(fā)明者；勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生了13位諾貝爾獎(jiǎng)獲得者和15位國家科學(xué)獎(jiǎng)?wù)芦@得者。


在我國，僅以中科院為例，目前已建成并投入運(yùn)行、正在建設(shè)和即將建設(shè)的大科學(xué)裝置共有20余項(xiàng)，其中有12個(gè)在運(yùn)行之中，主要用于高能物理、重離子物理、天文等領(lǐng)域。我們今天就針對(duì)大科學(xué)裝置進(jìn)行一些討論。


第一個(gè)我想請(qǐng)教大家的問題是，什么是大科學(xué)裝置，業(yè)界可能并沒有嚴(yán)格定義，但有沒有一個(gè)便于公眾理解的定義？大科學(xué)裝置都有幾種不同的類型？在我們國家到底有多少大科學(xué)裝置，有沒有一個(gè)大致的數(shù)字？


周忠和


陳和生：大科學(xué)裝置的特點(diǎn)就是大。它的規(guī)模大，涉及到的科學(xué)家和工程師的隊(duì)伍規(guī)模大，投資大，涉及的建設(shè)周期長，運(yùn)行做研究工作的周期也長。它面對(duì)的是前沿科學(xué)的基礎(chǔ)問題和國家高科技發(fā)展面臨的一些瓶頸問題。它提供大型的科學(xué)平臺(tái)來開展科學(xué)研究。


大體上分為三類，第一類是基礎(chǔ)科學(xué)研究，專門為某一個(gè)領(lǐng)域服務(wù)的專用的大科學(xué)裝置，比如說粒子物理的對(duì)撞機(jī)，核物理的實(shí)驗(yàn)裝置、等離子體聚變裝置，天文望遠(yuǎn)鏡等等。


第二類是多學(xué)科交叉前沿平臺(tái)，比如同步輻射光源、散裂中子源、自由電子激光等，它不是為某一個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)目標(biāo)服務(wù)的，而是高度開放。以同步輻射為例，材料科學(xué)技術(shù)、資源環(huán)境、物理化學(xué)化工、新能源等各個(gè)領(lǐng)域，你有什么問題需要用非常強(qiáng)的同步輻射光來解決，都可以來做實(shí)驗(yàn)。


第三類主要是屬于公益性裝置，提供社會(huì)服務(wù)，主要積累資源環(huán)境領(lǐng)域的數(shù)據(jù)。比如國家授時(shí)臺(tái)，它為全國提供時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)對(duì)我國的很多領(lǐng)域都非常重要，比如地震觀測網(wǎng)絡(luò)、海底觀測網(wǎng)絡(luò)、種子庫、子午線工程等等。


以上這三類都是必不可少的。


最早我們叫大科學(xué)裝置，建設(shè)大科學(xué)裝置叫大科學(xué)工程，從本世紀(jì)初開始就改稱重大科技基礎(chǔ)設(shè)施。但這二者還是有一些細(xì)微區(qū)別，比如同步輻射光源、對(duì)撞機(jī)，是集中在一個(gè)地方的，就叫大科學(xué)工程或大科學(xué)裝置；而像子午線工程、地震觀測網(wǎng)絡(luò)或者海底觀測網(wǎng)絡(luò)，就不是在集中到一個(gè)地方了，在這種情況下，國際上就把它擴(kuò)展成為了“重大科技基礎(chǔ)設(shè)施”。


大概在2012、2013年左右，國家發(fā)改委在文件里對(duì)重大科技基礎(chǔ)設(shè)施有了明確的定義。


周忠和：大科學(xué)裝置還是一個(gè)更通俗的說法。


陳和生：對(duì)。你可以說大加速器、大光源是大科學(xué)裝置。其他的就不好說了，不是很嚴(yán)謹(jǐn)。現(xiàn)在叫重大基礎(chǔ)設(shè)施，英文是large research infrastructure，原來叫 mega-science 或者 large science facility。


周忠和：我理解您說的這三大類型可以這樣概括：第一是專項(xiàng)型，是某一個(gè)領(lǐng)域?qū)Ｓ玫?，更?cè)重基礎(chǔ)前沿研究；第二是平臺(tái)型，是跨學(xué)科的，用于交叉前沿學(xué)科研究；第三是公益型，可以用于研究，更多側(cè)重于社會(huì)服務(wù)。從第一類到第三類，應(yīng)用范圍越來越廣。


陳和生：對(duì)。10年或15年以前，國家新上的大科學(xué)裝置項(xiàng)目，第一類比較多，也有一部分第二類?，F(xiàn)在有越來越多的大裝置用于解決國家發(fā)展戰(zhàn)略當(dāng)中的瓶頸問題，為了實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)。


周忠和：所以我覺得定義很重要，跟后面要討論的問題是有關(guān)系的。還想請(qǐng)教下李老師，剛才陳老師講的定義是定性的，還有沒有一個(gè)定量的概念。比如說一個(gè)大科學(xué)裝置項(xiàng)目，造價(jià)要多少錢？


李菂：對(duì)，剛才陳老師的總結(jié)引發(fā)我的思考。比如說中國天眼，造價(jià)是10個(gè)億左右。最初的預(yù)算是6.7億，實(shí)際造好的時(shí)候是11.5億。大科學(xué)裝置的造價(jià)可大可小，但是總的說來，跟基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)比起來，它的成本還是很小的，比如10個(gè)億可能只夠修一公里地鐵。


陳和生：國家發(fā)改委基本上以10億為標(biāo)準(zhǔn)。


周忠和：潘院長是管理方面的大專家了，根據(jù)你了解的情況，我們國家的大科學(xué)裝置有沒有一個(gè)大概精準(zhǔn)的統(tǒng)計(jì)數(shù)字？


潘教峰：大裝置和它劃分的定義是很有關(guān)系的。目前來講定義也是眾說紛紜。國家確實(shí)也有一個(gè)相對(duì)的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，但也是相對(duì)的。


我再補(bǔ)充一下怎么來認(rèn)識(shí)大裝置。實(shí)際上，大裝置也是科學(xué)儀器的一種類型，但是它代表了科學(xué)儀器的最高水平，其目的還是服務(wù)于科學(xué)研究與科學(xué)前沿探索。在這個(gè)意義上，產(chǎn)生了這樣一批投資大、非常復(fù)雜而且精密的儀器，這就構(gòu)成了所謂大科學(xué)裝置這么一個(gè)概念。我們也說它是重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)際上是一種大型復(fù)雜的科學(xué)研究系統(tǒng)。


如果這個(gè)定義成立的話，我們國家現(xiàn)在大致上有70個(gè)左右的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，在全球已經(jīng)排到第二位了，美國應(yīng)該有將近200個(gè)左右，日本大概有30多個(gè)，歐盟大概有43個(gè)，主要集中在德國和法國。按照陳老師剛剛的分類法，第一類第二類的大科學(xué)裝置比較多，第三類相對(duì)來說比較少。


陳和生：我再補(bǔ)充一點(diǎn)關(guān)于大科學(xué)裝置的作用，就像剛才潘院長講的，它提供極端的研究條件，比如非常微小的世界的研究，或者是像宇宙這樣非常大的，或者非常高的溫度。這個(gè)大裝置從何而來？


本質(zhì)上說，大科學(xué)裝置是從粒子物理、核物理的大裝置興起的。為什么粒子物理、核物理裝置越修越大？因?yàn)槲覀儗?duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究的層次越來越深入。根據(jù)海森堡測不準(zhǔn)關(guān)系，你所研究的尺度和你所需要用的動(dòng)量，也就是能量，乘起來是個(gè)常數(shù)。所以尺度越小，就需要越高的能量。隨著我們物質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究深入到越來越小的尺度，裝置就越來越大。


粒子加速器本來屬于第一類，但是后來發(fā)現(xiàn)加速器產(chǎn)生同步輻射光，它對(duì)粒子物理研究是非常有害的，因?yàn)樗耐捷椛淠芰亢湍芰康?次方成正比，限制了達(dá)到高能量。但是，對(duì)于其他領(lǐng)域來說，輻射光非常有用，它的X光比醫(yī)院里的X光高億倍、百億倍、千億倍，是材料科學(xué)、資源環(huán)境結(jié)構(gòu)研究的工具，由此就衍生出了第二類的科學(xué)平臺(tái)。


這些重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，成為了國家科技創(chuàng)新體系里非常重要的一個(gè)單元，是基礎(chǔ)科學(xué)研究和高新技術(shù)發(fā)展的一個(gè)載體。同時(shí)圍繞著它往往又形成了高新科技產(chǎn)業(yè)園區(qū)，比如說美國的硅谷，它和斯坦福大學(xué)有合作，還有日本的筑波科學(xué)城等，都和科技基礎(chǔ)設(shè)施有關(guān)。


還有一點(diǎn)，大科學(xué)裝置也推動(dòng)教育的發(fā)展。很多大學(xué)都是和大科學(xué)裝置結(jié)合起來，比如加州伯克利大學(xué)和加州伯克利實(shí)驗(yàn)室的結(jié)合就促進(jìn)了伯克利大學(xué)的發(fā)展。


周忠和：陳老師的意思是，三類大科學(xué)裝置的產(chǎn)生有先后順序。這里面的邏輯關(guān)系，恰恰是從基礎(chǔ)研究到交叉拓展研究到應(yīng)用的這樣一個(gè)順序。


大科學(xué)裝置建設(shè)過熱了嗎？

周忠和：接下來的問題，你們覺得我國現(xiàn)有的大科學(xué)裝置數(shù)量是多了還是少了呢？


潘教峰：這個(gè)問題可能很難用多或少回答，可能還是要回歸到大科學(xué)裝置的用處，它是服務(wù)于科學(xué)研究的，要看我國科學(xué)研究本身的需要是不是得到了有效滿足和支撐，這是一個(gè)考慮問題的標(biāo)準(zhǔn)。


按照我的觀察，我們國家今天已經(jīng)規(guī)劃布局的大科學(xué)裝置，和我國科學(xué)發(fā)展的需求還是比較匹配的，甚至已經(jīng)做到適度超前了。大科學(xué)裝置建設(shè)要適度超前，但也不能過于超前。


潘教峰


周忠和：您是從管理的角度來說，數(shù)量總體上還是比較適中的，有適當(dāng)超前。我來問問陳老師和李老師，從科學(xué)研究發(fā)展階段的角度來看，除了數(shù)量還有布局是否合理等等，我們大科學(xué)裝置目前的發(fā)展?fàn)顟B(tài)你們是否滿意？


陳和生：我國現(xiàn)在的大科學(xué)裝置，要能支撐我國在國際前沿基礎(chǔ)科學(xué)的研究，特別是高水平科技自立自強(qiáng)，還是有一定差距。我們是要適度超前，但距離真正能夠解決我們國家現(xiàn)在面臨的發(fā)展戰(zhàn)略中的瓶頸問題，比如材料科學(xué)技術(shù)、能源資源環(huán)境等，還是有一定距離。


我同意潘老師的判斷，一方面是看需要，一個(gè)是科研隊(duì)伍水平能夠支撐，還有一個(gè)問題是我們建設(shè)隊(duì)伍的水平。這不是蓋歌劇院、博物館、修廣場，不是說隨便哪個(gè)隊(duì)伍都能建，而是需要一個(gè)幾百人的科學(xué)、技術(shù)、工程管理、技術(shù)支撐的有經(jīng)驗(yàn)的隊(duì)伍。


“十四五” 的大科學(xué)裝置申請(qǐng)過程我經(jīng)歷了，我覺得是有些過熱。地方政府對(duì)這個(gè)問題的認(rèn)識(shí)上也是參差不齊。


2003年到2005年，我們?yōu)橹袊⒘阎凶釉催x地點(diǎn)，當(dāng)時(shí)首先考慮是北京。道理很簡單，第一用戶在北京最多，第二建設(shè)隊(duì)伍在北京。但是在北京找不到地方，地方政府認(rèn)為你既不產(chǎn)生GDP又不能收稅。北京那么大，我們從昌平一直找到燕郊、大興，都找不到地方。


2006年2月，我去到廣東。當(dāng)時(shí)廣東省的領(lǐng)導(dǎo)和我們中科院的路院長都是高瞻遠(yuǎn)矚，想要推動(dòng)大科學(xué)裝置建設(shè)。路院長當(dāng)時(shí)跟我說，大科學(xué)裝置不能都集中在北京、上海，應(yīng)該要優(yōu)化布局。他特別強(qiáng)調(diào)廣東的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)升級(jí)對(duì)科技的需求非常強(qiáng)烈，科學(xué)院要把自己在基礎(chǔ)研究上的雄厚實(shí)力與廣東強(qiáng)勁的經(jīng)濟(jì)實(shí)力以及產(chǎn)業(yè)升級(jí)對(duì)科技發(fā)展的需求結(jié)合起來。


就是這樣一個(gè)機(jī)會(huì)，最后我們就落戶了東莞，而現(xiàn)在它已經(jīng)成為支撐粵港澳大灣區(qū)綜合性國家科學(xué)中心最主要的科學(xué)平臺(tái)，它的牽引力非常大。


為什么我說現(xiàn)在大科學(xué)裝置的建設(shè)又有些過熱。像當(dāng)年中國散裂中子源項(xiàng)目沒人要，只有廣東省政府和路院長有遠(yuǎn)見。而現(xiàn)在國家強(qiáng)調(diào)科技創(chuàng)新，強(qiáng)調(diào)大科學(xué)裝置的建設(shè)，部分領(lǐng)導(dǎo)從政績的觀點(diǎn)出發(fā)，想要建設(shè)項(xiàng)目，但并不真正考慮這個(gè)地區(qū)是不是需要一個(gè)同步輻射光源、有沒有隊(duì)伍來建設(shè)、有沒有用戶群體，就開始做。


他們的想法是，只要我抱一個(gè)項(xiàng)目在懷里，就表明我緊跟國家科技創(chuàng)新的部署?！笆奈濉?規(guī)劃里面，全國要建十多個(gè)光源。國家發(fā)改委就問我們，你們認(rèn)為中國到底該有多少個(gè)光源？但是沒有辦法，一旦某些領(lǐng)導(dǎo)把它當(dāng)作政績來看待，就會(huì)出現(xiàn)過熱的問題。


潘教峰：陳院士確實(shí)為我國大科學(xué)裝置的優(yōu)化布局和建設(shè)做出了巨大貢獻(xiàn)。我們?cè)谧鲆?guī)劃、做戰(zhàn)略研究時(shí)確實(shí)看到，早期好多地方政府覺得它是個(gè)負(fù)擔(dān)?，F(xiàn)在國家重視科技創(chuàng)新，一些地方政府就又把它當(dāng)作是一個(gè)重大投資的機(jī)會(huì)，還可以贏得一個(gè)科學(xué)名片，但很少真正考慮大科學(xué)裝置建設(shè)的本意，要和科學(xué)研究的需求緊密結(jié)合。這個(gè)區(qū)域有沒有強(qiáng)烈的需求，有沒有用戶，這方面考慮顯得欠缺了一點(diǎn)。


在黨的 “二十大” 之后，我國更是把科技擺在了前所未有的位置。在這個(gè)意義上，各地方會(huì)更重視科技創(chuàng)新，那么大科學(xué)裝置本身的建設(shè)，將來肯定也會(huì)成為許多地方都高度重視的、顯性的抓手。所以要高度重視布局問題。


周忠和：兩位剛才講的，其實(shí)是大裝置的布局和設(shè)計(jì)，更多的還是需要科學(xué)界來貢獻(xiàn)智慧。我們是從科技技術(shù)方面考慮，可能有些地方政府是從經(jīng)濟(jì)方面考慮，這是比較復(fù)雜的。我想問下李老師，從您更熟悉的天文學(xué)學(xué)科角度看，大裝置算不算超前？


李菂：從天文這個(gè)小學(xué)科來講，我的看法激進(jìn)不少。主要是因?yàn)槲覀儗W(xué)科落后特別多。比如說天眼是2011年開始建設(shè)，2016年年底建成，2020年才投入使用。而美國的阿雷西博望遠(yuǎn)鏡早在1963年就投入使用，1973年它發(fā)現(xiàn)了雙中子星，這個(gè)發(fā)現(xiàn)在1993年獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。我們?cè)谏潆娡h(yuǎn)鏡領(lǐng)域落后了30年到50年，到今天才投入了10個(gè)億人民幣到天眼建設(shè)中。又比如說光學(xué)領(lǐng)域，20世紀(jì)初哈勃發(fā)現(xiàn)了宇宙膨脹，而國內(nèi)現(xiàn)在的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡還沒有達(dá)到美國20世紀(jì)初的水平，在這個(gè)方向上我們又落后了50年到100年的樣子。所以從我們行業(yè)的小視角來講，像天眼這樣的大科學(xué)裝置，整個(gè)投入至少還要提高一個(gè)數(shù)量級(jí)，我們才能進(jìn)到國際一流俱樂部里頭去和高手一塊玩。


周忠和：剛才您說的是需求，是從理想的角度說。那么關(guān)于我們的隊(duì)伍和建設(shè)能力，有沒有這方面的困難？


李菂：這個(gè)困難實(shí)際上是很大的，但是關(guān)于天眼隊(duì)伍的建設(shè)和運(yùn)行，我倒是越來越樂觀了。


舉幾個(gè)基本的例子，天眼有兩個(gè)重要的方向。一個(gè)大家都比較熟知的是脈沖星，脈沖星衍生出來一個(gè)概念叫快速射電暴，就是非常明亮的在宇宙射頻波段最劇烈的爆炸，但我們現(xiàn)在完全不知道它的起源。另一個(gè)是研究宇宙的原子氣體，叫做中性氫。


天眼項(xiàng)目是2007年底發(fā)改委正式批復(fù)立項(xiàng)的，2008年我是科學(xué)院聘的兼職項(xiàng)目科學(xué)家，2012年全職參加該項(xiàng)。當(dāng)時(shí)我在各個(gè)單位了解了一下，我國在原子氣體研究領(lǐng)域能夠做一線數(shù)據(jù)處理的不超過5個(gè)人。但是到今天，由于設(shè)備和平臺(tái)的成功，現(xiàn)在日常有100個(gè)人。所以裝置的部署可以帶動(dòng)發(fā)展，當(dāng)然也還要契合國家的能力和我們的科學(xué)目標(biāo)。


陳和生：還有一個(gè)是要符合建設(shè)隊(duì)伍的能力。比如中國同時(shí)建10個(gè)這樣的裝置，相匹配的天文隊(duì)伍是比較容易發(fā)展的，天眼的數(shù)據(jù)可以交給大學(xué)中的老師做分析。但是能夠建設(shè)天眼裝置的隊(duì)伍，恐怕是很難做到同等數(shù)量級(jí)式的增長。


大科學(xué)還是小科學(xué)？


周忠和：我們稍微轉(zhuǎn)換一下，回到大科學(xué)和小科學(xué)的討論。上個(gè)世紀(jì)60年代有人提出了大科學(xué)與小科學(xué)的說法，半個(gè)多世紀(jì)以后，大科學(xué)依然是產(chǎn)生原始創(chuàng)新的主要模式嗎？是不是不同的學(xué)科不一樣？


很多人會(huì)覺得，最原始的創(chuàng)新還是要靠小團(tuán)隊(duì)的PI模式，但有的人會(huì)覺得大科學(xué)會(huì)替代小科學(xué)。我的理解是，大科學(xué)從60年代或者二戰(zhàn)之后開始快速發(fā)展，現(xiàn)在是一種大科學(xué)與小科學(xué)并存的情況。潘院長你怎么看待這個(gè)問題？


潘教峰：我是這么理解大科學(xué)和小科學(xué)的區(qū)分。首先，為什么要提出大科學(xué)這個(gè)概念？因?yàn)楝F(xiàn)在的科學(xué)研究越來越復(fù)雜，涉及時(shí)間分辨率、空間分辨率及其精度和極端條件下的溫度、壓力、強(qiáng)度耐受性等，需要提供極端條件的研究手段和工具。沒有大科學(xué)裝置，微觀的東西你看不清楚，內(nèi)在的機(jī)理和關(guān)系你也把握不了。我們看到，上世紀(jì)70年代以來，不少諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的成果，有的人說占40%左右，用到了大科學(xué)裝置產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，就說明了這一點(diǎn)。


但是從研究本身來說，我覺得真正的科學(xué)原創(chuàng)還是要靠科學(xué)家的智慧，團(tuán)隊(duì)可以提供多方面的支持。科學(xué)創(chuàng)新還是要圍繞著原創(chuàng)的思想來做。正如布什在《科學(xué)：無止境的前沿》中指出，基礎(chǔ)研究應(yīng)該由“一小群熟諳自然基本規(guī)律的天才”來進(jìn)行。


另外一方面，大科學(xué)是眾多學(xué)科之間的交叉融合，交叉融合的關(guān)鍵是要找到交叉融合的點(diǎn)。從這個(gè)意義上來講，我是覺得“大”和“小”是相對(duì)的，科學(xué)應(yīng)該由最優(yōu)秀的科學(xué)家來主導(dǎo)，不能拿大科學(xué)擠壓小科學(xué)，真正的原創(chuàng)還是要靠有創(chuàng)造力的科學(xué)家來做出來。


周忠和：即便是有大科學(xué)大裝置，個(gè)體的創(chuàng)造力、團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人或者主要骨干的作用也很重要。關(guān)于這點(diǎn)陳老師您如何看待？


陳和生：大科學(xué)和小科學(xué)是密不可分的，而且會(huì)長期共存。很多理論研究需要大科學(xué)裝置去檢驗(yàn)。大科學(xué)裝置上的一些發(fā)現(xiàn)，又突破了現(xiàn)有的理論，促進(jìn)了理論發(fā)展。你很難說理論研究是一種大科學(xué)，就是少數(shù)幾個(gè)人帶著學(xué)生在做。但另一方面，傳統(tǒng)上的小科學(xué)也越來越需要使用到大科學(xué)裝置，比如說一個(gè)老師帶幾個(gè)學(xué)生的小組，也必須用最先進(jìn)的同步輻射散裂中子源作為研究手段去解決問題。


科學(xué)的發(fā)展是有多樣性的。大科學(xué)和小科學(xué)是密切的交叉滲透，而且會(huì)相互推動(dòng)發(fā)展。這是我的看法。


陳和生


周忠和：李老師您從天文學(xué)的角度來說，我們外行感覺到天文學(xué)離不開天文臺(tái)這樣的大裝置，這個(gè)領(lǐng)域里面有沒有大科學(xué)小科學(xué)的區(qū)分？


李菂：可能更像剛才陳老師講的后一種情況，目前天文學(xué)的主流都是依靠大裝置，但是具體發(fā)文章的時(shí)候，它實(shí)際上又是小科學(xué)的。比如今年初，我們利用天眼發(fā)的文章登在《自然》雜志封面上。我們團(tuán)隊(duì)只有6個(gè)人，但絕對(duì)是依賴天眼的能力。就像您開場時(shí)引用美國科學(xué)學(xué)家普萊斯的話，他總結(jié)得很到位?！岸?zhàn)”以前，天文學(xué)基本上還是小科學(xué)，哈勃研究宇宙的膨脹，他依靠的是民間基金會(huì)出錢給帕拉瑪觀測站修的望遠(yuǎn)鏡。


“二戰(zhàn)” 以后的重大發(fā)現(xiàn)，以美國為代表，都是依靠國家級(jí)的設(shè)備才能產(chǎn)生歷史性的推動(dòng)。比如哈勃望遠(yuǎn)鏡、詹姆斯?韋伯望遠(yuǎn)鏡的投入是110億美金，是中國天眼的80倍。他們剛剛在地外行星的大氣發(fā)現(xiàn)二氧化碳，這些重大發(fā)現(xiàn)正在迅速刷屏。


像天眼的話，我們經(jīng)過三輪的公開征集，現(xiàn)在已經(jīng)認(rèn)證并且開始執(zhí)行的有將近400個(gè)項(xiàng)目。所以這個(gè)平臺(tái)可以算大科學(xué)，但是每一個(gè)項(xiàng)目每一個(gè)課題還是小科學(xué)。


周忠和：我突然想到，小科學(xué)大學(xué)科的關(guān)系，就有點(diǎn)像公園里面有綠地也有樹，全是變成樹也不可能是吧？我們需要有草地和樹的一種合理的搭配，達(dá)到一種景觀。


李菂：公園和草地就是平臺(tái)，個(gè)體或者課題組就是種樹栽花。


周忠和：相互依存，密不可分。

大科學(xué)裝置的經(jīng)濟(jì)賬


周忠和：下一個(gè)問題，我們國家的大裝置的產(chǎn)出和投入相比是否還是比較匹配的？陳老師您談?wù)劇?/span>


陳和生：我國大裝置的數(shù)量和種類應(yīng)該說已經(jīng)進(jìn)入國際前列，但是我們?cè)谘b置本身的技術(shù)水平、創(chuàng)新技術(shù)這方面與國際上差距還比較大，差距更大的是它產(chǎn)出的研究成果。


我認(rèn)為，我國大裝置對(duì)我們國家科技創(chuàng)新和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的支持還不夠，關(guān)鍵是隊(duì)伍的水平。哪怕是大型企業(yè)，沒有多少人真正能夠用同步輻射散裂中子源去解決問題。


周忠和：生產(chǎn)和購買中間還缺了點(diǎn)東西。


陳和生：技術(shù)人員的水平比較差，他沒有用過。還有一個(gè)問題，中國比較熱衷建造新的裝置，但是這些裝置的實(shí)驗(yàn)終端水平與國際上的差距比較大。很多大科學(xué)裝置建完了好長時(shí)間，它的實(shí)驗(yàn)終端遲遲得不到批準(zhǔn)，配不齊，實(shí)驗(yàn)大廳空空蕩蕩。而很多地方政府的興趣是我再去造一個(gè)，不考慮自己有沒有能力，有沒有用戶，從政績觀出發(fā)，就是希望再造一個(gè)。


“十四五” 的時(shí)候，國內(nèi)有十多個(gè)單位提出要建同步輻射光源，顯然這些單位并不都是國際一流水平，難免有些重復(fù)建設(shè)。我認(rèn)為我們現(xiàn)在的投入不是多了，而是說投入的結(jié)構(gòu)不合理，應(yīng)該加大對(duì)已建成的大科學(xué)裝置的改造升級(jí)，提高實(shí)驗(yàn)終端的配合和研究經(jīng)費(fèi)，現(xiàn)在這部分不能得到很好的保障。


還有人員的評(píng)價(jià)體系問題。大科技裝置起到了很大作用，但是每年的院士、杰青、優(yōu)青評(píng)選，真正從事大科學(xué)裝置建設(shè)的人很難評(píng)得上，原因是沒有論文發(fā)表。哪怕他在建設(shè)運(yùn)行大裝置的過程中有很多創(chuàng)新，克服很多困難，但是得不到評(píng)價(jià)體系的認(rèn)可。這些都阻礙了大裝置的發(fā)展。


所以我認(rèn)為應(yīng)該更多的投入到研究工作，還有大裝置的實(shí)驗(yàn)終端配套設(shè)施，著眼點(diǎn)是成果，而不是造更多裝置。這對(duì)支撐國家的高水平科技自立自強(qiáng)是非常重要的。


周忠和：您提了非常尖銳的問題，重面子輕里子的現(xiàn)象確實(shí)存在，還有評(píng)價(jià)體系的問題。李老師你有沒有這方面的感受？


李菂：對(duì)，有一些類似。我查了一下，詹姆斯?韋伯望遠(yuǎn)鏡造價(jià)110億美金，一般來講一個(gè)大裝置每年的運(yùn)行費(fèi)是它造價(jià)的10%，包括養(yǎng)護(hù)、用水用電、技術(shù)升級(jí)、養(yǎng)研究人員的費(fèi)用。今年美國國會(huì)專門撥給詹姆斯?韋伯望遠(yuǎn)鏡1.8億美金，只占到宇航局預(yù)算的0.7-0.8%的樣子，所以它也不是很寬裕，但是1.8億美金是個(gè)什么概念？


我查了一下，我們國家天文臺(tái)的一年的預(yù)算是5-10個(gè)億，年景好的時(shí)候是10個(gè)億，一般是5個(gè)億。但是，這已經(jīng)包含了天眼建設(shè)期間的建設(shè)經(jīng)費(fèi)。歐洲的歐南臺(tái)，是十幾個(gè)國家的聯(lián)合組織，有很多設(shè)備，一年的經(jīng)費(fèi)大概是1.2-1.3億歐元。日本國立天文臺(tái)大概是一兩千萬美金，有100多個(gè)研究性員工。也就是說美國僅僅一臺(tái)大裝置的運(yùn)行費(fèi)用，就基本上覆蓋了歐洲、中國、日本，再加上馬普所的一個(gè)天文所這些機(jī)構(gòu)一年運(yùn)行費(fèi)的總和。


李菂


陳和生：你這個(gè)說法不確切。美國是把人員費(fèi)都算進(jìn)去，而日本或者是歐洲的人員費(fèi)是占了極大的比例，占了80%-85%，沒算在這里。所以當(dāng)你說歐洲南方天文臺(tái)經(jīng)費(fèi)是多少錢的時(shí)候，并沒有包含為南方天文臺(tái)服務(wù)的這么多科學(xué)家的費(fèi)用。美國的額外開銷也非常厲害。運(yùn)行經(jīng)費(fèi)肯定是有差距，但這個(gè)差距不像你講的那么大。


李菂：實(shí)際上我想的跟您要說的一模一樣。我們現(xiàn)在最缺的是養(yǎng)人的錢，包括維護(hù)和科學(xué)研究。錢還是不夠。


周忠和：所以大裝置建好了，不是什么事都完了，后續(xù)的管理維護(hù)很重要，還需要升級(jí)改造等等。


陳和生：要是不升級(jí)改造就會(huì)落后。


周忠和：這就是一個(gè)可持續(xù)發(fā)展，能不能更好地發(fā)揮大裝置作用的問題。這方面還包括人員費(fèi)、對(duì)人員的管理。


潘教峰：政策和管理上確實(shí)還需要進(jìn)一步加強(qiáng)。


周忠和：理想條件下，這類大裝置的立項(xiàng)應(yīng)該是一個(gè)什么樣的決策機(jī)制？是政府來決策，還是由科學(xué)共同體來決策呢？陳老師您談?wù)劇?/span>


陳和生：決策問題很復(fù)雜，從政策咨詢到管理，我想潘老師應(yīng)該也參與了很多。我認(rèn)為大科學(xué)裝置的決策，第一要考慮國家的科技政策，我國現(xiàn)在最迫切的科學(xué)技術(shù)問題是什么，要求大科學(xué)裝置解決什么問題。這里頭既有國家發(fā)展戰(zhàn)略的一些瓶頸問題，也有符合我們國家國情國力的科學(xué)前沿研究。


首先是科技政策。國家的優(yōu)先級(jí)是由國家發(fā)展的需求，結(jié)合我們的國情來決定的。在當(dāng)前嚴(yán)峻的國際形勢之下，這個(gè)問題更為迫切，我們需要做到高水平科技自立自強(qiáng)。第二，是所在的領(lǐng)域?qū)Πl(fā)展戰(zhàn)略的研究。我個(gè)人認(rèn)為大科學(xué)裝置的決策機(jī)制應(yīng)該是由專家來決定，這是國際共同的做法。第三，做一個(gè)決策，必須有邊界條件，第一位的邊界條件就是國家在這個(gè)具體的領(lǐng)域投多少錢。如果沒有特別的理由就要增加5倍8倍經(jīng)費(fèi)，這是不太現(xiàn)實(shí)的。比如，國家發(fā)改委每5年計(jì)劃造的大科學(xué)裝置的經(jīng)費(fèi)，是有限的，相對(duì)固定的，不可能讓一個(gè)學(xué)科把大部分的錢拿走。


過去這20多年，總體上是越來越規(guī)范化了，項(xiàng)目的評(píng)審也越來越透明公開了。


周忠和：科學(xué)問題、這些大的設(shè)想和計(jì)劃要由科學(xué)界提出，但政府肯定是從財(cái)政、學(xué)科平衡、國家的戰(zhàn)略需求、社會(huì)發(fā)展需求等多方面綜合考慮。前不久我在看一本書叫《純科學(xué)的政治》，是美國人上世紀(jì)60年代寫的，里面講到科學(xué)家為了他們的大裝置項(xiàng)目，有時(shí)候除了做自己的本職工作之外，還要做一些游說。李老師，你覺得我國的科學(xué)家為了爭取到更多的支持，是不是也要做一些這樣的事？


李菂：我們天眼項(xiàng)目在貴州，肯定也要跟當(dāng)?shù)卣嗷チ私狻?/span>


周忠和：你們給貴州帶來了巨大的旅游收入。


李菂：這是后來的事，在建設(shè)的過程中是看不見的，不知道最后能搞成什么樣。我們給平塘縣特別是黔南州帶來了一些比較實(shí)在的東西，我看過他們的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，天眼建成以后，2016年到2018年左右，當(dāng)?shù)孛磕甑穆糜瘟魉蟾攀?0個(gè)億。但這個(gè)模式不一定能復(fù)制，存在特定的條件，天眼在視覺上對(duì)大眾有很強(qiáng)的沖擊力。


陳和生：沒有看到美國歐洲哪個(gè)天文臺(tái)成為景點(diǎn)的。大量的游客對(duì)科研的環(huán)境的影響會(huì)很大，比如交通堵塞、環(huán)境污染。東莞看到天眼那么熱鬧，也想發(fā)展旅游，但我認(rèn)為不適合。像你們那樣修一個(gè)天街，造兩個(gè)五星級(jí)賓館，全世界獨(dú)一無二。我這個(gè)人思想保守。


李菂：我們一直也是很矛盾的狀態(tài)。地方政府很不容易，我們?cè)跅l件允許的情況下都盡量支持，另外我們也要求射電的靜默，這會(huì)對(duì)我們的信號(hào)搜集產(chǎn)生影響。


周忠和：現(xiàn)在越來越強(qiáng)調(diào)科普科學(xué)教育的意義，所以旅游的增量也是超出你們的預(yù)料。


李菂：遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出我們的預(yù)料。


周忠和：潘老師，我們建大裝置，是不是可以提升我們國家的軟實(shí)力和在國際上的影響力。比如說人家想脫鉤，而我們有了大裝置，可以吸引更多國際上的合作參與。從您的站位上怎么看？


潘教峰：我很贊同。我國的經(jīng)濟(jì)體量和科學(xué)研究已經(jīng)達(dá)到了一定水平，也到了一個(gè)該往上突破的時(shí)候了?，F(xiàn)在我們有了大科學(xué)裝置，可以吸引全球科學(xué)家來開展研究，是我們高水平對(duì)外開放的一個(gè)重要平臺(tái)和抓手。


周忠和：與此相關(guān)的一個(gè)議題是大科學(xué)裝置的開放共享，這是我國目前正在推動(dòng)的一個(gè)重點(diǎn)工作，也是大科學(xué)裝置管理的一個(gè)世界性問題。您覺得我們?cè)谶@方面做得怎么樣？


陳和生：我接著潘老師說。以北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)為例，我們從1990年代就開始了以我為主的大型的國際合作，十多個(gè)國家包括美國歐洲的物理學(xué)家到北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)上工作一直到現(xiàn)在。


在改革開放的初期，是我們出去；現(xiàn)在，我們是東道主。這樣的例子還有很多，比如說西藏的羊八井國際宇宙線觀測站，它有中意合作和中日合作；大亞灣反應(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn)，是中國和美國的合作。當(dāng)時(shí)美國能源部的人告訴我，這是美國在海外的僅次于歐洲核子研究中心的最大的合作。


這些都表明了重大的科學(xué)裝置，特別是那些能夠發(fā)揮我國獨(dú)特優(yōu)勢的大裝置，特別具有吸引力，能夠推動(dòng)以我為主的國際合作。


我想大科學(xué)裝置的特點(diǎn)就是必須開放共享，并且是國際共享?？茖W(xué)院每年都有考核指標(biāo)，每年你的裝置，外來用戶使用的機(jī)時(shí)要超過比如說80%-90%，不能說這個(gè)東西只有自己用。這是非常嚴(yán)格的。國家提供了建設(shè)費(fèi)運(yùn)行費(fèi)，那么你必須對(duì)國內(nèi)外的其他用戶開放共享。


在這個(gè)意義上，這些大科學(xué)裝置的開放共享程度遠(yuǎn)比一些大學(xué)實(shí)驗(yàn)室的開放程度要好得多，規(guī)模要大得多，這也是國際的普遍規(guī)律。你到我們這里來做實(shí)驗(yàn)，盡管我一年的運(yùn)行費(fèi)大概將近兩億，一天的運(yùn)行費(fèi)五六十萬，但是我們不對(duì)你收費(fèi)，這是非常高水平的開放，符合國際慣例。這對(duì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展非常重要。我想這個(gè)是大科學(xué)裝置的基本特點(diǎn)。


周忠和：李老師，天眼的開放程度怎么樣？


李菂：我們天文學(xué)科的特點(diǎn)就是比較開放，因?yàn)槲覀儗?shí)用性差。


周忠和：和粒子物理相比呢？


陳和生：應(yīng)該是更為開放，用一句話說就是在可以預(yù)見的將來沒有任何實(shí)用價(jià)值。


李菂：因?yàn)槲覀兲貏e沒用，就有條件開放共享。像美國，比如美國國家射電天文臺(tái)、美國國家光學(xué)天文臺(tái)，中等大小的裝置也要全球性開放。我們的天眼拿出了少部分時(shí)間向國際開放了兩輪，PI來自18個(gè)國家。


周忠和：還是不夠，還是要進(jìn)一步開放。


李菂：今年受到了疫情的影響。雖然可以遠(yuǎn)程觀測，需要的數(shù)據(jù)我們可以記在硬盤上，但是交流過程還是很難完全替代的。


周忠和：潘老師如何看待開放共享的程度的問題？我們現(xiàn)在強(qiáng)調(diào)人類命運(yùn)共同體，大科學(xué)裝置又是呈現(xiàn)大國開放胸懷和實(shí)力的很重要的平臺(tái)。


潘教峰：我覺得應(yīng)該進(jìn)一步加大開放共享的力度，甚至說國家應(yīng)該搞點(diǎn)基金來支持其他國家的科學(xué)家來開展聯(lián)合研究，成為聚集全球智慧的開放創(chuàng)新的高地，這也是中國對(duì)世界科學(xué)發(fā)展的一種貢獻(xiàn)。


另外，這也是反脫鉤的一個(gè)手段。對(duì)很多高水平的基礎(chǔ)研究來說，大科學(xué)裝置本身是科學(xué)研究越來越必不可少的一種高端復(fù)雜科研設(shè)備。我們要用好大科學(xué)裝置支持全球相關(guān)領(lǐng)域科學(xué)家合作探索未知世界、發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律、實(shí)現(xiàn)技術(shù)變革，展現(xiàn)中國的大國胸懷，呈現(xiàn)中國更加開放的態(tài)度。目前，各個(gè)大科學(xué)裝置也在自覺地做，大家都有這個(gè)意識(shí)。我覺得力度可以再大一點(diǎn)，從國家層面更大力度來推動(dòng)這個(gè)事。


周忠和：我想到中美建交的時(shí)候有個(gè) “乒乓外交”。其實(shí)科技外交也是一個(gè)很不可忽視的一部分。


潘教峰：對(duì)，我看是可以，可以團(tuán)結(jié)更多的國家來中國利用大科學(xué)裝置來開展工作。


我們處在重大歷史性突破的前夜


周忠和：前面講到建設(shè)，講到持續(xù)發(fā)展，評(píng)估也是必不可少的?，F(xiàn)在有一種趨勢是跟蹤進(jìn)行全生命周期的評(píng)估，不僅從科學(xué)，還從社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益上研究大科學(xué)裝置的影響。我們現(xiàn)在有沒有在做這方面的工作？


陳和生：中國科學(xué)院有著中國最多的大科學(xué)裝置，因此它有專門的部門對(duì)大科學(xué)裝置進(jìn)行管理和評(píng)估，有一套系統(tǒng)辦法直接考核裝置的運(yùn)行情況、開放情況、科學(xué)成果、對(duì)用戶的服務(wù)，每年開會(huì)進(jìn)行評(píng)估，評(píng)出一、二、三級(jí)出來。我覺得這個(gè)評(píng)估制度還是比較成熟的。


（從左至右）李菂、陳和生、周忠和


周忠和：你對(duì)現(xiàn)有的評(píng)價(jià)體系還是比較滿意的？


陳和生：當(dāng)然還是有好多缺點(diǎn)，比如更看重發(fā)文章，而對(duì)為國家高水平科技自立自強(qiáng)做出貢獻(xiàn)的大裝置建設(shè)者，重視度不夠。現(xiàn)在很多情況要人家投票，投票就是看文章，沒辦法。強(qiáng)調(diào)要把論文寫在祖國大地上，但寫在大地上人家看不見，就看你發(fā)的Nature、Science。這還是評(píng)價(jià)體制的問題。


李菂：這也有一個(gè)實(shí)際的情況，因?yàn)槲乙矃⒓訉＜医M。有時(shí)候跨學(xué)科的評(píng)判確實(shí)比較困難，所以在戰(zhàn)略層面，您剛才說的全生命周期評(píng)價(jià)，我覺得還有相當(dāng)?shù)木嚯x。


周忠和：今天的最后一個(gè)問題，未來在大科學(xué)裝置的發(fā)展上面，有哪些重點(diǎn)關(guān)注的領(lǐng)域，在發(fā)展過程中我們還應(yīng)該重視哪些問題？


陳和生：重大的大科學(xué)裝置對(duì)于我國的科技創(chuàng)新體系是非常重要的一個(gè)單元，對(duì)我們國家在技術(shù)科學(xué)前沿研究、科技創(chuàng)新，特別是高水平科技自立自強(qiáng)方面具有重要的意義。


我認(rèn)為，應(yīng)該根據(jù)經(jīng)濟(jì)形勢的發(fā)展進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)大科學(xué)裝置的投入，但是投入不等同于造更多的新的設(shè)施。美國會(huì)建設(shè)發(fā)展新的高水平設(shè)施，但同時(shí)對(duì)已有的歷史悠久的設(shè)施一直給予更新改造、補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)裝置、支持研究工作出成果。所以我認(rèn)為我們更重要的是出更多成果，而不是鋪更多攤子。


攤子還是要鋪，有缺陷的地方還是要增加，關(guān)鍵要看對(duì)國家高水平科技自立自強(qiáng)的貢獻(xiàn)和牽引力，我覺得這是我們國家現(xiàn)在面臨的最大的問題，也是我們大科學(xué)裝置的使命。今后的發(fā)展方向要優(yōu)先考慮國家的戰(zhàn)略需求和高水平科技自立自強(qiáng)。


在基礎(chǔ)科學(xué)前沿，要結(jié)合我們的國情，同時(shí)發(fā)揮我國的特點(diǎn)。有人老在問，今后物質(zhì)結(jié)構(gòu)或者粒子物理的突破在哪？我認(rèn)為突破還是那一句話，就是“眾里尋他千百度，驀然回首，那人卻在，燈火闌珊處?！蔽覀兲幵谥卮髿v史性突破的前夜，暗物質(zhì)、暗能量將迎來類似100年前相對(duì)論和量子論那樣的一個(gè)突破。要考慮我們國家的特點(diǎn)，能夠?yàn)樾率兰o(jì)的科學(xué)突破做出什么貢獻(xiàn)。


比如粒子物理的實(shí)驗(yàn)，加速器實(shí)驗(yàn)是一個(gè)方面。我們必須要根據(jù)國家的國情和綜合因素來決定。同時(shí)，空間天文實(shí)驗(yàn)、粒子天體物理這樣的交叉學(xué)科，需要結(jié)合中國的特點(diǎn)來發(fā)揮作用，包括中微子實(shí)驗(yàn)，我們已經(jīng)取得很好的成果，所以這是我的一點(diǎn)點(diǎn)看法。


周忠和：好的，李老師您有什么看法？尤其是天文領(lǐng)域，您有什么期盼？


李菂：設(shè)備只是研究手段。還是要看有什么重大的科學(xué)問題，有什么技術(shù)上的優(yōu)勢或者成本上的優(yōu)勢，這也是我們作為一線的從業(yè)人員需要考慮的。


周忠和：巡天望遠(yuǎn)鏡現(xiàn)在處于一個(gè)什么狀況？


李菂：巡天望遠(yuǎn)鏡是 “921” 載人航天專項(xiàng)的一部分，肯定比天眼要重要得多。它產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量很大，是中國空間天文領(lǐng)域的跨越式發(fā)展。


周忠和：天文和粒子物理是相關(guān)的。巡天望遠(yuǎn)鏡的研制成功，會(huì)不會(huì)對(duì)物理學(xué)，比如說暗物質(zhì)、暗能量的研究有所幫助？


李菂：我覺得這是很有可能的。當(dāng)然天文學(xué)和物理學(xué)稍微有點(diǎn)區(qū)別，天文學(xué)特別善于發(fā)現(xiàn)和提出問題，但很少解決問題。20世紀(jì)中期以后，天文學(xué)發(fā)現(xiàn)了很多東西，到了21世紀(jì)，有七八個(gè)諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)跟天文學(xué)是強(qiáng)相關(guān)的，比如黑洞和系外行星。宇宙的豐富多彩從來沒有讓我們失望過，當(dāng)你的測量能力有了根本性提高以后，它能夠揭示很多非常奇特的，有時(shí)候是帶有本質(zhì)性的現(xiàn)象。


陳和生：暗物質(zhì)、暗能量都是天文觀測提出來的顛覆性的問題。


周忠和：潘院長，最后您來講講我們國家大科學(xué)裝置的發(fā)展。


潘教峰：我認(rèn)為應(yīng)重視這么幾點(diǎn)。第一，要用好現(xiàn)有的大科學(xué)裝置，提高大科學(xué)裝置的綜合效益，包括剛才討論的如何更好地運(yùn)營維護(hù)大科學(xué)裝置，更好地提出科學(xué)問題，讓大科學(xué)裝置來支撐這些研究，還有如何更好地對(duì)外開放共享合作，把大裝置的潛力真正發(fā)揮出來。


第二，要做好大科學(xué)裝置發(fā)展的中長期規(guī)劃。陳老師曾經(jīng)在2009年帶領(lǐng)一個(gè)專家組做了一個(gè)中國面向2050年的大科學(xué)裝置發(fā)展路線圖。今天，我國提升了發(fā)展目標(biāo)，到2050年要成為世界科技創(chuàng)新強(qiáng)國，整個(gè)世界的科技發(fā)展也有了重大的變革，這時(shí)候我們應(yīng)該以更長遠(yuǎn)的眼光來規(guī)劃我們的大科學(xué)裝置，應(yīng)該考慮啟動(dòng)制定一個(gè)未來30年到50年的，做到2060年或2070年的大科學(xué)裝置發(fā)展規(guī)劃。


第三，我們今天討論的大裝置多集中在天文學(xué)、物理學(xué)領(lǐng)域。實(shí)際上有一些新型大科學(xué)裝置在出現(xiàn)，像自然環(huán)境模擬的或者過程模擬和環(huán)境模擬的裝置，這樣的大科學(xué)裝置是不是適應(yīng)了環(huán)境科學(xué)發(fā)展的要求。生命科學(xué)現(xiàn)在發(fā)展到合成生物學(xué)這一步，很多研究深入到了生命過程當(dāng)中非常微觀的層面，也需要極端的條件來支撐。信息科技領(lǐng)域也有這樣的需求。所以，大科學(xué)裝置的領(lǐng)域?qū)嶋H上在不斷拓展，我們應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同領(lǐng)域的研究需求來不斷發(fā)展新型大科學(xué)裝置。


第四，大科學(xué)裝置產(chǎn)生了很多數(shù)據(jù)，天文學(xué)領(lǐng)域的大裝置更是產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)。過去處理數(shù)據(jù)的手段多為人工，現(xiàn)在由于人工智能AI的出現(xiàn)，我想大科學(xué)裝置產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)能不能與人工智能相結(jié)合，會(huì)不會(huì)產(chǎn)生一種新的研究范式。我們可以觀察到AI對(duì)生命科學(xué)研究產(chǎn)生了顛覆性的影響，在結(jié)構(gòu)生物學(xué)領(lǐng)域，過去生物學(xué)家一年能破解幾種蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)就很了不起了，DeepMind出現(xiàn)后如今已破解了幾乎人類目前已知的、超過2億種蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。


第五，剛才談了很多政策和管理問題，我們要真正把大科學(xué)裝置作為國之重器，作為我們國家建成未來科技強(qiáng)國的必不可少的物質(zhì)基礎(chǔ)條件，在管理上政策上還是有很多問題要解決。


周忠和：謝謝潘院長，謝謝陳老師和李老師，今天的討論就到這兒。


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在創(chuàng)辦《知識(shí)分子》和《賽先生》等知名科學(xué)文化平臺(tái)的基礎(chǔ)上，智識(shí)學(xué)研社發(fā)起成立了民間科學(xué)交流平臺(tái) “科學(xué)四十人”?！翱茖W(xué)四十人” 的成員包括數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)等九個(gè)領(lǐng)域的領(lǐng)軍科學(xué)家。“科學(xué)四十人” 致力成為先進(jìn)的科學(xué)交流平臺(tái)，積極推進(jìn)國際科學(xué)交流和全球科技治理議題，匯聚各個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)力量和專業(yè)知識(shí)、意見和影響力，推動(dòng)人類可持續(xù)發(fā)展?！翱茖W(xué)四十人” 得到了科匯致遠(yuǎn)公益基金會(huì)的大力支持。

制版編輯 | 姜絲鴨




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