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加強(qiáng)定向基礎(chǔ)研究實(shí)現(xiàn)原始創(chuàng)新重大突破

2018-05-26 03:14:53
中國科學(xué)院院刊 2018年4期
關(guān)鍵詞:強(qiáng)國專項(xiàng)衛(wèi)星

吳 季

中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心 北京 100190

1 建設(shè)世界科技強(qiáng)國,必須要在基礎(chǔ)科學(xué)前沿實(shí)現(xiàn)原創(chuàng)性突破

2018 年 1月,國務(wù)院發(fā)布了《關(guān)于全面加強(qiáng)基礎(chǔ)科學(xué)研究的若干意見》。該文件無疑會對我國原始性創(chuàng)新產(chǎn)生重要推動作用,為我們帶來繼 1978 年全國科學(xué)大會 40 年之后,又一個“科學(xué)的春天”。

基礎(chǔ)研究可以大致分成兩類,一類是自由探索式的基礎(chǔ)研究,由科學(xué)家興趣驅(qū)動。此類基礎(chǔ)科學(xué)研究從歐洲文藝復(fù)興之后逐漸興起,建立了人類現(xiàn)代科技的基礎(chǔ)。盡管許多低垂的果實(shí)已經(jīng)被摘取,但是此類研究仍然是培育人才、鞏固學(xué)科基礎(chǔ)和探索未知的重要領(lǐng)域,需要政府給予大力扶植。另一類則是由政府主導(dǎo)的、有組織的定向基礎(chǔ)研究。

本文重點(diǎn)談一下第二類基礎(chǔ)研究,即由政府主導(dǎo)的、有組織的定向基礎(chǔ)研究。自二戰(zhàn)以后,此類基礎(chǔ)研究逐漸成為實(shí)現(xiàn)重大前沿突破的主流。通常為政府組織、集中投入,并由首席科學(xué)家?guī)ьI(lǐng)一個團(tuán)隊(duì),瞄準(zhǔn)一個重大方向,有組織地開展研究。規(guī)模較大的還需要大量技術(shù)人員參與實(shí)驗(yàn)、研制和運(yùn)行大型科學(xué)裝置,如粒子加速器、大型真空或仿真模擬裝置、大孔徑天文望遠(yuǎn)鏡等。1957 年之后,又出現(xiàn)了科學(xué)衛(wèi)星這一瞄準(zhǔn)自然科學(xué)宏觀和微觀兩大前沿的新型研究手段,通過發(fā)射衛(wèi)星,以獲取在地面上無法獲取的科學(xué)觀測和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),1950 年以前,諾貝爾物理學(xué)獎的獲獎成果中,僅有一項(xiàng)與大型科學(xué)裝置有關(guān);而在 1970 年后,超過 40% 的諾貝爾物理學(xué)獎都是利用大科學(xué)裝置或科學(xué)衛(wèi)星獲取的數(shù)據(jù)完成的;1990 年以后這個比例更是高達(dá) 48%??梢姡@類通過大型科學(xué)裝置開展基礎(chǔ)研究的方式,已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)科學(xué)前沿重大突破的重要手段。

2016 年中共中央、國務(wù)院發(fā)布的《國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略綱要》中,明確了我國建設(shè)世界科技強(qiáng)國“三步走”戰(zhàn)略目標(biāo),特別是到 2030 年要躋身世界創(chuàng)新型國家前列,到 2050 年要建成世界科技創(chuàng)新強(qiáng)國。作為世界科技強(qiáng)國,屆時中國需要在科學(xué)和技術(shù)各領(lǐng)域都力爭走在世界前面。但是,一個在基礎(chǔ)科學(xué)前沿對人類沒有重大貢獻(xiàn)的國家,是不能稱為世界科技強(qiáng)國的;一個沒有一批獲得過像諾貝爾獎那樣世界級科學(xué)獎的國家,也不能被稱為世界科技強(qiáng)國。更不能想象,在力爭走向世界前列的未來 30 年中,如果原始性創(chuàng)新始終是我國科技發(fā)展短板的話,那我們將如何實(shí)現(xiàn)在大多數(shù)領(lǐng)域從跟跑到并跑,再到領(lǐng)跑的轉(zhuǎn)變?因此,可以說,要建設(shè)世界科技強(qiáng)國,實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)科學(xué)前沿的突破,特別是在重大基礎(chǔ)科學(xué)前沿實(shí)現(xiàn)突破,已經(jīng)成為新時代中新的國家需求。

如果說基礎(chǔ)研究和原始創(chuàng)新是我國科技發(fā)展的短板,根據(jù)實(shí)際工作體會,在進(jìn)行這方面的科技布局時,政府在進(jìn)一步加強(qiáng)自由探索式基礎(chǔ)研究的同時,應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)對有組織的、定向的基礎(chǔ)研究的投入,發(fā)揮我國在制度和體制方面的優(yōu)越性——像 20 世紀(jì) 60—70 年代組織“兩彈一星”任務(wù)那樣,組織好瞄準(zhǔn)重大基礎(chǔ)科學(xué)前沿突破的項(xiàng)目,盡快在若干領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)原創(chuàng)性的重大突破。在這一過程中,研制獨(dú)創(chuàng)或世界領(lǐng)先的相關(guān)重大科技基礎(chǔ)設(shè)施,包括上天、下海、入地,宏觀觀測宇宙、微觀觀測粒子等一批裝置、設(shè)備或衛(wèi)星,這將有力帶動高新技術(shù)的發(fā)展,甚至?xí)ο嚓P(guān)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用產(chǎn)生巨大的輻射作用,實(shí)現(xiàn)寓軍于民,為進(jìn)入創(chuàng)新型國家前列、建設(shè)世界科技強(qiáng)國激發(fā)出巨大的潛力,甚至起到不可替代的作用。

2 當(dāng)前工作存在的不足

進(jìn)一步分析,發(fā)現(xiàn)我國在布局和實(shí)施重大科技基礎(chǔ)設(shè)施和科學(xué)衛(wèi)星工作方面的不足主要存在于以下兩方面。

2.1 項(xiàng)目規(guī)劃審批周期過長,可能導(dǎo)致貽誤先機(jī)

在組織研制地面上的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施方面,目前按每五年一次作為周期,對建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行規(guī)劃和審批,某一個“五年計(jì)劃”的項(xiàng)目到下一個“五年計(jì)劃”才能陸續(xù)開工,計(jì)劃拖延情況比較嚴(yán)重。實(shí)際上按“五年計(jì)劃”審批的方式已不太符合當(dāng)前的發(fā)展速度,如今科學(xué)前沿的發(fā)展變化很快,國際競爭異常激烈,及時抓住戰(zhàn)略時機(jī)非常重要,決策晚了可能就會失去先機(jī)。

從項(xiàng)目目標(biāo)來看,建設(shè)項(xiàng)目并不都是瞄準(zhǔn)重大科學(xué)前沿的,有一些是公共平臺或公益性服務(wù)設(shè)施,缺乏對瞄準(zhǔn)重大科學(xué)前沿項(xiàng)目的特別激勵。在所有建設(shè)項(xiàng)目中,以突破重大科學(xué)前沿為目標(biāo)的項(xiàng)目占比很少。此外,對項(xiàng)目的規(guī)劃、論證、立項(xiàng)、建設(shè)、驗(yàn)收、運(yùn)行和產(chǎn)出評估,政府沒有委托給專業(yè)化的管理機(jī)構(gòu)來做。各建設(shè)單位和部門的具體管理導(dǎo)向也有很大差別。有些單位部門關(guān)注產(chǎn)出,對項(xiàng)目會有年度評估,而有些地區(qū)和單位只關(guān)注爭取建設(shè)經(jīng)費(fèi),并不在乎產(chǎn)出。

2.2 在實(shí)施科學(xué)衛(wèi)星計(jì)劃方面,目前還沒有穩(wěn)定的經(jīng)費(fèi)支持

當(dāng)前,我國航天領(lǐng)域的政府管理部門的產(chǎn)出導(dǎo)向大多以國防任務(wù)為主,科學(xué)衛(wèi)星任務(wù)的優(yōu)先權(quán)很低——2002—2011 年,連續(xù) 10 年都沒有科學(xué)衛(wèi)星立項(xiàng)。目前我國的科學(xué)衛(wèi)星系列主要由中科院在戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)(簡稱“先導(dǎo)專項(xiàng)”)中安排。“十二五”期間,中科院研制和發(fā)射了“悟空”“墨子”“實(shí)踐十號”和“慧眼”4 顆科學(xué)衛(wèi)星,得到了習(xí)近平總書記和全國人民的高度關(guān)注。但是先導(dǎo)專項(xiàng)的目的是為了牽引出國家專項(xiàng),由于目前還沒有國家專項(xiàng)支持,中科院只能繼續(xù)設(shè)立空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)二期。目前經(jīng)過論證已經(jīng)遴選了一批新的項(xiàng)目,由于衛(wèi)星研制周期需要 4—5 年,因此從現(xiàn)在到 2021 年將沒有科學(xué)衛(wèi)星上天。2022 年之后是否有空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)三期也不得而知。

一個科學(xué)衛(wèi)星計(jì)劃需要花數(shù)億至十?dāng)?shù)億人民幣,甚至更多,放在中科院先導(dǎo)專項(xiàng)中體量也顯得過大。但即使是這樣的體量,我國在空間科學(xué)領(lǐng)域投入的絕對值也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于美國、歐洲,甚至低于日本,而且在我國整個航天領(lǐng)域中所占的投入比例也非常低。比如美國僅其國家航空航天局(NASA)一個部門的預(yù)算 2018 年就超過 200 億美元/年,其中有約 1/3 用于科學(xué)衛(wèi)星。2000 年以來,NASA 共實(shí)施了 92 個科學(xué)衛(wèi)星計(jì)劃,發(fā)射了超過 100 顆科學(xué)衛(wèi)星。而中科院空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)在“十二五”計(jì)劃中,5 年只用了 30 億元人民幣,其絕對投入量相當(dāng)于美國 NASA 的 1.4%。

3 建議

為此,以下建議供主管科技的政府部門,包括主管航天和大科學(xué)裝置的政府部門參考。

3.1 由專業(yè)性機(jī)構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)籌管理

委托(或成立)專業(yè)性的業(yè)務(wù)管理機(jī)構(gòu),組織國內(nèi)的科研機(jī)構(gòu)和高校,研討可能會實(shí)現(xiàn)重大科學(xué)突破的前沿方向,并據(jù)此每年(或每兩年)發(fā)布指南,自下而上地征集瞄準(zhǔn)重大科學(xué)突破的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建議書;然后通過 2 條標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行遴選設(shè)立:(1)是否能實(shí)現(xiàn)重大科學(xué)突破;(2)是否能大幅度帶動學(xué)科發(fā)展。對同時滿足 2 條標(biāo)準(zhǔn),或至少滿足其一的項(xiàng)目進(jìn)行深入論證技術(shù)可行性后再給予支持;在建設(shè)中實(shí)行“項(xiàng)目經(jīng)理+首席科學(xué)家”的聯(lián)合負(fù)責(zé)體制,實(shí)施全價(jià)值鏈的管理,在設(shè)施建成后繼續(xù)跟蹤管理并評估其科學(xué)產(chǎn)出,形成閉環(huán)。

3.2 實(shí)施從規(guī)劃到產(chǎn)出的全價(jià)值鏈管理

對實(shí)施周期長、可以成系列發(fā)展的領(lǐng)域,如空間科學(xué)衛(wèi)星系列,設(shè)立 2030 重大科技專項(xiàng),給予持續(xù)支持;同樣通過戰(zhàn)略規(guī)劃,每年發(fā)布指南,在空間天文(包括空間引力波探測)、太陽物理、空間物理、行星科學(xué)、空間地球科學(xué)、微重力科學(xué)和空間生命科學(xué)等空間科學(xué)的各個領(lǐng)域征集空間科學(xué)衛(wèi)星計(jì)劃建議;同樣,設(shè)立 2 條遴選標(biāo)準(zhǔn),關(guān)注重大科學(xué)突破和對學(xué)科發(fā)展的帶動性。每年遴選數(shù)個科學(xué)衛(wèi)星計(jì)劃給予支持,滾動幾年后,形成每年都有發(fā)射,每年都有重大成果產(chǎn)出的良性循環(huán)局面;衛(wèi)星研制過程實(shí)行“工程兩總+首席科學(xué)家”的研制管理體制;由專業(yè)管理機(jī)構(gòu)在衛(wèi)星發(fā)射后繼續(xù)負(fù)責(zé)科學(xué)運(yùn)行,持續(xù)跟蹤管理其科學(xué)產(chǎn)出,形成閉環(huán)。使習(xí)近平總書記“要推動空間科學(xué)、空間技術(shù)和空間應(yīng)用全面發(fā)展”的指示落到實(shí)處。

如果上述建議能夠得到實(shí)施,利用我國“集中力量辦大事”的制度優(yōu)勢,上下一心,發(fā)揚(yáng)“兩彈一星”和“載人航天”精神,經(jīng)過數(shù)年至十?dāng)?shù)年的持續(xù)努力,就會見到顯著成效,在基礎(chǔ)科學(xué)的大部分領(lǐng)域我國都將能實(shí)現(xiàn)顯著的跨越甚至引領(lǐng),某些領(lǐng)域可能實(shí)現(xiàn)諾貝爾獎級別的重大突破,各領(lǐng)域的人才都會逐漸成長起來,極大地改變我國在基礎(chǔ)科學(xué)和原始創(chuàng)新領(lǐng)域普遍落后的局面。并給相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域帶來增量的、全新的牽引和帶動作用,甚至輻射出新的應(yīng)用產(chǎn)業(yè),并實(shí)現(xiàn)寓軍于民。

希望政府主管部門能夠加快實(shí)施,并進(jìn)一步凝聚目標(biāo)到重大科學(xué)前沿上來。這將使從事基礎(chǔ)研究的廣大科技人員,以及從事重大科技基礎(chǔ)設(shè)施(包括科學(xué)衛(wèi)星)研制的廣大技術(shù)人員找到用武之地,發(fā)揮出他們的聰明才智,在新時代的科學(xué)春天里,為建設(shè)世界科技強(qiáng)國,實(shí)現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興作出重大貢獻(xiàn)。

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