科學(xué)儀器是人類(lèi)感知能力的拓展。隨著人類(lèi)探索進(jìn)程與能力的不斷推進(jìn),科學(xué)研究的復(fù)雜性、交叉性、融合性日益增強(qiáng),對(duì)儀器設(shè)備的依賴(lài)隨之提高。儀器設(shè)備越來(lái)越復(fù)雜且規(guī)模越來(lái)越大,逐步發(fā)展成大科學(xué)裝置[1]。科研儀器與大科學(xué)裝置是科技創(chuàng)新的重要基礎(chǔ)和保障,是創(chuàng)新研究成果的重要產(chǎn)出形式,是國(guó)家創(chuàng)新能力和科學(xué)技術(shù)可持續(xù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志,也是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和國(guó)家安全的重要保障[2]。
“工欲善其事,必先利其器?!睘閷?shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng),大力加強(qiáng)科研儀器自主研制,前瞻布局科研設(shè)施勢(shì)在必行?!吨腥A人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)》明確提出,要“適度超前布局國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施”“加強(qiáng)高端科研儀器設(shè)備研發(fā)制造”,旨在全面建設(shè)戰(zhàn)略導(dǎo)向型、應(yīng)用支撐型、前瞻引領(lǐng)型和民生改善型的科技基礎(chǔ)設(shè)施,全面塑造發(fā)展新優(yōu)勢(shì)[3]。
如果說(shuō)未來(lái)科技是一個(gè)充滿無(wú)限可能的魔盒,那么大科學(xué)裝置無(wú)疑就是一把用來(lái)開(kāi)啟它的鑰匙,創(chuàng)造更高能量、更大密度、更短時(shí)間、更高強(qiáng)度等極限研究條件,幫助我們不斷向科學(xué)技術(shù)廣度和深度進(jìn)軍[4]。大科學(xué)裝置作為國(guó)之重器,是推動(dòng)基礎(chǔ)研究取得重大進(jìn)展、引領(lǐng)前沿顛覆性技術(shù)突破的“利器”。從國(guó)際上來(lái)看,發(fā)達(dá)國(guó)家在“二戰(zhàn)”以后均投入巨資,建設(shè)各類(lèi)大科學(xué)裝置,如大家熟知的哈勃望遠(yuǎn)鏡、歐洲核子中心的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)、美國(guó)的引力波實(shí)驗(yàn)裝置、日本的超級(jí)神岡中微子探測(cè)器等。這些高達(dá)幾十億美元的投資,帶來(lái)了科學(xué)上的豐碩回報(bào),包括近年來(lái)的希格斯粒子、引力波等重大發(fā)現(xiàn),同時(shí)也引領(lǐng)了重大技術(shù)的突破和發(fā)展,一個(gè)最著名的例子是歐洲核子中心為解決科學(xué)家之間的數(shù)據(jù)共享問(wèn)題而發(fā)明的萬(wàn)維網(wǎng),發(fā)明者蒂姆·伯納斯·李于2016年獲得圖靈獎(jiǎng)[4]。1990年以來(lái),近半諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)都應(yīng)用了大科學(xué)裝置。作為重大科技基礎(chǔ)設(shè)施,大科學(xué)裝置在提高我國(guó)自主創(chuàng)新能力方面占據(jù)重要地位。1988年建成、1990年正式運(yùn)行的北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)是我國(guó)第一臺(tái)大科學(xué)裝置。其后,全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置、中國(guó)散列中子源工程、500米口徑射電望遠(yuǎn)鏡、子午工程等相繼問(wèn)世,為推進(jìn)我國(guó)的科學(xué)發(fā)展添磚加瓦[5-7]?!笆濉币詠?lái),我國(guó)大科學(xué)裝置的建設(shè)運(yùn)行從以國(guó)際跟跑為主,逐步轉(zhuǎn)到跟跑、并跑,有的已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了領(lǐng)跑,產(chǎn)生了一大批重大原創(chuàng)成果。例如,通過(guò)上海光源實(shí)驗(yàn)手段,發(fā)現(xiàn)了外爾半金屬,外爾費(fèi)米子第一次展現(xiàn)在科學(xué)家面前;全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置創(chuàng)造了101秒等離子體高約束持續(xù)放電、等離子體中心電子溫度1億度這樣的世界紀(jì)錄[8]。“十四五”期間,我國(guó)將以更大的力度,加快建設(shè)一批更高水平、更大規(guī)模的大科學(xué)裝置,例如空間環(huán)境地基監(jiān)測(cè)網(wǎng)、大型低速風(fēng)洞、高能同步輻射光源、高效低碳燃?xì)廨啓C(jī)、未來(lái)網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)設(shè)施、極深地下極低輻射本底前沿物理實(shí)驗(yàn)設(shè)施、強(qiáng)流重離子加速器裝置、轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究設(shè)施、多模態(tài)跨尺度生物醫(yī)學(xué)成像設(shè)施、地震科學(xué)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)等,在布局上尤其重視補(bǔ)齊人類(lèi)基礎(chǔ)科學(xué)前沿領(lǐng)域缺少重大研究成果的短板,朝著世界科技強(qiáng)國(guó)的目標(biāo)邁進(jìn)[4,9]。
規(guī)模相對(duì)較小的科研儀器也是科技創(chuàng)新的重要工具。目前,我國(guó)大部分高端科學(xué)儀器依賴(lài)進(jìn)口,關(guān)鍵部件往往受制于人,難以支撐重大原創(chuàng)性成果產(chǎn)出,面對(duì)這一嚴(yán)峻形勢(shì),只有加速發(fā)展,才能立于不敗之地。經(jīng)過(guò)多年的厚積薄發(fā),我們已取得了一系列重要成果,積累了一批關(guān)鍵核心技術(shù),培養(yǎng)了一批儀器研制及應(yīng)用人才,在數(shù)理與天文科學(xué)、化學(xué)與材料科學(xué)、信息與工程科學(xué)、地球與環(huán)境科學(xué)、生命與醫(yī)學(xué)科學(xué)等眾多領(lǐng)域,產(chǎn)出了一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、掌握關(guān)鍵核心技術(shù)的專(zhuān)精科研儀器,為提升我國(guó)科研儀器發(fā)展的核心競(jìng)爭(zhēng)力和行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展能力,保障國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈和供應(yīng)鏈的安全可控奠定了較好基礎(chǔ)[2]。
《世界科技研究與發(fā)展》2022年第3期“科研儀器與設(shè)施”專(zhuān)題共錄用了11篇相關(guān)論文。其中,中國(guó)科學(xué)院文獻(xiàn)情報(bào)中心陳芳等撰寫(xiě)的《美國(guó)出口管制科學(xué)儀器技術(shù)分類(lèi)研究》[10]一文,基于中美貿(mào)易沖突及美國(guó)為首的發(fā)達(dá)國(guó)家以立法形式限制關(guān)鍵核心技術(shù)向我國(guó)出口的背景,對(duì)比分析了美國(guó)“兩用”物品的商業(yè)管制清單(The Commerce Control List,CCL)中的內(nèi)容與國(guó)內(nèi)科學(xué)儀器的分類(lèi),揭示了中國(guó)科學(xué)儀器領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)受美國(guó)管制的嚴(yán)峻形勢(shì),為我國(guó)科學(xué)儀器的發(fā)展提出了分類(lèi)應(yīng)對(duì)、堅(jiān)定走自主研發(fā)道路等政策建議。廣東省科技圖書(shū)館(廣東省科學(xué)院信息研究所)徐玉霞等撰寫(xiě)的《日本先進(jìn)科學(xué)儀器研發(fā)項(xiàng)目管理經(jīng)驗(yàn)及啟示》[11]一文,對(duì)日本先進(jìn)測(cè)量分析技術(shù)與儀器開(kāi)發(fā)計(jì)劃的出臺(tái)背景、管理架構(gòu)、領(lǐng)域分布、經(jīng)費(fèi)投入和實(shí)施成效等進(jìn)行了深入分析,然后結(jié)合我國(guó)國(guó)情,提出強(qiáng)化頂層設(shè)計(jì)、推動(dòng)技術(shù)研發(fā)、優(yōu)化項(xiàng)目評(píng)價(jià)、促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研合作和科技成果轉(zhuǎn)化落地等建議。中國(guó)財(cái)政科學(xué)研究院韓鳳芹等撰寫(xiě)的《我國(guó)科研儀器進(jìn)口依賴(lài)的原因分析與對(duì)策建議》[12]一文,探討了科研儀器進(jìn)口依賴(lài)對(duì)科研事業(yè)的影響,從環(huán)境視角分析了我國(guó)科研儀器進(jìn)口依賴(lài)的主要原因在于國(guó)產(chǎn)化環(huán)境的缺失,并基于此提出了加快布局科研儀器研制人才戰(zhàn)略、構(gòu)建鼓勵(lì)科研儀器自主研制的基礎(chǔ)制度體系、搭建全國(guó)科研儀器供需對(duì)接平臺(tái)、著力營(yíng)造科研儀器“研制用”國(guó)產(chǎn)化文化環(huán)境等政策建議。
中國(guó)科學(xué)院條件保障與財(cái)務(wù)局陳娟、中國(guó)科學(xué)院文獻(xiàn)情報(bào)中心李澤霞、中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所李玥和中國(guó)科學(xué)院云南天文臺(tái)楊光普等合作完成的《美國(guó)能源部重大科技基礎(chǔ)設(shè)施風(fēng)險(xiǎn)管理研究及啟示》[13]一文,對(duì)若干重大科技基礎(chǔ)設(shè)施風(fēng)險(xiǎn)事件產(chǎn)生的科學(xué)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境影響進(jìn)行了細(xì)致分析,深入研究了美國(guó)能源部重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的風(fēng)險(xiǎn)管理程序及其核心環(huán)節(jié),并基于我國(guó)在重大科技基礎(chǔ)設(shè)施風(fēng)險(xiǎn)管理方面的實(shí)際情況,提出強(qiáng)化風(fēng)險(xiǎn)管理意識(shí)、建立符合重大科技基礎(chǔ)設(shè)施特點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)管理制度,針對(duì)不同類(lèi)型的風(fēng)險(xiǎn)綜合研判、提前部署,加強(qiáng)過(guò)程管理、及時(shí)發(fā)現(xiàn)和調(diào)整風(fēng)險(xiǎn)和處理策略,開(kāi)展設(shè)施建設(shè)管理評(píng)估并將風(fēng)險(xiǎn)管理作為重要的考量因素等管理制度建議??茖W(xué)技術(shù)部科技經(jīng)費(fèi)監(jiān)管服務(wù)中心潘昕昕撰寫(xiě)的《歐盟大型科研基礎(chǔ)設(shè)施資助管理的經(jīng)驗(yàn)與啟示》[14]一文,研究了歐盟在大型科研基礎(chǔ)設(shè)施資金投入和管理方面的有關(guān)經(jīng)驗(yàn)做法,并結(jié)合我國(guó)實(shí)際,建議拓展和統(tǒng)籌我國(guó)大型科研基礎(chǔ)設(shè)施投入渠道、完善成本核算方法、加大對(duì)設(shè)施運(yùn)行維護(hù)和使用方面資金支持力度,進(jìn)而提升我國(guó)大型科研基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)運(yùn)行的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益,增強(qiáng)我國(guó)科技創(chuàng)新的“硬實(shí)力”。
此外,中國(guó)科學(xué)院文獻(xiàn)情報(bào)中心李華東等[15]基于文獻(xiàn)計(jì)量和主題模型研究了對(duì)撞機(jī)技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢(shì);中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院健康與醫(yī)學(xué)技術(shù)研究所鄒雪等[16]介紹了國(guó)產(chǎn)質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜儀的發(fā)展現(xiàn)狀;中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所中國(guó)散裂中子源韓澤華等[17]闡述了小角中子散射譜儀技術(shù)的發(fā)展及其未來(lái)展望;中國(guó)科學(xué)院物理研究所黃思遠(yuǎn)等[18]介紹了高時(shí)空分辨透射電子顯微鏡的發(fā)展與應(yīng)用;中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所王平等[19]介紹了CSNS中子斬波器的研制和應(yīng)用;中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心高卓妍等[20]介紹了固體目標(biāo)微形變探測(cè)儀及其在高鐵橋梁的應(yīng)用。
本期專(zhuān)題在征文、約稿和評(píng)審過(guò)程中,還得到了中國(guó)科學(xué)院深海科學(xué)與工程研究所、中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所、上海海洋大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院海洋研究所、天津大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院蘭州文獻(xiàn)情報(bào)中心、大連理工大學(xué)、西南石油大學(xué)、大連海事大學(xué)、昆明理工大學(xué)、自然資源部第一海洋研究所、蘭州理工大學(xué)、上海大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢研究院、中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所、中國(guó)科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所、中國(guó)科學(xué)院成都文獻(xiàn)情報(bào)中心等單位研究人員和審稿專(zhuān)家的支持,在此謹(jǐn)致謝忱!希望本期專(zhuān)題能為科研儀器與設(shè)施領(lǐng)域的戰(zhàn)略研究人員、核心技術(shù)人員和工程管理人員提供一個(gè)學(xué)習(xí)交流的平臺(tái),助力科研儀器與設(shè)施的快速發(fā)展。
“科研儀器與設(shè)施”專(zhuān)題特邀執(zhí)行主編
鄒自明
2022年6月