在重巒疊嶂的喀斯特群山之間，500米口徑球面射電望遠鏡“中國天眼”，仰望蒼穹、遠眺寰宇，將人類“視界”延伸到百億光年之外；

在地下700米深處，江門中微子實驗在建的能量精度、規(guī)模均世界領(lǐng)先的液體閃爍體探測器，可以將微弱的電信號放大1000萬倍，捕捉有“宇宙幽靈”之稱的中微子……

新時代以來，我國重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)迎來快速發(fā)展期，一批大科學(xué)設(shè)施建成運營，撬動關(guān)鍵技術(shù)突破，重大成果不斷涌現(xiàn)，培育了新興產(chǎn)業(yè)集群，為科技強國建設(shè)和經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展提供了堅實支撐。

“世界已經(jīng)進入大科學(xué)時代，基礎(chǔ)研究組織化程度越來越高，制度保障和政策引導(dǎo)對基礎(chǔ)研究產(chǎn)出的影響越來越大?！绷?xí)近平總書記非常關(guān)心我國大科學(xué)計劃、大科學(xué)工程、大科學(xué)中心的建設(shè)與發(fā)展，考察北京正負(fù)電子對撞機，強調(diào)真正把創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略落到實處；致信祝賀“中國天眼”落成啟用，殷切寄語參研隊伍高水平管理和運行好這一重大科學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施，早出成果、多出成果，出好成果、出大成果；在上海張江科學(xué)城參觀大科學(xué)設(shè)施等展區(qū)，強調(diào)把科技創(chuàng)新擺到更加重要位置；參觀國家“十三五”科技創(chuàng)新成就展時，仔細(xì)觀看散裂中子源、“慧眼”衛(wèi)星等科學(xué)裝置的相關(guān)實物和模型，希望廣大科技工作者堅定創(chuàng)新自信，緊抓創(chuàng)新機遇，勇攀科技高峰，破解發(fā)展難題……在中央委員會全體會議、中央政治局集體學(xué)習(xí)、中央人才工作會議等重要會議、重要場合，總書記多次強調(diào)推動大科學(xué)計劃、工程和中心建設(shè)，為人才提供國際一流的創(chuàng)新平臺?？倳浀年P(guān)心和指導(dǎo)，為我國大科學(xué)設(shè)施的進一步建設(shè)與發(fā)展指明了方向。

一、大科學(xué)設(shè)施是科研利器

什么是大科學(xué)設(shè)施？簡單地說，大科學(xué)設(shè)施是為進行大規(guī)?？茖W(xué)研究而建造的大型設(shè)施，不僅包括大型實驗設(shè)備裝置本身，還包括支持相關(guān)科學(xué)研究的支撐體系。其重要特點之一，即知識創(chuàng)新、科學(xué)成果產(chǎn)出豐碩，技術(shù)溢出、人才集聚效應(yīng)顯著，通常被認(rèn)為是國家創(chuàng)新高地的核心要素。

為什么要發(fā)展大科學(xué)設(shè)施？隨著科技的發(fā)展，人們通過規(guī)模越來越大的科學(xué)裝置拓展感知能力，遠觀越來越大、越來越遠的空間和宇宙，近察越來越小的物質(zhì)結(jié)構(gòu)和基本粒子，不斷刷新原來“大”“小”的定義。這已成為科學(xué)研究和人類文明拓展的趨勢和方向。大科學(xué)設(shè)施的主要目標(biāo)，就是為人類更好探索未知世界、發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律、提升研發(fā)能力、實現(xiàn)科技變革提供物質(zhì)和系統(tǒng)支持。

與其他設(shè)施不同，大科學(xué)設(shè)施具有鮮明的工程和科研雙重屬性。它不同于一般的基礎(chǔ)設(shè)施工程，其設(shè)計、研制、建造涉及大量復(fù)雜技術(shù)和工藝，具有綜合性、復(fù)雜性、先進性，甚至可能具有唯一性。它也不同于基于通用設(shè)備的科研儀器中心或者平臺，不僅體量大、投資大、周期長，還需要自行設(shè)計研制專用設(shè)備，通常需要國家統(tǒng)籌規(guī)劃、布局和建設(shè)，通盤協(xié)調(diào)運行。

大科學(xué)設(shè)施既是國家基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，也是國家創(chuàng)新體系中具有強大研發(fā)能力的大型科研基地，已成為推動科技創(chuàng)新、加快實現(xiàn)高水平科技自立自強的利器。大科學(xué)設(shè)施建設(shè)與運行的高標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)需求，使其往往成為國家科技實力、經(jīng)濟實力和軟實力的重要標(biāo)志之一。

大科學(xué)設(shè)施依托高水平創(chuàng)新主體建設(shè)，面向社會開放共享并提供長期運行服務(wù)。按照不同用途，一般分為以下幾類。

一是專用基礎(chǔ)設(shè)施，即為基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域的重大科學(xué)目標(biāo)而建設(shè)的研究裝置，如北京正負(fù)電子對撞機、全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置“人造太陽”、高海拔宇宙線觀測站“拉索”、500米口徑球面射電望遠鏡“中國天眼”等。這類設(shè)施科學(xué)目標(biāo)明確具體，研究內(nèi)容、用戶群體比較特定、集中。

二是公益基礎(chǔ)設(shè)施，如我國最早的科技基礎(chǔ)設(shè)施之一——長短波授時系統(tǒng)，以及后來建成的中國遙感衛(wèi)星地面站、中國西南野生生物種質(zhì)資源庫等，主要為經(jīng)濟建設(shè)、社會發(fā)展、國家安全提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和信息服務(wù)。

三是公共實驗平臺，主要為多學(xué)科領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究提供支撐性平臺，例如上海光源、中國散裂中子源、強磁場實驗裝置等。這類裝置為多個領(lǐng)域的不特定用戶提供實驗平臺和測試手段，同時面向物理、材料、環(huán)境、地質(zhì)、生物、制藥、裝備制造等領(lǐng)域的基礎(chǔ)科學(xué)前沿和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，滿足特定領(lǐng)域研發(fā)需求。

四是專用技術(shù)平臺，主要為某個特定領(lǐng)域、關(guān)鍵技術(shù)提供測試和技術(shù)研發(fā)、驗證平臺，以及提供專業(yè)數(shù)據(jù)、研究手段和技術(shù)服務(wù)，如燃?xì)廨啓C試驗裝置、云平臺技術(shù)測試等。近年來，為滿足國家經(jīng)濟社會發(fā)展和行業(yè)技術(shù)革新等需求，這類新科技基礎(chǔ)設(shè)施逐漸成為大科學(xué)設(shè)施的重要類型。

這4類大科學(xué)設(shè)施面向世界科技前沿、經(jīng)濟主戰(zhàn)場、國家重大需求和人民生命健康等需要，各有側(cè)重、各有所長。

二、國內(nèi)外大科學(xué)設(shè)施發(fā)展概況

新一輪科技革命會由哪些領(lǐng)域引領(lǐng)？再一次基礎(chǔ)科學(xué)重大突破會在哪一時刻來到？一個世紀(jì)以來，科學(xué)家們對這些問題有不同的關(guān)注和考量，但共識之一，是認(rèn)為無論未來通往何方，要成功打開一扇扇科技之門，向科技的更廣維度和更深層次進軍，需要在已有的科學(xué)體系基礎(chǔ)上，開發(fā)更高能量、更大密度、更高強度的極限研究條件，建設(shè)功能強大的科學(xué)設(shè)施。

二十世紀(jì)三四十年代，世界各科技強國開始重視并著手建設(shè)重大科技基礎(chǔ)設(shè)施。例如，美國在高能物理、天文、能源、生態(tài)環(huán)境、信息科技等領(lǐng)域布局一批性能領(lǐng)先的大科學(xué)設(shè)施，包括先進光子源（APS）、激光干涉引力波天文臺（LIGO）、韋伯太空望遠鏡（JWST）、深地中微子實驗（DUNE，建設(shè)中）等。這些大科學(xué)設(shè)施催生了發(fā)現(xiàn)引力波等一系列重大科學(xué)成果和相關(guān)核心技術(shù)。英、德、法等國家在能源、材料、生命健康、資源環(huán)境等多個領(lǐng)域，布局建設(shè)數(shù)量眾多的科學(xué)研究設(shè)施。為整合資源，提高整體競爭力，歐盟國家聯(lián)合建設(shè)一批國際領(lǐng)先的大科學(xué)設(shè)施，如歐洲同步輻射裝置（ESRF）、大型強子對撞機（LHC）、歐洲X射線自由電子激光、歐洲散裂中子源（ESS，建設(shè)中）等。這些設(shè)施讓歐洲在相關(guān)領(lǐng)域保持了科技領(lǐng)先優(yōu)勢。

圖為拍攝于2017年12月5日的北京正負(fù)電子對撞機重大改造工程（BEPCII）第三代北京譜儀。中國科學(xué)院高能物理研究所供圖

1956年12月，我國頒布第一個長期科技發(fā)展規(guī)劃——《1956—1967年科學(xué)技術(shù)發(fā)展遠景規(guī)劃》。在這一規(guī)劃指導(dǎo)下，圍繞“兩彈一星”的研制，我國布局建設(shè)一些科學(xué)研究設(shè)施，如點火中子源、實驗性重水反應(yīng)堆、材料試驗反應(yīng)堆、小型加速器等。這些是我國重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的雛形。20世紀(jì)60年代，我國部署并啟動高能加速器、短波授時、2.16米口徑光學(xué)天文望遠鏡等基礎(chǔ)研究設(shè)施的預(yù)先研究工作。1983年，北京正負(fù)電子對撞機建設(shè)得到批準(zhǔn)并被列為國家重點工程項目。翌年，鄧小平同志專程到中國科學(xué)院高能物理研究所為工程奠基，并鏟下第一鍬土。在接下來的幾年中，成千上萬的科研人員、干部群眾艱苦奮斗、共同努力，克服物質(zhì)條件和技術(shù)基礎(chǔ)等方面的多重困難，完成工程建設(shè)。在對撞機建設(shè)過程中，為了提供相應(yīng)技術(shù)和產(chǎn)品支持，我國在真空、微波、電磁鐵、大功率高穩(wěn)定度電源等方面的技術(shù)水平都大幅提高。此后，北京正負(fù)電子對撞機經(jīng)歷幾次升級改造，取得許多突出成績。

隨著我國經(jīng)濟社會快速發(fā)展，中國遙感衛(wèi)星地面站、北京串列加速器核物理國家實驗室、合肥同步輻射裝置、“東方紅2號”海洋綜合調(diào)查船、郭守敬望遠鏡、全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置等建成運行，我國大科學(xué)設(shè)施建設(shè)開始向多學(xué)科領(lǐng)域擴展，建設(shè)和開放共享水平不斷提升，科研和應(yīng)用產(chǎn)出能力持續(xù)提高。

新時代以來，以習(xí)近平同志為核心的黨中央前瞻謀劃、系統(tǒng)部署重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，領(lǐng)導(dǎo)實施《國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中長期規(guī)劃（2012—2030年）》，幾十個國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施先后納入規(guī)劃并啟動建設(shè)。500米口徑球面射電望遠鏡、高海拔宇宙線觀測站、高效低碳燃?xì)廨啓C試驗裝置等落地建成，我國大科學(xué)設(shè)施的數(shù)量和質(zhì)量都有新的躍升，覆蓋領(lǐng)域不斷拓展，技術(shù)水平明顯提升，運行管理體系不斷完善，綜合效益日益顯現(xiàn)。

目前，我國布局建設(shè)、在建和運行的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項目總量超70個，數(shù)量上已處于世界領(lǐng)先梯隊，技術(shù)上也逐漸實現(xiàn)部分領(lǐng)跑，比如，北京高能同步輻射光源、高海拔宇宙線觀測站、500米口徑球面射電望遠鏡等，均達到國際先進水平。

三、我國大科學(xué)設(shè)施運行成效顯著

在黨中央科學(xué)決策和大力推進下，經(jīng)過科研人員和建設(shè)隊伍的不懈奮斗，我國大科學(xué)設(shè)施建設(shè)和運行實現(xiàn)了從跟跑到并跑和部分領(lǐng)域領(lǐng)跑的飛躍，對促進我國科學(xué)技術(shù)事業(yè)發(fā)展起到重要支撐作用，為解決國家發(fā)展中遇到的關(guān)鍵瓶頸問題作出重要貢獻，技術(shù)溢出顯著促進了經(jīng)濟社會發(fā)展，依托大科學(xué)設(shè)施逐步形成一批在國際上有重要影響的國家科技創(chuàng)新中心和人才高地。一個個大科學(xué)設(shè)施，成為一片片孕育創(chuàng)新、科技、人才和活力的沃土，結(jié)出一顆顆豐碩飽滿的果實。

位于貴州省平塘縣的“中國天眼”，是世界上最大、最靈敏的單口徑球面射電望遠鏡。近年來，“中國天眼”進入“多出成果”“出好成果”的階段，發(fā)現(xiàn)新脈沖星數(shù)量突破1000顆，超過國際上同時期其他望遠鏡發(fā)現(xiàn)脈沖星數(shù)量的總和。圖為2024年2月26日拍攝的“中國天眼”（維護保養(yǎng)期間使用物理濾鏡拍攝）。新華社記者 歐東衢/攝

產(chǎn)出原創(chuàng)性引領(lǐng)性科學(xué)成果。大科學(xué)設(shè)施的運行，為粒子物理、凝聚態(tài)物理、天文、空間科學(xué)、材料與納米科學(xué)、生命科學(xué)等領(lǐng)域基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究提供了重要平臺，推動部分前沿方向迅速進入國際先進行列，一些成果在國際上產(chǎn)生重大影響。例如，快速射電暴是目前人類已知的宇宙中最明亮的射電爆發(fā)現(xiàn)象，在1毫秒的時間內(nèi)釋放出太陽大約一整年才能輻射出的能量。當(dāng)探測到來自宇宙深處的快速射電暴時，人們會依次接收到從高頻到低頻的脈沖信號，仿佛聆聽一段優(yōu)美的“宇宙琶音”?？焖偕潆姳┢鹪词钱?dāng)今天體物理領(lǐng)域最前沿的科學(xué)問題之一。我國科學(xué)家利用“慧眼”衛(wèi)星為快速射電暴對應(yīng)的X射線天體研究提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)，利用“中國天眼”第一次捕捉到快速射電暴多樣化的偏振信息。未來，大量可定位的快速射電暴探測所得到的相關(guān)數(shù)據(jù)，有望成為基礎(chǔ)物理與宇宙學(xué)研究的重要突破口。又如，我國有“人造太陽”之稱的全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置匯聚“超高溫”“超低溫”“超高真空”“超強磁場”“超大電流”等尖端技術(shù)于一體，擁有專利近2000項。2025年1月20日，全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置首次完成1億攝氏度1066秒“高質(zhì)量燃燒”，創(chuàng)造新世界紀(jì)錄，攀上新的科學(xué)高峰。這些大科學(xué)設(shè)施產(chǎn)出的科學(xué)成果，在相關(guān)研究領(lǐng)域處于世界前沿水平，對科學(xué)研究、科技發(fā)展作出原創(chuàng)性、引領(lǐng)性貢獻。

推動解決戰(zhàn)略性科技問題。大科學(xué)設(shè)施為加快重要領(lǐng)域技術(shù)攻關(guān)、在戰(zhàn)略性領(lǐng)域取得更多更大突破創(chuàng)造條件，解決了一些重點領(lǐng)域、關(guān)鍵核心技術(shù)“卡脖子”問題，引領(lǐng)帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。比如，航空發(fā)動機核心部件葉片的服役壽命，是我國航空獨立自主發(fā)展必須突破的問題。過去，我們一直受困于缺乏合適的葉片檢測手段。通過中國散裂中子源，科研人員首次獲得多種型號發(fā)動機的不同型材葉片在不同工藝、不同服役狀況下的內(nèi)部應(yīng)力數(shù)據(jù)，突破國內(nèi)深層高精度應(yīng)力測試與評價的技術(shù)瓶頸，支撐我國航空業(yè)解決國產(chǎn)葉片的材料設(shè)計、制備和加工工藝難題。

2025年1月20日，全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST）實現(xiàn)1億攝氏度1066秒穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束模等離子體運行，再次創(chuàng)造了托卡馬克裝置新的世界紀(jì)錄，對人類加快實現(xiàn)聚變發(fā)電具有重要意義。圖為1月15日拍攝的實驗裝置。新華社記者 黃博涵/攝

促進高技術(shù)發(fā)展。大科學(xué)設(shè)施的技術(shù)溢出效應(yīng)催生一批新技術(shù)、新產(chǎn)品，為國民經(jīng)濟和社會發(fā)展提供科技支撐。比如，自主生產(chǎn)光子探測器的核心器件——光電倍增管，在十幾年前還只是一個大膽的夢想。江門中微子實驗的建設(shè)，推動實現(xiàn)高探測效率的光電倍增管國產(chǎn)化，產(chǎn)品綜合性能達到世界一流水平，打破了國際壟斷，推動我國真空光電器件步入國際先進行列。又如，針對當(dāng)今社會威脅人類生命健康的疾病，中國科學(xué)院近代物理研究所成功建設(shè)蘭州重離子研究裝置并開展醫(yī)用重離子治癌臨床治療，中國科學(xué)院高能物理研究所依托中國散裂中子源開展硼中子俘獲治癌研究，這些研究和實踐推動我國大型醫(yī)療設(shè)備研制和應(yīng)用取得重大突破，為抗擊癌癥、守護人民健康提供科技力量。

助推建設(shè)創(chuàng)新高地。大科學(xué)設(shè)施對北京、上海、粵港澳大灣區(qū)等科技創(chuàng)新中心的建設(shè)起到巨大推動作用，顯著提升這些創(chuàng)新高地的科技實力和創(chuàng)新能力。同時，大科學(xué)設(shè)施間接優(yōu)化所在區(qū)域的人才環(huán)境，提高了當(dāng)?shù)貙Ω呖萍既瞬藕拖嚓P(guān)企業(yè)的吸引力，促進地方經(jīng)濟社會發(fā)展。比如，中國散裂中子源落戶廣東東莞后，迅速集聚并培養(yǎng)了一批懂科學(xué)、懂技術(shù)、懂工程、懂管理的科技人才及大批青年學(xué)生，在東莞和粵港澳大灣區(qū)的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、經(jīng)濟社會發(fā)展中起到重要推動作用。

四、積極推動我國大科學(xué)設(shè)施建設(shè)發(fā)展

大科學(xué)設(shè)施在我國實現(xiàn)高水平科技自立自強、帶動制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級、推動經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展之路上發(fā)揮的積極作用，令人鼓舞。同時，也要清醒認(rèn)識到，我們?nèi)匀蝗狈κ澜珙I(lǐng)先的“旗艦”型大科學(xué)設(shè)施，獨創(chuàng)獨有的大科學(xué)設(shè)施不多，有的設(shè)施關(guān)鍵技術(shù)的源頭主要來自國外，有的設(shè)施性能指標(biāo)離世界先進水平還有差距。此外，我國大科學(xué)設(shè)施的類型和領(lǐng)域布局不盡合理，有的項目重復(fù)建設(shè)，對一些項目是不是符合科學(xué)規(guī)律和用戶需求考慮不足，可能導(dǎo)致同質(zhì)且低水平的無序發(fā)展、人才的無序競爭和資源的浪費等。

錨定2035年建成科技強國目標(biāo)，大科學(xué)設(shè)施的發(fā)展要有志于在重要科學(xué)方向醞釀歷史性的重大發(fā)現(xiàn)，搶占前沿領(lǐng)域的制高點；要能切實滿足發(fā)展需求，破解創(chuàng)新鏈條堵點，解決關(guān)鍵科學(xué)與技術(shù)問題。我國現(xiàn)有大科學(xué)設(shè)施數(shù)量已經(jīng)與美國等發(fā)達國家相當(dāng)，接下來發(fā)展的重點，應(yīng)從填補國內(nèi)空白的“增加數(shù)量類”向引領(lǐng)國際的“提高質(zhì)量類”轉(zhuǎn)變。

加強頂層設(shè)計，建立分類遴選機制。建設(shè)新的大科學(xué)設(shè)施應(yīng)全國一盤棋，整體布局上制定總體目標(biāo)和各自定位，才能更好發(fā)揮集中力量辦大事的制度優(yōu)勢，做好發(fā)展戰(zhàn)略選擇和優(yōu)勢學(xué)科布局。堅決避免“撒胡椒面”般一哄而上、重復(fù)投資。規(guī)劃布局應(yīng)與國家實驗室、地方實驗室、國際科技創(chuàng)新中心、區(qū)域科技創(chuàng)新中心等協(xié)同聯(lián)動，提升整體效能。根據(jù)不同設(shè)施類型采取不同遴選方式，確保設(shè)施建設(shè)符合學(xué)科發(fā)展規(guī)律和國家現(xiàn)實需求。

開展預(yù)先研究，優(yōu)化管理制度。預(yù)先研究包括前瞻性的原理探索、概念設(shè)計和關(guān)鍵部件研制。關(guān)鍵技術(shù)預(yù)先研究的前瞻布局夠不夠，是影響引領(lǐng)型、獨創(chuàng)獨有型設(shè)施發(fā)展的重要因素之一。但預(yù)先研究有時難以預(yù)設(shè)明確的“交賬”目標(biāo)，不易獲得各方面支持。這就需要調(diào)整科研管理體制，加強對預(yù)先研究性工作的支持，完善不同類型預(yù)先研究的投入機制。同時，大科學(xué)設(shè)施的設(shè)計和建造具有鮮明的工程和科研雙重性，不能單純按照基建工程管理，而要充分考慮其科研屬性，制定適應(yīng)設(shè)施特點與發(fā)展規(guī)律的建設(shè)管理制度。此外，考慮大科學(xué)設(shè)施在產(chǎn)出論文、成果上的特點，需優(yōu)化項目與人才的一體化資源配置方式。進一步加強資源統(tǒng)籌，構(gòu)建以穩(wěn)定支持為主、自由競爭為輔、多元投入為補充的建設(shè)和運行體系，建立健全覆蓋大科學(xué)設(shè)施“全生命周期”的建設(shè)、運行、退役管理體系。

加強高水平國際合作，發(fā)起國際大科學(xué)計劃。重大科技基礎(chǔ)設(shè)施一直是國際科技合作的重點，很多大科學(xué)設(shè)施本身就是國際大科學(xué)計劃和大科學(xué)工程的產(chǎn)物。應(yīng)堅持開放合作，努力拓展合作范圍、方式和渠道，在項目遴選、評估、設(shè)計、建設(shè)和運行上有更多國際參與。同時，積極參加國外項目，廣交朋友，培養(yǎng)國際型研究人才，擴大設(shè)施影響，爭取國際支持，積極發(fā)起實施國際大科學(xué)計劃和大科學(xué)工程。

（作者系中國科學(xué)院院士、高能物理研究所研究員）

來源：《求是》2025/05

責(zé)任編輯：胡偉屹