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“时间机器”平方公里阵列射电望远镜（S K A）,为宇宙黎明和生命摇篮的科学之谜提供了历史新机遇；“人造太阳”国际热核聚变实验堆计划,致力于为人类供应源源不断的清洁能源；被誉为生命科学“登月计划”的人类基因组计划,帮助人类为探索自身的奥秘迈出了重要一步……近年来,我国在国际大科学计划和大科学工程中身影频现,一系列丰硕成果接踵而来.
在科学研究已进入大科学时代的今天,许多科学问题的范围、规模、复杂性不断扩大,已远远超出单一国家的承受能力,国际大科学合作已成为一种必然.在这个新时代,中国如何继续为全球重大科技议题贡献自己的力量？2018年3月28日,国务院正式印发《积极牵头组织国际大科学计划和大科学工程方案》（以下简称《方案》）,这意味着我国牵头组织国际大科学计划和大科学工程步入了“快车道”,用中国智慧解决世界性重大科学难题的时代已经来临.
牵头角色长期缺位
“大科学”是20世纪50年代国际科技界提出的一个新概念.在那个时代,席卷全球的大科学浪潮将全世界的目光推向了新高度.国际空间站计划、Cassini卫星探测计划等一批投资强度高、多学科交叉、实验设施（设备）配置昂贵且复杂、研究目标宏大,并具有多目标、多主体、多要素集合特点的“工程式”研究相继问世,其复杂程度、经济成本、实施难度、协同创新的多元性都超出了一国之力.在此背景下,跨学科合作的大规模前沿性科学研究项目应运而生,不同种族、不同信仰的科学家既分工又协作,举多国之力破技术难题成为了一个大趋势.
“当前,国际大科学计划和大科学工程是世界科技创新领域重要的全球公共产品,也是世界科技强国利用全球科技资源、提升本国创新能力的重要合作平台.”科技部司长叶冬柏在《方案》印发后的4月3日接受记者采访时这样说道.多年来,美、德、法、俄及欧盟等国家（地区）和国际组织在诸多领域积极组织了数十个国际大科学计划和大科学工程,在携手解决人类社会面临的共同挑战的同时,也从另一个侧面提升了自身的国际地位和影响力,推动了世界科技的创新与进步.
细细梳理可以发现,自改革开放以来,我国也以发展中国家的身份有重点地选择参与了一些国际大科学计划和大科学工程.
这些参与一方面推动了我国在基础理论研究、重大关键技术突破等方面的进步,另一方面也暴露了我国在前沿性科学研究中的种种不足.
几年前,十几位全国政协委员、科技领域的专家学者以及相关政府部门、科研单位的负责同志曾齐聚一堂,围绕“国际科技合作与大科学计划”展开了讨论.讨论中,委员和专家们毫不隐讳吐露出的一个个鲜活故事,揭开了我国在参与大科学计划中暴露出来的一些问题.
“大科学装置在历时数10年建设竣工之后,我们并没有培养出能使用它立即开展科学研究的人才队伍.装置建完了,结果没有队伍用它.在过去我们参与的计划中已经看到好几起这样的事情.”全国政协委员、中国科学院国家天文台研究员武向平抛出了大科学装置的“科学队伍建设之困”.他担忧,如果没有及时配套的人才队伍,大科学装置产出重大科学成果的时间会严重推迟,甚至错失重大科学发现的机遇.
“我们不能什么都言必称西方.如果项目等到以后再去做,我们就失去领先国际的机会了！”中国科学院院士、中山大学校长罗俊说道.他为之忧心的项目“天琴计划”,与当今世界科学界公认的难度最大的尖端科技之一——引力波的探测有关.
“‘天琴计划’是一个由中国科学家主导的国际合作项目,也是我国争取国际领先的机会.”罗俊说,“如果不抢占先机,而是国外有一个我们才做一个,那我们做的东西都是人家做过的,这不是真正的创新.我们必须要有观念上的转变！”
“相比欧美国家,我们在国际舞台上的话语权和影响力还比较弱.”全国政协委员、中科院遥感与数字地球研究所副所长顾行发用一句话道出了我国在主导国际科技研究课题中严重缺位的事实.
据统计,20世纪90年代以来,各国政府和国际性组织在各科学领域组织实施的具有代表性的大科学国际合作研究计划大约有51项,中国作为合作成员参加的约有21项,占总数的41.2%,主要集中在全球变化、生态、环境、生物和地学领域.这些大科学计划和工程的牵头组织方大多以发达国家为主,而我国在牵头组织国际大科学计划和大科学工程方面几乎为空白.
为在21世纪中叶,形成一批具有国际影响力的标志性科研成果,全面提升我国科技创新实力,增强国际共识和合作创新能力,提升我国在全球科技创新领域的核心竞争力和话语权,积极牵头组织国际大科学计划和大科学工程成为了确定的一项重点任务被提上了议事日程.
有挑战才会有成长
从党的十八届五中全会到现在,“大科学计划”“大科学工程”等词语已在科技创新领域的规划、解读中屡见不鲜.2016年,国务院在印发的《“十三五”国家科技创新规划》中,提出了要“积极提出并牵头组织国际大科学计划和大科学工程”的要求后,2018年,国务院正式印发《积极牵头组织国际大科学计划和大科学工程方案》.
《方案》遵循“国际尖端、科学前沿,战略导向、提升能力,中方主导、合作共赢,创新机制、分步推进”的基本原则,明确了我国牵头组织大科学计划“三步走”的目标：即到2020年,培育3～5个项目,研究遴选并启动1～2个我国牵头组织的大科学计划,初步形成牵头组织大科学计划的机制做法；到2035年,培育6?10个项目,启动培育成熟项目,形成我国牵头组织的大科学计划初期布局,提升在全球若干科技领域的影响力；到本世纪中叶,培育若干项目并启动培育成熟项目,我国原始科技创新能力显著提高,持续为全球重大科技议题做出贡献.在“三步走”目标的指引下,《方案》还提出了4个方面的重点任务：一是制定战略规划、确定优先领域,二是做好项目的遴选论证、培育倡议和启动实施,三是建立符合项目特点的管理机制,四是积极参与他国发起的大科学计划.
《方案》的印发为科学界带来了新希望,很多科学家认为,《方案》的印发正当其时.
在叶冬柏看来,牵头组织大科学计划和大科学工程是解决全球关键科学问题的有力工具,体现了中国在应对人类共同挑战方面负责任的大国形象.他认为,通过主导大科学计划,我国不但可以平等拥有原创的科技成果和知识产权,而且能带动科研人员特别是企业走向国际市场,为建设创新型国家和世界科技强国提供有力支撑.
“或许有人会问,为什么要耗费巨大人力、物力牵头各类国际大科学计划、大科学工程.事实上,这要看你从什么样的价值层面衡量,麦克斯韦方程组在19世纪被发现时,没有人想到它会成为今天移动互联生活方式的基石.尽管我们尚存在牵头经验不足、项目筛选机制不成熟等短板,但正是因为有挑战才会有成长.”中科院国家空间科学中心主任王赤对牵头大科学计划充满了期待.
他分析,中国有底气牵头国际大科学计划,首先是伴随着中国成长为第二大经济体,有能力支持更多重大科技基础设施的建设,而现代科学的发展,越来越依赖大科研平台的建设.如果没有大型科技基础设施,重大科学发现如引力波等可能很难获得.看到越来越多海外人才的回归,王赤更期待他们中能够诞生大师级的人物.
除这些外,科学家、科研工作在国际学术舞台上逐渐被认可、国际交流不断加深,更是中国牵头大科学计划的基本条件.“牵头组织国际大科学计划和大科学工程,中国是有经验、有能力的.”中国国际核聚变能源计划执行中心主任罗德隆说.
近年来,随着国家经济实力日益增强,我国参与了国际大洋发现计划、人类基因组计划等一些国际大科学计划和大科学工程.例如,为实现和平利用核聚变,彻底解决能源问题,中国、美国、欧盟等7个国家和组织共同参与国际热核聚变实验堆计划项目,这是当今世界最大的多边国际科技合作项目,中国作为重要的参与者和建设者,在核能技术发展和国际化管理能力等方面做出了重要贡献.
作为4个联合主席国之一,中国参与建立G E O多边合作机制,致力于建立综合、协调和可持续的全球综合地球观测系统,为全球提供了从原始观测数据到信息服务的全流程公共平台.作为创始国,中国在平方公里阵列射电望远镜这一典型的国际大科学工程的核心天线技术包中贡献了唯一设计方案,并当选为联盟新任主席国,体现了中国实力.
更重要的是,在参与这些大科学计划的同时,我国也相继启动建设了同步辐射光源、全超导托克马克核聚变实验装置、500米口径球面射电望远镜等数十个国家重大科技基础设施,走上了积极探索以自身为主的国际合作之路.
这些行动为我国牵头组织国际大科学计划和大科学工程积累了经验,奠定了基础.也使我国逐步实现了由学习跟踪向并行发展的转变.
有实力才能有合作者
“内功”如何,是决定能否提出国际大科学计划和大科学工程项目的关键所在.中国牵头组织国际科技合作具有优势领域和经验积累,这些优势便于我国充分利用全球科技资源和智力资源打造创新能力开放合作新平台,推进构建全球创新治理新格局和人类命运共同体建设.
按照“三步走”发展目标的安排,我国牵头组织国际大科学计划和大科学工程将培育一系列项目,以提高原始科技创新能力,并在国际科技创新治理体系中发挥重要作用,持续为全球重大科技议题做出贡献.那么这些项目从何而来？
“大科学计划和大科学工程项目,不是人为规划出来的,要本着共商、共建、共享原则遴选培育.”叶冬柏说,遴选项目的首要条件是要有广泛而坚实的国际合作基础,必须是参与国科学家感兴趣的领域,并且要将科学家自身兴趣上升到政府行为,激发起参与国投入科研的热情.他表示,在这方面,我国具有雄厚的科学积累和技术优势.
“至于重点领域,除了根据目标、参与国家的科研优势外,还要考虑国际科研环境和条件等因素.”叶冬柏说,目前中国在物质科学、空间天文、地球系统、环境保护、能源材料等领域具有一定优势,到底哪一领域能够纳入大科学计划,则主要看具体项目的实力.他表示,培育的项目并不是独立的、割裂的,还要加强与国家重大研究布局之间的统筹协调,要做好与“科技创新2030重大项目”等科技发展规划的衔接.
“中方主导,就是发挥牵头人的作用,不断拿出解决问题的新方案,说白了就是尽好我们的义务、为大家做好服务.”叶冬柏说.“中方主导”就是为解决世界性重大科学难题主动提出中国方案、贡献中国智慧,并非要把中国的意志强加给他人.当然,由于各国关注的侧重点不同,还需要共商拿出具体方案,通过共建实现共享.
《方案》出台后,不少专业、行业积极性很高,提出或者拟提出很多“题目”,那么如何优中选优？科技部副部长黄卫给出了答案,他指出,一个能够成型并持续走下去的国际大科学计划应该具备5个“特质”.
“大科学计划的强大号召力,一定是因为这个领域的研究是为全人类福祉服务的.”黄卫说,“这是引起全球科学家探索的兴趣、能够聚‘脑’的基础.”
“二是中国牵头意味着我国在这个领域的研究要有一定的基础,在国际同行要有重要影响的研究成果.”黄卫说,“三是国内有一批科学家拥有畅通的国际合作渠道.”此外,国际专家合作意愿高,国内行业内部合作通畅被认为是国际大科学计划能够顺利推进的另两个要素.
“组织牵头大科学计划要有足够好的科研基础.”中国科学院外籍院士、中科院神经科学研究所蒲慕明对此深有同感,“要想让提出来的计划受到国际同行的响应和跟随,相关学科和领域要有一批人的科研水平处在国际前列.在欧盟的相关脑科学研究机构中心大楼,进门就会看到华中科技大学骆清铭团队做出的鼠脑联接图谱.”蒲慕明举例说.这意味着我国全脑介观神经联接图谱相关技术的不可替代性,已经赢得了国外同行的认可,也代表着我国的科研基础.
简言之,有实力,才能获得合作者.蒲慕明强调：“我们要把主要精力放在积累科研实力上面来.”
根据印发的《方案》：到2020年,培育3～5个项目,研究遴选并启动1～2个我国牵头组织的大科学计划.虽然我国在牵头组织国际大科学计划和大科学工程方面几乎是空白的,在具体操作层面,尤其在具体事务的执行方面缺乏经验,但针对项目选题和管理,科学家们还是纷纷提出了自己的想法和建议.
在项目选题方面,中国科学院院士张杰认为：“回顾过往国际大科学计划,主题无一偏离‘面向宇宙、探索地球、解密人类’三大领域.”这些领域的“解题”要求人类的研究范式从因果联系转变至从广泛联系中寻找规律.
“大科学计划启动时一定要明确目标和意义,计划组织者应该有‘专人专职’,形成稳定的、强有力的管理团队,将对组织、会见、国际交流等外延事务给出专业的解决方案.”黄卫给出了建议.诸如此类的建议还有很多.
科技是第一生产力,创新是引领发展的第一动力.时序更替,梦想前行,中国特色社会主义进入新时代.
站在新时代,迎着新一轮科技革命和产业革命的机遇之门,中国比以往任平方公里阵列射电望远镜何时候更有条件和能力抢占制高点、把握主动权.
5月2日,《方案》印发不久后,香山科学会议第S40次学术讨论会在北京召开,与会科学家在会议上提出启动了“全脑介观神经联接图谱”国际合作计划.与会专家期待,在该国际合作计划中,中国科学家能够掌握关键技术,真正发挥中国的主导作用,实现我国脑科学由“并跑”向“领跑”的转变.科链接：
什么是大科学计划？
大科学和大科学计划的概念出现于20世纪四五十年代,意味着投资强度大、设备大、研究目标大、科研团队大.根据其特点,大科学研究通常分为两类：第一类是需要巨额投资建造、运行和维护的大型研究设施的大科学研究,即依托“大科学装置”的研究,其建造过程由于具有工程的特点又被称为“大科学工程”,最典型的就是国际空间站；第二类是需要跨学科合作的大规模、大尺度的前沿性科学研究项目,通常是围绕一个总体研究目标,由众多科学家有组织、有分工、有协作、相对分散开展研究,如人类基因组计划等.
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