大科學裝置群

解釋“大科學裝置群”的概念，首先要從“大科學”（Big，Mega or Large Science）說起。1962年，美國學者普賴斯在布魯克海文實驗室發表了4次演講，匯編成《小科學 大科學》一書。他認為，在現代社會，當一個科學家行將結束學者職業而回首往事時，會發現在他之前所產生的科學成果只占他自己知識的10%～20%，這一事實充分說明了科學活動的時代性和新穎性。現代科學顯得如此宏偉，它完全可以與埃及的金字塔和中世紀歐洲的大教堂媲美。而更重要的是，國家在科學方面花費的人力和財力，很快使科學成為國民經濟發展的決定性力量。嶄新的、輝煌的和無比強大的現代科學，其大規模性質是如此引人注目，以致產生并使用“大科學”這一專門術語來描述之。大科學新穎而龐大，與過去小規模的、小成本的、零散的小科學研究形成了鮮明的對比。

在伽利略時代、列文虎克時代，只需要一臺望遠鏡或者顯微鏡就可以展開研究取得成果。而二戰以后，我們迎來了大科學時代，“大”體現在（1）具有“文理工”三棲意義，（2）多個學科在大規模實驗設施支持下進行，（3）眾多科學家聯合體協同攻關，（4）研究懸而未決的歷史難題或者是時代挑戰性的重大問題，（5）是領先又具有未來收益等的專項和復雜科研活動及其累積成果的總和。美國研制原子彈的“曼哈頓工程”是“大科學”出現的標志，美國載人登月工程“阿波羅”計劃也是“大科學”的典型范例。

大科學裝置群（The Conglomeration of Mega-Science Laboratories， CMSL）是完成上述過程總和所需要的綜合性、復雜性和極限性實驗設施組合，它是技術發明、產品創新、新技術增長點以及對應產業鏈整合升級的始發性動力源泉;是衡量一個國家及地區創新能力最具顯示度的硬性觀察指標。

目前世界上有哪些大科學裝置群？普賴斯發表演講的地點——布魯克海文實驗室就是其中之一，它成立于1948年，實驗室擁有3臺反應堆和同步輻射光源、回旋加速器等一大批大型儀器設備，培養過7位諾貝爾獎獲得者。此外美國還有勞倫斯伯克利國家實驗室（創建于1931年，建立起了第一批電子直線加速器，發現了一系列超重元素，開辟了放射性同位素、重離子科學等研究方向，共培養了9位諾貝爾獎得主）、加州大學洛斯阿拉莫斯國家實驗室（以研制出世界上第一顆原子彈而聞名。其研究工作主要分為武器研究和相關科技領域的實驗理論研究）、橡樹嶺國家實驗室（早期主要從事核能、物理及生命科學研究。現在主要從事中子科學、能源、高性能計算、復雜生物系統、先進材料和國家安全等領域研究）。其他國家，英國、法國、德國、日本、瑞士、歐盟各有一個，俄羅斯有一個。研究方向主要包括新材料、新能源、高能物理、生命科學等等。

在我國，大科學裝置群主要集中在北京、上海、合肥，此前獲批的3個綜合性國家科學中心就在這3個地方。北京是基礎科學，此外關注物質、空間、地球、生命、環境、信息與智能等領域;上海是生命科學、新材料、新能源、環境和物質等科學領域;合肥主要依托中國科學院和中國科學技術大學，在高能物理和量子技術方面有優勢，聚焦能源、信息、生命、環境四大領域。此次深圳獲批，將建設腦解析與腦模擬設施、合成生物研究設施、精準醫學影像大設施、材料基因組大科學裝置平臺、空間引力波探測地面模擬裝置、空間環境與物質作用研究設施。

就大科學裝置群的意義來說，它關系著一個國家在接下來3～7年的科技爆發中能否抓住發展的最好機會。現在熱門的5G只是第一步。1G到4G解決的是通信問題，5G解決的是社會行為問題，人們很多行為會被數字技術支持下的智能傳感單元和智慧場所（建筑、道路、廣場等）所替代，從而改變經濟的業態、人們的行為和社會的面貌。

各大國的大科學裝置群都在工作，誰能抓住“元技術”創新、形成理論突破，誰就可能抓住21世紀的戰略產業和戰略產品。到那時，可能出現“先進產業催生世界城市、世界城市托舉世紀大國”的現象，大國命運將由此確立。

◎ 來源|長江日報（有刪減）