大科學(xué)設(shè)施提升四川創(chuàng)新競(jìng)爭(zhēng)力重點(diǎn)領(lǐng)域研究

白云翔 李澤霞

一、大科學(xué)設(shè)施發(fā)展概況

大科學(xué)設(shè)施是用于基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究的大型科研裝置或設(shè)施。大科學(xué)設(shè)施最為典型的案例是美國(guó)的“曼哈頓計(jì)劃”，除此之外美國(guó)基于國(guó)家戰(zhàn)略目標(biāo)還建設(shè)了一批大科學(xué)設(shè)施，從而鑄就了美國(guó)全球科技強(qiáng)國(guó)的基礎(chǔ)地位〔1〕。隨著科學(xué)研究活動(dòng)從分散和孤立的小范圍協(xié)作逐漸走向整體性、系統(tǒng)性和集成性較強(qiáng)的大規(guī)模行為，大科學(xué)設(shè)施的概念和涵蓋范圍也不斷得到擴(kuò)展。涵蓋范圍從高能物理、核物理和天文學(xué)等有限領(lǐng)域逐步擴(kuò)展到幾乎全部自然科學(xué)領(lǐng)域〔2〕。

科技發(fā)達(dá)國(guó)家大多都把重大科技基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃建設(shè)放在很重要的位置，投入運(yùn)行的設(shè)施數(shù)量近年來(lái)呈穩(wěn)步增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。美國(guó)、德國(guó)、法國(guó)和英國(guó)幾個(gè)主要發(fā)達(dá)國(guó)家在2010—2020年運(yùn)行設(shè)施數(shù)量占?xì)v史累積設(shè)施總量的比例達(dá)到65.2%，同期，我國(guó)運(yùn)行設(shè)施的數(shù)量占?xì)v史累積設(shè)施總量的40%〔3〕。1991—2020年，上述幾個(gè)主要發(fā)達(dá)國(guó)家大科學(xué)設(shè)施運(yùn)行數(shù)量年均增長(zhǎng)率為6.4%，中國(guó)為3.9%，可以看出我國(guó)大科學(xué)設(shè)施建設(shè)速度低于主要發(fā)達(dá)國(guó)家。

改革開放后，國(guó)家更加重視科技事業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)了我國(guó)大科學(xué)設(shè)施的快速發(fā)展。1980年代是我國(guó)大科學(xué)設(shè)施第一個(gè)高速發(fā)展期，一批具有重大影響的科學(xué)設(shè)施相繼建成，除了北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)(1)系我國(guó)首個(gè)國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，于1984年開始建設(shè)，1988年建成。北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的成功建設(shè)運(yùn)行使中國(guó)高能物理實(shí)驗(yàn)研究走在國(guó)際前列，有力帶動(dòng)了我國(guó)大科學(xué)設(shè)施建設(shè)的飛躍發(fā)展。之外，還有蘭州重離子研究裝置、中國(guó)環(huán)流器一號(hào)(HL-1)等。黨的十八大后，我國(guó)制定發(fā)布了《國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施中長(zhǎng)期規(guī)劃(2012—2030年)》，首次在國(guó)家戰(zhàn)略層面形成了大科學(xué)設(shè)施發(fā)展的中長(zhǎng)期路線圖，推動(dòng)大科學(xué)設(shè)施建設(shè)進(jìn)入高速發(fā)展期，建成了一批世界領(lǐng)先的重大設(shè)施，例如上海光源、散裂中子源等。

目前由國(guó)家發(fā)改委批復(fù)建設(shè)的國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施共有49個(gè)(含5個(gè)分布式大科學(xué)實(shí)施)，建成運(yùn)行的25個(gè)。從區(qū)域布局來(lái)看相對(duì)均衡，在地域分布上呈現(xiàn)出相對(duì)集中的特點(diǎn)，其中北京有13個(gè)，上海和四川各有6個(gè)(詳見表1)。

表1 中國(guó)大科學(xué)設(shè)施地區(qū)分布

從全球范圍看，主要發(fā)達(dá)國(guó)家的設(shè)施布局已經(jīng)相對(duì)完善，設(shè)施的科研支撐能力要優(yōu)于我國(guó)(詳見表2)。與主要發(fā)達(dá)國(guó)家的設(shè)施數(shù)量相比，我國(guó)近年來(lái)的布局速度較快，在建設(shè)施占設(shè)施總量的49%，未來(lái)5年也將是我國(guó)重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)部署的高峰期，也是大科學(xué)設(shè)施戰(zhàn)略布局的重要機(jī)遇期。

表2 主要發(fā)達(dá)國(guó)家及我國(guó)大科學(xué)設(shè)施數(shù)量及在建設(shè)施情況

二、大科學(xué)設(shè)施在創(chuàng)新體系中的重要意義

作為重要的創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施，大科學(xué)設(shè)施是國(guó)家創(chuàng)新體系的重要組成部分，承載著科技創(chuàng)新的“國(guó)家使命”，能夠?yàn)閲?guó)家重大原始創(chuàng)新和重大科技成果產(chǎn)出、創(chuàng)新資源集聚、核心關(guān)鍵技術(shù)突破、高技術(shù)產(chǎn)業(yè)和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供創(chuàng)新的基礎(chǔ)條件〔4〕。同時(shí)，大科學(xué)設(shè)施也是實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略的重要抓手，是綜合性國(guó)家科學(xué)中心建設(shè)的“硬指標(biāo)”。依托大科學(xué)設(shè)施，還有利于形成功能完備、相互銜接的科技創(chuàng)新中心〔5〕，提升區(qū)域創(chuàng)新全鏈條支撐能力。

1.催生重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)，支撐多學(xué)科研究發(fā)展

現(xiàn)代科學(xué)進(jìn)步離不開大科學(xué)設(shè)施。1931年，美國(guó)物理學(xué)家歐內(nèi)斯特·勞倫斯通過(guò)磁共振原理建成了回旋加速器。在此后的60年間，基于大科學(xué)設(shè)施獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的學(xué)者多達(dá)21個(gè)。20世紀(jì)中葉以來(lái)，在物質(zhì)結(jié)構(gòu)方面的重大突破幾乎都與大科學(xué)設(shè)施有關(guān)，要在這些領(lǐng)域取得世界級(jí)的研究成果，必須發(fā)展一流的科學(xué)設(shè)施，為原始創(chuàng)新提供研究手段。大科學(xué)設(shè)施支撐跨領(lǐng)域、交叉學(xué)科研究，為相關(guān)研究提供了新的手段和產(chǎn)生突破的基本實(shí)驗(yàn)條件。北京同步輻射裝置(BSRF)、合肥國(guó)家同步輻射實(shí)驗(yàn)室(HLS)、上海光源(SSRF)是目前正在運(yùn)行的三個(gè)同步輻射類公共實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。2003年暴發(fā)的SARS-CoV冠狀病毒，2019年暴發(fā)的2019-nCoV冠狀病毒，都是依托同步輻射光源得到了蛋白酶結(jié)構(gòu)的解析，為抗病毒藥物研制提供了必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。2018年建成的中國(guó)散裂中子源，在不到一年的運(yùn)行中，就圍繞國(guó)際科技前沿和國(guó)家重大需求，完成用戶課題101個(gè)，涵蓋新型鋰離子電池材料結(jié)構(gòu)、斯格明子的拓?fù)浯判浴⒆孕魻柎判员∧さ然A(chǔ)研究方向，同時(shí)開展航空材料、可燃冰、頁(yè)巖等應(yīng)用研究，取得了多項(xiàng)重要成果〔6〕。

2.吸引造就一流人才團(tuán)隊(duì)

大科學(xué)設(shè)施具有強(qiáng)大的人才集聚能力、人才承載能力和人才造就能力，高端科技人才和稀缺人才也可依托一流的設(shè)施開展研究，取得出色的成果〔7〕。縱觀近代科技發(fā)展史，世界科學(xué)中心每一次地理空間上的轉(zhuǎn)移，都是頂尖科學(xué)家和優(yōu)秀青年科技人才的重新聚集，大科學(xué)設(shè)施在全球的布局影響著世界優(yōu)秀人才的分布，其建設(shè)運(yùn)行過(guò)程會(huì)吸引和造就一批世界頂級(jí)科學(xué)家和工程師。正是他們卓越的開創(chuàng)性研究和突破性成果，主導(dǎo)了全球科技創(chuàng)新浪潮。為了實(shí)現(xiàn)科技領(lǐng)先，世界科技強(qiáng)國(guó)都建立了具有全球視野、能夠吸引并充分發(fā)揮人才作用的人力資源體系，通過(guò)大科學(xué)設(shè)施“筑巢引鳳”也是各國(guó)吸引和培育人才的重要策略之一。如大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)所在的歐洲核子中心(CERN)合作成員國(guó)有70多個(gè)，擁有大約2500名員工，吸引來(lái)自110個(gè)國(guó)家大約12200位科學(xué)家和工程師在此開展合作研究〔8〕，密集的思想碰撞和技術(shù)交換，讓CERN成為全球的學(xué)術(shù)前沿陣地和創(chuàng)新熱點(diǎn)。

3.推動(dòng)國(guó)家技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級(jí)

美國(guó)學(xué)者埃茨科維茲在分析硅谷等產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新集群的基礎(chǔ)上，提出創(chuàng)新發(fā)展“三螺旋”理論，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新體系建設(shè)的重點(diǎn)應(yīng)放在以科研院所為代表的知識(shí)生產(chǎn)機(jī)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)部門、政府等創(chuàng)新主體上，進(jìn)而形成相互影響的三螺旋關(guān)系〔9〕。重大科技基礎(chǔ)設(shè)施是三螺旋關(guān)系中的重要環(huán)節(jié)，設(shè)施的高指標(biāo)和超前性是技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)升級(jí)的重要?jiǎng)恿ΑＣ恳粋€(gè)大科學(xué)設(shè)施都是性能卓越的研究工具，為了保持設(shè)施的先進(jìn)性，其建造的技術(shù)工藝指標(biāo)都高于上一代的同類設(shè)施，這就要求發(fā)展更高的技術(shù)和工藝。這些前所未有的“指標(biāo)”都要通過(guò)相關(guān)裝備制造行業(yè)來(lái)實(shí)現(xiàn)，參與建設(shè)的企業(yè)需要不斷地開展技術(shù)創(chuàng)新才能達(dá)到這一目標(biāo)，通過(guò)這些設(shè)施的建設(shè)，還有利于科研院所和企業(yè)形成良好的產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)新互動(dòng)。如高海拔宇宙線觀測(cè)站(LHAASO)、江門中微子實(shí)驗(yàn)(JUNO)為實(shí)現(xiàn)其核心探測(cè)器件的國(guó)產(chǎn)化，聯(lián)合北方夜視等國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)和研究所，突破了大面積真空光電探測(cè)技術(shù)瓶頸，成功實(shí)現(xiàn)了新型光電倍增管的批量生產(chǎn)，打破國(guó)際壟斷，是科技創(chuàng)新引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的典型案例〔10〕。

4.設(shè)施的溢出效應(yīng)，帶動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展

依托大科學(xué)設(shè)施產(chǎn)生的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)發(fā)明是設(shè)施最直接的成果，這些技術(shù)成果會(huì)首先在設(shè)施所在地進(jìn)行應(yīng)用轉(zhuǎn)化，設(shè)施是知識(shí)溢出、技術(shù)溢出的源頭，溢出效應(yīng)給設(shè)施所在地區(qū)、國(guó)家?guī)?lái)廣泛而深刻的影響。在設(shè)施所在地，尤其是有多個(gè)科學(xué)設(shè)施集聚的地區(qū)，由于科學(xué)成果的不斷產(chǎn)生，大量的專利、新技術(shù)發(fā)明和新興產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)，以及來(lái)自世界各地優(yōu)秀研究人員的聚集，有利于地方經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和科技事業(yè)快速發(fā)展〔11〕〔12〕。大科學(xué)設(shè)施還是高技術(shù)的綜合體，獨(dú)特的創(chuàng)新活力和溢出效應(yīng)有利于推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新中心的形成，直接或間接衍生出相應(yīng)的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，形成新的業(yè)態(tài)，促進(jìn)設(shè)施所在區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。如位于廣東東莞的中國(guó)散裂中子源在建成不到一年后，就聯(lián)合醫(yī)療企業(yè)在散裂中子源園區(qū)建設(shè)國(guó)內(nèi)首臺(tái)基于加速器的硼中子俘獲治療設(shè)施，開展物理測(cè)量實(shí)驗(yàn)、摻硼藥物細(xì)胞實(shí)驗(yàn)以及動(dòng)物試驗(yàn)，并將開展臨床治療，發(fā)展商業(yè)化硼中子俘獲治療產(chǎn)業(yè)。為促進(jìn)大科學(xué)設(shè)施與產(chǎn)業(yè)界的聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)更多技術(shù)創(chuàng)新，有些大科學(xué)設(shè)施還設(shè)立了產(chǎn)業(yè)用戶咨詢委員會(huì)，加強(qiáng)學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界的知識(shí)交換與合作，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新發(fā)展。

5.支撐綜合性國(guó)家科學(xué)中心建設(shè)

大科學(xué)設(shè)施集群布局是綜合性國(guó)家科學(xué)中心發(fā)展的首要基礎(chǔ)條件，設(shè)施的集群化建設(shè)有利于推動(dòng)科技進(jìn)步，為產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)改造和社會(huì)經(jīng)濟(jì)重大問題的解決提供重要技術(shù)平臺(tái)。目前，國(guó)家層面規(guī)劃布局的大科學(xué)設(shè)施在綜合性國(guó)家科學(xué)中心已經(jīng)形成了初步聚集的態(tài)勢(shì)，分別為上海張江、安徽合肥、北京懷柔、深圳大灣區(qū)〔13〕。北京憑借首都創(chuàng)新資源的綜合優(yōu)勢(shì)，在懷柔聚焦物質(zhì)科學(xué)、空間科學(xué)、大氣環(huán)境科學(xué)和地球科學(xué)等前沿科學(xué)領(lǐng)域，布局多個(gè)具有國(guó)際領(lǐng)先水平的大科學(xué)設(shè)施，包括高能同步輻射光源、多模態(tài)跨尺度生物醫(yī)學(xué)成像設(shè)施、綜合極端條件實(shí)驗(yàn)裝置、地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置等，為建設(shè)世界一流的研究平臺(tái)提供了強(qiáng)力支撐，同時(shí)培養(yǎng)和引進(jìn)一批高端科技人才，極大地提升了北京區(qū)域性創(chuàng)新能力。大科學(xué)設(shè)施的建設(shè)與區(qū)域科技創(chuàng)新發(fā)展互相促進(jìn)，相互成就，設(shè)施的集聚發(fā)展強(qiáng)有力地支撐了綜合性國(guó)家科學(xué)中心的發(fā)展〔14〕。

三、四川省大科學(xué)設(shè)施建設(shè)的要素環(huán)境分析

近年來(lái)四川省深入實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略，提升創(chuàng)新資源集聚和轉(zhuǎn)化能力，積極部署開展全面創(chuàng)新改革，打造大科學(xué)設(shè)施等創(chuàng)新平臺(tái)集群，建設(shè)中國(guó)西部(成都)科學(xué)城，推進(jìn)綜合性國(guó)家科學(xué)中心建設(shè)。大科學(xué)設(shè)施并不是孤立建設(shè)發(fā)展的，需要一定的創(chuàng)新要素基礎(chǔ)，其發(fā)展程度與所在區(qū)域的創(chuàng)新主體、創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施、創(chuàng)新資源、創(chuàng)新環(huán)境、外界互動(dòng)等要素是密不可分的，四川相對(duì)于周邊省份具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)和基礎(chǔ)〔15〕。

1.四川位于國(guó)家戰(zhàn)略腹地，大科學(xué)設(shè)施建設(shè)戰(zhàn)略區(qū)位優(yōu)勢(shì)明顯

2021年10月，《成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈建設(shè)規(guī)劃綱要》正式公布，從“頂層設(shè)計(jì)”角度明確提出把成都建設(shè)成為具有全國(guó)影響力的科技創(chuàng)新中心〔16〕。從國(guó)家層面來(lái)看，建設(shè)科技創(chuàng)新中心是落實(shí)國(guó)家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略，提升國(guó)家綜合科技實(shí)力，應(yīng)對(duì)新一輪科技革命的重點(diǎn)舉措。建設(shè)科技創(chuàng)新中心，有利于加強(qiáng)成渝地區(qū)協(xié)同發(fā)展，吸引和集聚一批有全球影響力的科技人才，充分發(fā)揮成渝地區(qū)科技創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)，打造引領(lǐng)中西部發(fā)展的創(chuàng)新高地〔17〕〔18〕。四川省在核科學(xué)、航空航天、天文和空間科學(xué)、生物醫(yī)藥、電子信息等領(lǐng)域，擁有豐富的科技創(chuàng)新資源和雄厚的科研實(shí)力，擁有較為完整的產(chǎn)業(yè)體系和企業(yè)梯隊(duì)。四川省現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)與發(fā)展，都可服務(wù)于國(guó)家科技創(chuàng)新中心建設(shè)。

2.以高校院所為主的創(chuàng)新主體數(shù)量大，潛在科學(xué)設(shè)施用戶需求迫切

國(guó)際上知名高校科研活動(dòng)和科學(xué)產(chǎn)出離不開大科學(xué)設(shè)施的運(yùn)行。四川擁有高等院校134所，科研院所297家，建成各類創(chuàng)新平臺(tái)1977個(gè)，其中國(guó)家級(jí)創(chuàng)新平臺(tái)197個(gè)。2020年，四川高等院校全時(shí)當(dāng)量研發(fā)人員達(dá)到27127人年，位居全國(guó)第六，這些科研力量都需要大科學(xué)設(shè)施作為支撐，是潛在的設(shè)施用戶。四川與其毗鄰的周邊省份比較，高等院校數(shù)量、科研機(jī)構(gòu)數(shù)量和R&D研發(fā)人員數(shù)都位列第一〔19〕。除陜西與四川的差距較小外，四川與其他省份相比比較優(yōu)勢(shì)明顯。此外，四川還擁有9個(gè)國(guó)家級(jí)、15個(gè)省級(jí)雙創(chuàng)示范基地，四川也是軍工大省，國(guó)防科研隊(duì)伍龐大，具有很強(qiáng)的科教綜合承載力。然而四川省大科學(xué)設(shè)施的支撐能力，尤其是公共實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的支撐能力遠(yuǎn)不能滿足四川省基礎(chǔ)科學(xué)研究和應(yīng)用技術(shù)研究的需要，不能適應(yīng)高端人才的培養(yǎng)以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型的需要。

3.區(qū)域產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展勢(shì)頭良好，需要大科學(xué)設(shè)施支撐

四川加快構(gòu)建“5+1”現(xiàn)代工業(yè)體系，在電子信息、裝備制造、醫(yī)藥健康等主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)均具有較大規(guī)模和發(fā)展優(yōu)勢(shì)，在集成電路、新型顯示、新一代信息技術(shù)、汽車制造等行業(yè)具有優(yōu)勢(shì)。2019年，四川省登記注冊(cè)的高新技術(shù)企業(yè)有1422個(gè)，有R&D活動(dòng)的高技術(shù)企業(yè)754個(gè)，位居全國(guó)第七，與位居第六的安徽省(1466個(gè))差距很小(2)數(shù)據(jù)來(lái)源：《中國(guó)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒2020》。。四川規(guī)模以上企業(yè)中有研發(fā)機(jī)構(gòu)的企業(yè)數(shù)和有R&D研發(fā)活動(dòng)的企業(yè)數(shù)都位居西部地區(qū)首位，這些企業(yè)的創(chuàng)新活動(dòng)必然要依托于先進(jìn)的研發(fā)平臺(tái)，相關(guān)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)換代也依賴于高水平的公共實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。四川依托天府新區(qū)建設(shè)綜合性國(guó)家科學(xué)中心，也需要以大科學(xué)設(shè)施建設(shè)為抓手，聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院和國(guó)內(nèi)一流高校院所，與高新技術(shù)企業(yè)形成產(chǎn)學(xué)研良性互動(dòng)，增強(qiáng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新能力。

從四川的設(shè)施分布、科技基礎(chǔ)水平、科技人員數(shù)量及產(chǎn)業(yè)狀況分析可以看出，目前四川已經(jīng)在這幾方面顯現(xiàn)出比較優(yōu)勢(shì)。科技基礎(chǔ)條件是國(guó)家創(chuàng)新體系中重要的要素之一，科技發(fā)展、人才聚集必然對(duì)大科學(xué)設(shè)施這樣的科技基礎(chǔ)條件提出更迫切需求，因此仍要在高水平的科技創(chuàng)新平臺(tái)和大科學(xué)設(shè)施方面進(jìn)一步分析細(xì)化需求，在國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面進(jìn)一步優(yōu)化布局、加大投入、補(bǔ)齊短板〔20〕。

四、四川省大科學(xué)設(shè)施建設(shè)的優(yōu)勢(shì)及不足

四川擁有為數(shù)不少的大科學(xué)設(shè)施創(chuàng)新基礎(chǔ)平臺(tái)，擁有亞洲最大的航空風(fēng)洞群，建有全國(guó)唯一的航空發(fā)動(dòng)機(jī)高空試驗(yàn)臺(tái)，解決“千年能源”問題的中國(guó)環(huán)流器二號(hào)M裝置建成并實(shí)現(xiàn)首次放電，高海拔宇宙線觀測(cè)站建成并發(fā)現(xiàn)最高能量光子，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“華龍一號(hào)”走出國(guó)門，標(biāo)志著我國(guó)在三代核電技術(shù)領(lǐng)域已躋身世界前列，F(xiàn)級(jí)50兆瓦重型燃?xì)廨啓C(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)能源裝備制造“卡脖子”關(guān)鍵核心技術(shù)突破等。從區(qū)域創(chuàng)新競(jìng)爭(zhēng)力來(lái)看，四川的大科學(xué)設(shè)施有基礎(chǔ)、有特點(diǎn)，然而和現(xiàn)有的其他科創(chuàng)中心設(shè)施發(fā)展水平相比較還存在差距。

1.運(yùn)行和在建大科學(xué)設(shè)施

2021年6月22日，四川省發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步支持科技創(chuàng)新的若干政策》，加大力度建設(shè)包括大科學(xué)設(shè)施、科教基礎(chǔ)設(shè)施在內(nèi)的各類創(chuàng)新平臺(tái)。在積極爭(zhēng)取國(guó)家規(guī)劃同時(shí)，四川省立足本省創(chuàng)新發(fā)展需求，自主布置了多個(gè)科學(xué)設(shè)施，比如挑戰(zhàn)最高試驗(yàn)速度達(dá)1500km/h的軌道交通系統(tǒng)綜合試驗(yàn)裝置多態(tài)耦合軌道交通動(dòng)模試驗(yàn)平臺(tái)、開發(fā)新型光學(xué)成像系統(tǒng)的柔性基底微納結(jié)構(gòu)成像系統(tǒng)研究裝置等，對(duì)四川省的科技創(chuàng)新起到了強(qiáng)有力的支撐作用。目前，四川省運(yùn)行、在建的國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施6個(gè)(詳見表3)。大科學(xué)設(shè)施領(lǐng)域涵蓋能源科學(xué)、空間和天文科學(xué)、粒子物理和核物理、生命科學(xué)、工程技術(shù)科學(xué)等。

表3 四川已投入運(yùn)行和在建的國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施

2.四川在核科學(xué)、天文與空間科學(xué)、先進(jìn)光學(xué)領(lǐng)域有不可替代的優(yōu)勢(shì)

四川在核科學(xué)及核能研究方面有豐厚的技術(shù)積累和人才優(yōu)勢(shì)。四川匯聚了多個(gè)國(guó)內(nèi)核能研究單位，如被譽(yù)為“中國(guó)核動(dòng)力工程的搖籃”的中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院、我國(guó)最早從事核聚變能開發(fā)專業(yè)研究的核工業(yè)西南物理研究院，以及中國(guó)工程物理研究院。它們還參與設(shè)計(jì)了中國(guó)首座自主品牌改進(jìn)型壓水堆核電技術(shù)CPR1000核電機(jī)組、建成我國(guó)核聚變發(fā)展史上第一個(gè)磁約束聚變研究裝置中國(guó)環(huán)流器一號(hào)(HL-1)裝置、助力“兩彈”的成功研制等，為我國(guó)核科學(xué)技術(shù)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的科學(xué)與工程技術(shù)基礎(chǔ)。四川在核科學(xué)領(lǐng)域還有人才優(yōu)勢(shì)，僅中國(guó)工程物理研究院就有超過(guò)20名兩院院士，約23000名在職職工。

四川省稻城縣的地理?xiàng)l件和現(xiàn)有科學(xué)設(shè)施基礎(chǔ)在國(guó)際天文、空間科學(xué)領(lǐng)域具有獨(dú)一無(wú)二的優(yōu)勢(shì)。稻城縣是我國(guó)科學(xué)家歷經(jīng)數(shù)十年考察科學(xué)論證發(fā)現(xiàn)的優(yōu)秀天文臺(tái)站選址地，經(jīng)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，稻城白天視寧度、晴日數(shù)、積分大氣水汽含量和射電環(huán)境指標(biāo)都非常優(yōu)秀，適合天文學(xué)、空間科學(xué)高質(zhì)量觀測(cè)要求。目前，稻城縣已落地建設(shè)了高海拔宇宙線觀測(cè)站、空間環(huán)境地基綜合監(jiān)測(cè)網(wǎng)(子午工程二期)圓環(huán)陣太陽(yáng)風(fēng)射電成像望遠(yuǎn)鏡，相關(guān)領(lǐng)域還有多個(gè)設(shè)施計(jì)劃落地稻城。

川渝兩地在光學(xué)和光子學(xué)領(lǐng)域具有比較優(yōu)勢(shì)。近年來(lái)中科院光電所、四川大學(xué)等在亞波長(zhǎng)光學(xué)和納米光子學(xué)領(lǐng)域開展了大量研究，并取得了系列原創(chuàng)性成果，成為我國(guó)這一領(lǐng)域的重要發(fā)展極，與東部沿海科創(chuàng)中心一道，奠定了中國(guó)新一代光學(xué)和光子學(xué)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。推動(dòng)綜合性國(guó)家科學(xué)中心建設(shè)也將為推進(jìn)新一代光子科學(xué)發(fā)展提供新的重大機(jī)遇，在成都天府新區(qū)建立“西部光子城”具備基礎(chǔ)條件。

四川省的基礎(chǔ)研究在上述三個(gè)領(lǐng)域有明顯的比較優(yōu)勢(shì)，如能在科學(xué)設(shè)施的規(guī)劃建設(shè)上，優(yōu)先考慮這些優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域，短時(shí)間內(nèi)可在國(guó)際上率先形成領(lǐng)先態(tài)勢(shì)，讓四川省成為我國(guó)內(nèi)陸地區(qū)獨(dú)具特色的科技創(chuàng)新高地。

3.與其他科創(chuàng)中心大科學(xué)設(shè)施發(fā)展存在的差距

公共實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是四川省大科學(xué)設(shè)施建設(shè)的短板。除了風(fēng)洞之外，四川省現(xiàn)有的其他設(shè)施均為具有特定科學(xué)目標(biāo)的專用研究設(shè)施，僅覆蓋某一基礎(chǔ)研究領(lǐng)域。相比專用研究設(shè)施，公共實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是支撐跨領(lǐng)域、交叉學(xué)科研究活動(dòng)的綜合性創(chuàng)新平臺(tái)，這一類設(shè)施為相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的應(yīng)用研究或工程技術(shù)研究提供了新的手段和產(chǎn)生突破的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)條件，可以為眾多的產(chǎn)業(yè)形成強(qiáng)有力支撐。北京懷柔的高能同步輻射光源(HEPS)，位于張江的上海光源(SSRF)，位于合肥高新區(qū)的合肥先進(jìn)光源(HALS)，位于東莞的中國(guó)散裂中子源(CSNS)，這些公共實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為所在地區(qū)的生命科學(xué)、材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、地球科學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、信息科學(xué)等眾多學(xué)科研究提供了不可替代的先進(jìn)手段和綜合研究平臺(tái)，也是微電子、制藥、新材料、生物工程、精細(xì)石油化工等先進(jìn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)的重要手段，為當(dāng)?shù)氐漠a(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展提供支撐。缺少面向廣泛用戶的公共實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是四川省大科學(xué)設(shè)施支撐區(qū)域科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展最為被動(dòng)的問題之一。

大科學(xué)設(shè)施集聚程度不夠。大科學(xué)設(shè)施高度集聚是綜合性國(guó)家科學(xué)中心的顯著特征。目前國(guó)家在四川省域范圍內(nèi)布局的設(shè)施數(shù)量達(dá)到9個(gè)(包括“十四五”規(guī)劃中擬在四川落地的3個(gè)設(shè)施)，設(shè)施數(shù)量?jī)H次于北京、上海，位居全國(guó)前列，但沒有在某個(gè)中心城市形成明顯集聚效應(yīng)，尤其是四川天府新區(qū)作為綜合性國(guó)家科學(xué)中心建設(shè)的核心區(qū)，目前僅規(guī)劃布局有2個(gè)大科學(xué)設(shè)施，即跨尺度矢量光場(chǎng)時(shí)空調(diào)控驗(yàn)證裝置、電磁驅(qū)動(dòng)聚變?cè)脱b置。相比而言，四川天府新區(qū)與北京懷柔、上海張江、安徽合肥綜合性國(guó)家科學(xué)中心存在明顯差距。

高端領(lǐng)軍人才不足以長(zhǎng)久地支撐高水平科學(xué)設(shè)施建設(shè)運(yùn)行。大科學(xué)設(shè)施的建設(shè)運(yùn)行需要從研發(fā)、技術(shù)、工程到管理等各類人才。四川的中科院、工程院院士有66人，僅為北京的1/12、上海的1/3、廣東的2/5；四川國(guó)家千人計(jì)劃獲得者為233人，僅為北京的1/6，上海的1/3，也滯后于廣東、江蘇等地，引進(jìn)外國(guó)專家數(shù)量?jī)H占全國(guó)的1.9%。這一人才現(xiàn)狀不足以持續(xù)地支撐四川省大科學(xué)設(shè)施發(fā)展。

缺少專門的科學(xué)數(shù)據(jù)中心，難以滿足大科學(xué)設(shè)施集聚發(fā)展需要。目前四川省還沒有專門服務(wù)于重大科技創(chuàng)新平臺(tái)的科學(xué)數(shù)據(jù)中心，現(xiàn)有的科學(xué)數(shù)據(jù)資源存在布局不集中，存儲(chǔ)量不足，難以統(tǒng)籌調(diào)度，缺少規(guī)范化的管理，不能實(shí)現(xiàn)開放共享等問題，根據(jù)對(duì)省內(nèi)已經(jīng)建成的高海拔宇宙線觀測(cè)站、大型低速風(fēng)洞、子午工程二期、中國(guó)錦屏極深地下暗物質(zhì)實(shí)驗(yàn)室等多個(gè)大科學(xué)設(shè)施開展的數(shù)據(jù)服務(wù)需求調(diào)研結(jié)果表明，現(xiàn)有的數(shù)據(jù)資源遠(yuǎn)不能滿足大科學(xué)設(shè)施數(shù)據(jù)服務(wù)的需求，也難以滿足未來(lái)發(fā)展的數(shù)據(jù)需求。

由設(shè)施產(chǎn)生的科技成果溢出效應(yīng)不明顯。四川的大科學(xué)設(shè)施主要集中在軍工行業(yè)和基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，軍工類的設(shè)施成果轉(zhuǎn)化困難，基礎(chǔ)研究的科學(xué)設(shè)施直接服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展作用不突出。如中物院技術(shù)轉(zhuǎn)移中心自2004年成立以來(lái)，僅孵化了63家公司，其中直接投資孵化院內(nèi)項(xiàng)目13個(gè)，轉(zhuǎn)化效率較低。四川是核科學(xué)大省，但核醫(yī)療、核藥物產(chǎn)業(yè)卻沒有形成相應(yīng)的規(guī)模經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出。

五、面向科技創(chuàng)新中心建設(shè)的大科學(xué)設(shè)施發(fā)展建議

四川曾是國(guó)家三線建設(shè)要地，國(guó)家布局有眾多戰(zhàn)略科技力量，大科學(xué)設(shè)施建設(shè)需要把國(guó)家戰(zhàn)略需求與自身科技資源優(yōu)勢(shì)相結(jié)合、與產(chǎn)業(yè)跨越發(fā)展要求相結(jié)合，充分發(fā)揮區(qū)域創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)，在物質(zhì)科學(xué)、光子科學(xué)、空天科學(xué)領(lǐng)域率先實(shí)現(xiàn)領(lǐng)先，支撐綜合性國(guó)家科學(xué)中心建設(shè)，打造具有全國(guó)影響力的科創(chuàng)中心。

1.建設(shè)物質(zhì)科學(xué)大科學(xué)設(shè)施，發(fā)展核能研究與應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)“核大省”到“核強(qiáng)省”的跨越

一是發(fā)揮四川作為我國(guó)核工業(yè)大省核設(shè)施、研究平臺(tái)、全產(chǎn)業(yè)鏈、學(xué)科完備及人才齊全的優(yōu)勢(shì)，布置相關(guān)大科學(xué)設(shè)施，夯實(shí)先進(jìn)核裂變能、受控核聚變能、核燃料循環(huán)與材料、核安全與環(huán)境、核技術(shù)應(yīng)用等關(guān)鍵理論和前沿技術(shù)研究領(lǐng)域的基礎(chǔ)，開展四代裂變反應(yīng)堆特種微型堆芯和安全分析及壽命預(yù)測(cè)技術(shù)、聚變等離子體物理與材料、偏濾器技術(shù)、輻射探測(cè)與防護(hù)技術(shù)、核設(shè)施退役及三廢治理技術(shù)、先進(jìn)粒子加速器技術(shù)、放射性同位素及藥品生產(chǎn)工藝等基礎(chǔ)理論和應(yīng)用研究。二是面向人民健康生活需要，結(jié)合四川產(chǎn)業(yè)發(fā)展特點(diǎn)，依托前述核科學(xué)設(shè)施技術(shù)優(yōu)勢(shì)，發(fā)展核醫(yī)療設(shè)備、核制藥等產(chǎn)業(yè)，培育核醫(yī)學(xué)成像設(shè)備等核醫(yī)療設(shè)備企業(yè)。三是開展先進(jìn)裂變堆與聚變堆總體及關(guān)鍵工程技術(shù)、高效可靠燃料技術(shù)、中高放射性廢物玻璃固化技術(shù)、新型核探測(cè)器及核電子技術(shù)、先進(jìn)核診斷和治療設(shè)備儀器、智能輻射檢測(cè)裝備及其他先進(jìn)核儀器儀表等設(shè)計(jì)與制造相關(guān)的基礎(chǔ)研究。

2.建設(shè)稻城天文科學(xué)城，打造國(guó)際一流水準(zhǔn)的天文、空間探測(cè)設(shè)施集群

基于四川稻城區(qū)位優(yōu)勢(shì)，在已建成的科學(xué)觀測(cè)設(shè)施基礎(chǔ)上，進(jìn)一步合理規(guī)劃，加大投入，形成天文觀測(cè)、空間探測(cè)的設(shè)施集群。一是重點(diǎn)推進(jìn)2.5米大視場(chǎng)高分辨率望遠(yuǎn)鏡、稻城太陽(yáng)觀測(cè)站和地基月球觀測(cè)系統(tǒng)建設(shè)，爭(zhēng)取12米口徑大型光學(xué)紅外望遠(yuǎn)鏡的落地，布置大型超高能伽馬源立體跟蹤裝置等高水平科學(xué)設(shè)施。二是圍繞稻城天文科學(xué)城的科學(xué)設(shè)施推進(jìn)稻城天文特色小鎮(zhèn)建設(shè)，建設(shè)宇宙極端環(huán)境模擬與宇宙線數(shù)字展示場(chǎng)館，結(jié)合高原生態(tài)自然風(fēng)光，建設(shè)稻城天文觀星基地，把稻城打造成國(guó)內(nèi)外天文愛好者觀星集結(jié)地，建成以大科學(xué)設(shè)施為核心，集科學(xué)研究、科普教育、特色旅游于一體的天文科學(xué)城，持續(xù)提升四川在國(guó)際上的科技影響力，推動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展〔21〕。

3.建設(shè)同步輻射光源、自由電子激光等公共實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，打造西部光子科學(xué)城

一是依托中科院光電所、四川大學(xué)、電子科技大學(xué)等高校院所在光學(xué)領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，以及綿陽(yáng)九院在加速器技術(shù)方面的優(yōu)勢(shì)，吸引國(guó)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的專家，在四川天府新區(qū)建設(shè)西部同步輻射光源、自由電子激光等先進(jìn)科學(xué)設(shè)施，為相關(guān)前沿科學(xué)探索提供條件，支撐四川省材料科學(xué)、生命制藥、環(huán)境科學(xué)、電子工業(yè)、石油工業(yè)、化學(xué)化工、生物工程等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，打造西部光子科學(xué)城，開展原創(chuàng)性基礎(chǔ)研究，推動(dòng)國(guó)家光子學(xué)發(fā)展邁向新的臺(tái)階。尤其是要依托光子科學(xué)城的先進(jìn)研究平臺(tái)，推動(dòng)四川省在新材料領(lǐng)域開展釩合金、鈦合金的高性能化及功能化新理論和新技術(shù)研究。依托西部光子科學(xué)城先進(jìn)公共實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，推動(dòng)四川省在化學(xué)化工領(lǐng)域發(fā)展。二是圍繞西部光子科學(xué)城，構(gòu)建光學(xué)科學(xué)與技術(shù)的創(chuàng)新生態(tài)鏈，通過(guò)設(shè)施溢出效應(yīng)，培育相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)和制造企業(yè)，構(gòu)造光子學(xué)領(lǐng)域科學(xué)研究和產(chǎn)業(yè)高地，帶動(dòng)上下游光學(xué)材料、器件系統(tǒng)集成技術(shù)和軟件行業(yè)發(fā)展，形成科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的良性互動(dòng)。重點(diǎn)圍繞加強(qiáng)光子結(jié)構(gòu)功能材料、數(shù)字光學(xué)新一代光刻技術(shù)等，攻克從設(shè)計(jì)到制造一系列高難度和高復(fù)雜度技術(shù)瓶頸，重點(diǎn)圍繞微納光子科學(xué)與工程、光子智能傳感網(wǎng)和生態(tài)大數(shù)據(jù)中心等開展系統(tǒng)集成和試驗(yàn)驗(yàn)證。

4.建設(shè)西部科學(xué)數(shù)據(jù)中心，支撐大科學(xué)設(shè)施高質(zhì)量科學(xué)產(chǎn)出

基于四川省大科學(xué)設(shè)施的總體規(guī)劃，建設(shè)西部科學(xué)數(shù)據(jù)中心，以在川建設(shè)的大科學(xué)設(shè)施為服務(wù)主體，匯集省內(nèi)其他重大科技創(chuàng)新平臺(tái)，促進(jìn)各學(xué)科交叉融合，為各領(lǐng)域科學(xué)家在川開展科學(xué)研究提供高效、可靠的存儲(chǔ)與計(jì)算條件與平臺(tái)支持，有力推進(jìn)大科學(xué)設(shè)施科學(xué)研究的技術(shù)融合、業(yè)務(wù)融合、數(shù)據(jù)融合；規(guī)范科學(xué)數(shù)據(jù)采集生產(chǎn)、加工整理和長(zhǎng)期保存，確保數(shù)據(jù)質(zhì)量；面向全球科學(xué)家、科研人員、工程技術(shù)人員提供標(biāo)準(zhǔn)化、可追蹤的高效數(shù)據(jù)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)研究以及面向用戶的多學(xué)科交叉研究和應(yīng)用目標(biāo)。同時(shí)利用已經(jīng)投入運(yùn)行的成都超算中心高性能計(jì)算力量，提高科學(xué)數(shù)據(jù)分析處理能力，促進(jìn)科學(xué)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為科學(xué)發(fā)現(xiàn)，推動(dòng)重大原創(chuàng)性科學(xué)成果加速涌現(xiàn)，最終實(shí)現(xiàn)“科學(xué)大腦”駐扎成都，“科學(xué)觸角”延伸到各學(xué)科領(lǐng)域、各高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。