自創(chuàng)科研實驗設備，掌握科技進步

110多年來，約1/3的諾貝爾物理學和化學獎獎給了那些在發(fā)展科學實驗設備或測量方法方面有杰出貢獻的科學家。中國科學院院士楊國楨說：“掌握了最先進的科學實驗設備研發(fā)技術，就掌握了科技發(fā)展的主動權。”

沒有原創(chuàng)性科研實驗設備，很難產(chǎn)生開創(chuàng)性成果，也很難掌握科技核心技術。

今年年初，由中國科學院院士薛其坤領銜的科研團隊在實驗中首次發(fā)現(xiàn)量子反常霍爾效應。在這一重要發(fā)現(xiàn)的實驗中，許多關鍵部件都是科研團隊自己設計、集成的。

所謂原創(chuàng)性科研實驗設備，就是指目前世界上還沒有的、科學需求目標明確的科學研發(fā)實驗設備工具。薛其坤說：“科研實驗設備對科學的進步有重要作用，不少重大科學發(fā)現(xiàn)都是科學家們在提高設備性能或研制新原理設備的過程中發(fā)現(xiàn)的。科學發(fā)展到今天，再想取得重大進步變得越來越困難。想得到創(chuàng)新性的成果，往往需要自己對買來的商用設備進行改造、升級等，或者研制出全新的技術或設備，使實驗提升到一個新的高度。”

在中科院過程工程研究所“多相復雜系統(tǒng)國家重點實驗室”，有一間虛擬的“小型工廠”——小型鍋爐、冶金爐、復雜的管道、管道中不停翻滾的流體……這間“小型工廠”是整齊排列的超級計算機產(chǎn)生的虛擬現(xiàn)實。

“這套超級計算機系統(tǒng)，已為近10家世界500強企業(yè)提供模擬計算服務。”葛蔚研究員介紹，不僅如此，這套系統(tǒng)還能輔助解決物理、化學和生命科學領域等基礎研究問題，甚至可以模擬人類現(xiàn)代技術還無法實現(xiàn)的科學實驗，如精細地描述完整的病毒結構的演化過程等。

這是我國科學家為了解決科學問題，自主研發(fā)的科研實驗設備設備，有力地促進了我國在“介尺度科學”這一新興科研領域的進展，在國際學界引起廣泛關注。

沒有創(chuàng)新的科研實驗設備，就很難產(chǎn)生開創(chuàng)性成果，發(fā)現(xiàn)別人沒有發(fā)現(xiàn)的問題。道理很簡單：用現(xiàn)成的設備，即使做得再好、再精細，即使文章發(fā)表在國際一流的學術期刊，也大多是對已有成果的補充和拓展，科研就會始終徘徊在跟蹤、模仿階段。

國家自然科學基金委員會原主任陳宜瑜院士說：“現(xiàn)代科技的重大突破越來越依靠科研實驗設備的進步，特別是基于新原理的科研實驗設備的創(chuàng)新性發(fā)展。”

　  是什么制約了我國原創(chuàng)性科研實驗設備研發(fā)

今天，我國科學技術已發(fā)展到由跟蹤到引領的拐點，原創(chuàng)性科研實驗設備的研發(fā)是實現(xiàn)跨越式發(fā)展的關鍵。現(xiàn)在，我國也具備了這種研發(fā)能力，但是什么制約了研發(fā)的腳步呢？

原創(chuàng)思想之“少”。科學實驗設備畢竟只是一種工具，其根源還在于原創(chuàng)性科學思想的缺乏。中科院院士郭光燦曾說：“國外只要有人提出新的想法，我們很快就可以跟上并超越他們，但要做出領先的原創(chuàng)，我們還有一定距離。”原創(chuàng)性的科學思想較少，這固然與我國科學技術所處的發(fā)展階段有關，也與缺乏學術自信、缺乏承擔失敗的勇氣、缺乏積累有關。

合作創(chuàng)新之“難”。現(xiàn)在原創(chuàng)性的科學思想往往出現(xiàn)在交叉領域，科學實驗設備的研發(fā)，特別是大科學裝置的研發(fā)，更需要不同領域科學家的合作創(chuàng)新。但目前科研體制中，不同學科之間、各學術機構之間還存在條塊分割的情況，缺乏合作的頂層設計和指導。當然還有一個更現(xiàn)實的問題：一個項目，誰來做主導？出了成果，誰排在第一位？不止一位科學家道出合作之難。

技術人才之“缺”。科學家的想法要通過技術人員來實現(xiàn)，原創(chuàng)性科研實驗設備往往是特別“定制”的單型號“孤品”。很少有企業(yè)會承擔這種“定制”任務，一是覺得科學家們的要求很“怪異”；二是單做的話成本太高。因此，原創(chuàng)性科研實驗設備的研發(fā)需要一支特殊的技術人才隊伍。以中科院為例，原來幾乎每個研究所都有專門的技術人員，甚至是加工廠。如今，這支隊伍實力大不如前，技術人才的嚴重匱乏，已經(jīng)制約了科研實驗設備的研發(fā)。

在采訪中，不少科學家表示，我國現(xiàn)行的科研管理體制也在某種程度上阻礙了創(chuàng)新性科研實驗設備設備的研發(fā)。有科學家表示：“現(xiàn)在科研經(jīng)費的使用偏重于項目支持，一個科研項目大概3~5年就必須結題了，但設備設備的研制要進行長時間的技術積累。因此，在項目驅(qū)動的科研經(jīng)費劃撥模式下，科研人員不太可能潛心技術研發(fā)。”

原創(chuàng)性科研實驗設備研發(fā)需多方努力

“像我這個年紀的人，都是從30多歲才開始真正接觸到世界先進的科研水平，以前原創(chuàng)性科研實驗設備設備研發(fā)不夠，與我國科學發(fā)展所處的階段有關。”薛其坤說，“隨著科研水平的提高、科技人員隊伍的壯大，已經(jīng)有越來越多的人瞄準了更高的目標。”

的確，發(fā)改委、財政部、教育部、科技部等部門都設立了科研實驗設備設備研發(fā)的相關計劃和專項。特別是國家自然科學基金委員會專門設立了“國家重大科研實驗設備設備研制專項”，就是要“鼓勵和培育具有原創(chuàng)性思想的探索性科研實驗設備研制，著力支持原創(chuàng)性重大科研實驗設備設備研制，為科學研究提供更新穎的手段和工具”。2012年度，這一專項的資助金額達到10億元。

打破管理條塊分割、促進各研究機構協(xié)同創(chuàng)新，也成為新一輪科研體制改革的重頭戲。日前，中科院對院機關科研管理體系進行了重大改革，在科研業(yè)務管理方面，取消了按領域劃分的資源環(huán)境、生命科學的專業(yè)司局，代之以前沿科學與教育局、重大科技任務局、科技促進發(fā)展局。中科院院長白春禮坦言：“把研究所按條塊劃分給業(yè)務局聯(lián)系和管理，把經(jīng)費切塊分配給各業(yè)務局，必然帶來經(jīng)費分配、項目組織等管理權限和利益性考量上的問題。”

不少科學家也都提到，解決原創(chuàng)性科研實驗設備設備研發(fā)的種種“難”與“缺”，關鍵是要改革與完善科研評價體制。“比如缺少原創(chuàng)學術思想這一點。提出原創(chuàng)性的科學思想有很大的失敗風險，也需要相當長的時間去發(fā)展和驗證。可現(xiàn)在的科研評價體制，根本不容失敗。”也有科學家表示：“按目前科研機構的評價標準，技術人才的上升空間比較小、待遇也比較低。所以，要想建立一支隊伍，就必須認真考慮對不同人才的評價方式。”