发展大科学设施，建设科技强国 在海拔 4410 米的海子山上，世界上海拔最高、规模最大、 灵敏度最好的超高能伽马射线探测装置“拉索”，搜寻着看不见、 摸不着的宇宙线； 在重峦叠嶂的喀斯特群山之间，500 米口径球面射电望远镜 “中国天眼”，仰望苍穹、远眺寰宇，将人类“视界”延伸到百亿光 年之外； 在地下 700 米深处，江门中微子实验在建的能量精度、规模 均世界领先的液体闪烁体探测器，可以将微弱的电信号放大1000 万倍，捕捉有“宇宙幽灵”之称的中微子…… 新时代以来，我国重大科技基础设施建设迎来快速发展期， 一批大科学设施建成运营，撬动关键技术突破，重大成果不断涌 现，培育了新兴产业集群，为科技强国建设和经济社会高质量发 展提供了坚实支撑。 “世界已经进入大科学时代，基础研究组织化程度越来越高， 制度保障和政策引导对基础研究产出的影响越来越大。”习近平 总书记非常关心我国大科学计划、大科学工程、大科学中心的建 设与发展，考察北京正负电子对撞机，强调真正把创新驱动发展 战略落到实处；致信祝贺“中国天眼”落成启用，殷切寄语参研队 伍高水平管理和运行好这一重大科学基础设施，早出成果、多出 成果，出好成果、出大成果；在上海张江科学城参观大科学设 施等展区，强调把科技创新摆到更加重要位置；参观国家“十三 五”科技创新成就展时，仔细观看散裂中子源、“慧眼”卫星等科 学装置的相关实物和模型，希望广大科技工作者坚定创新自信， 紧抓创新机遇，勇攀科技高峰，破解发展难题……在中央委员会 全体会议、中央政治局集体学习、中央人才工作会议等重要会议、 重要场合，总书记多次强调推动大科学计划、工程和中心建设， 为人才提供国际一流的创新平台。总书记的关心和指导，为我国 大科学设施的进一步建设与发展指明了方向。 一、大科学设施是科研利器 什么是大科学设施？简单地说，大科学设施是为进行大规模 科学研究而建造的大型设施，不仅包括大型实验设备装置本身， 还包括支持相关科学研究的支撑体系。其重要特点之一，即知识 创新、科学成果产出丰硕，技术溢出、人才集聚效应显著，通常 被认为是国家创新高地的核心要素。 为什么要发展大科学设施？随着科技的发展，人们通过规模 越来越大的科学装置拓展感知能力，远观越来越大、越来越远的 空间和宇宙，近察越来越小的物质结构和基本粒子，不断刷新原 来“大”、“小”的定义。这已成为科学研究和人类文明拓展的趋势 和方向。大科学设施的主要目标，就是为人类更好探索未知世界、 发现自然规律、提升研发能力、实现科技变革提供物质和系统支 持。 与其他设施不同，大科学设施具有鲜明的工程和科研双重属 性。它不同于一般的基础设施工程，其设计、研制、建造涉及大 量复杂技术和工艺，具有综合性、复杂性、先进性，甚至可能具 有唯一性。它也不同于基于通用设备的科研仪器中心或者平台， 不仅体量大、投资大、周期长，还需要自行设计研制专用设备， 通常需要国家统筹规划、布局和建设，通盘协调运行。 大科学设施既是国家基础设施的重要组成部分，也是国家创 新体系中具有强大研发能力的大型科研基地，已成为推动科技创 新、加快实现高水平科技自立自强的利器。大科学设施建设与运 行的高标准技术需求，使其往往成为国家科技实力、经济实力和 软实力的重要标志之一。 大科学设施依托高水平创新主体建设，面向社会开放共享并 提供长期运行服务。按照不同用途，一般分为以下几类。 一是专用基础设施，即为基础科学领域的重大科学目标而建 设的研究装置，如北京正负电子对撞机、全超导托卡马克核聚变 实验装置“人造太阳”、高海拔宇宙线观测站“拉索”、500 米口径 球面射电望远镜“中国天眼”等。这类设施科学目标明确具体，研 究内容、用户群体比较特定、集中。 二是公益基础设施，如我国最早的科技基础设施之一——长 短波授时系统，以及后来建成的中国遥感卫星地面站、中国西南 野生生物种质资源库等，主要为经济建设、社会发展、国家安全 提供基础数据和信息服务。 三是公共实验平台，主要为多学科领域的基础研究、应用研 究提供支撑性平台，例如上海光源、中国散裂中子源、强磁场 实验装置等。这类装置为多个领域的不特定用户提供实验平台和 测试手段，同时面向物理、材料、环境、地质、生物、制药、装 备制造等领域的基础科学前沿和产业应用，满足特定领域研发需 求。 四是专用技术平台，主要为某个特定领域、关键技术提供测 试和技术研发、验证平台，以及提供专业数据、研究手段和技术 服务，如燃气轮机试验装置、云平台技术测试等。近年来，为满 足国家经济社会发展和行业技术革新等需求，这类新科技基础设 施逐渐成为大科学设施的重要类型。 这 4 类大科学设施面向世界科技前沿、经济主战场、国家重 大需求和人民生命健康等需要，各有侧重、各有所长。 二、国内外大科学设施发展概况 新一轮科技革命会由哪些领域引领？再一次基础科学重大 突破会在哪一时刻来到？一个世纪以来，科学家们对这些问题有 不同的关注和考量，但共识之一，是认为无论未来通往何方，要 成功打开一扇扇科技之门，向科技的更广维度和更深层次进军， 需要在已有的科学体系基础上，开发更高能量、更大密度、更高 强度的极限研究条件，建设功能强大的科学设施。 20 世纪三四十年代，世界各科技强国开始重视并着手建设 重大科技基础设施。例如，美国在高能物理、天文、能源、生态 环境、信息科技等领域布局一批性能领先的大科学设施，包括先 进光子源（APS）、激光干涉引力波天文台（LIGO）、韦伯太空 望远镜（JWST）、深地中微子实验（DUNE，建设中）等。这些 大科学设施催生了发现引力波等一系列重大科学成果和相关核 心技术。英、德、法等国家在能源、材料、生命健康、资源环境 等多个领域，布局建设数量众多的科学研究设施。为整合资源， 提高整体竞争力，欧盟国家联合建设一批国际领先的大科学设施， 如欧洲同步辐射装置（ESRF）、大型强子对撞机（LHC）、欧洲 X 射线自由电子激光、欧洲散裂中子源（ESS，建设中）等。这些 设施让欧洲在相关领域保持了科技领先优势。 1956 年 12 月，我国颁布第一个长期科技发展规划—— 《1956—1967 年科学技术发展远景规划》。在这一规划指导下， 围绕“两弹一星”的研制，我国布局建设一些科学研究设施，如点 火中子源、实验性重水反应堆、材料试验反应堆、小型加速器等。 这些是我国重大科技基础设施的雏形。20 世纪 60 年代，我国