我國原創(chuàng)科研儀器研發(fā)的“難”與“缺”
110多年來,約1/3的諾貝爾物理學(xué)和化學(xué)獎(jiǎng)獎(jiǎng)給了那些在發(fā)展科學(xué)儀器或測量方法方面有杰出貢獻(xiàn)的科學(xué)家。中國科學(xué)院院士楊國楨說:“掌握了最先進(jìn)的科學(xué)儀器研發(fā)技術(shù),就掌握了科技發(fā)展的主動(dòng)權(quán)。”
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/170213.htm今年年初,由中國科學(xué)院院士薛其坤領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)中首次發(fā)現(xiàn)量子反?;魻栃?yīng)。在這一重要發(fā)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)中,許多關(guān)鍵部件都是科研團(tuán)隊(duì)自己設(shè)計(jì)、集成的。
所謂原創(chuàng)性科研儀器,就是指國際上還沒有的、科學(xué)需求目標(biāo)明確的科學(xué)工具。薛其坤說:“科研儀器對科學(xué)的進(jìn)步有重要作用,不少重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)都是科學(xué)家們在提高儀器性能或研制新原理儀器的過程中發(fā)現(xiàn)的。科學(xué)發(fā)展到今天,再想取得重大進(jìn)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儀器進(jìn)行改造、升級等,或者研制出全新的技術(shù)或儀器,使實(shí)驗(yàn)提升到一個(gè)新的高度。”
沒有原創(chuàng)性科研儀器,很難產(chǎn)生開創(chuàng)性成果
在中科院過程工程研究所“多相復(fù)雜系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”,有一間虛擬的“小型工廠”——小型鍋爐、冶金爐、復(fù)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(jì)算機(jī)產(chǎn)生的虛擬現(xiàn)實(shí)。
“這套超級計(jì)算機(jī)系統(tǒng),已為近10家世界500強(qiáng)企業(yè)提供模擬計(jì)算服務(wù)。”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(xué)和生命科學(xué)領(lǐng)域等基礎(chǔ)研究問題,甚至可以模擬人類現(xiàn)代技術(shù)還無法實(shí)現(xiàn)的科學(xué)實(shí)驗(yàn),如精細(xì)地描述完整的病毒結(jié)構(gòu)的演化過程等。
這是我國科學(xué)家為了解決科學(xué)問題,自主研發(fā)的科研儀器設(shè)備,有力地促進(jìn)了我國在“介尺度科學(xué)”這一新興科研領(lǐng)域的進(jìn)展,在國際學(xué)界引起廣泛關(guān)注。
沒有創(chuàng)新的科研儀器,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)成的儀器,即使做得再好、再精細(xì),即使文章發(fā)表在國際一流的學(xué)術(shù)期刊,也大多是對已有成果的補(bǔ)充和拓展,科研就會(huì)始終徘徊在跟蹤、模仿階段。
國家自然科學(xué)基金委員會(huì)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儀器的進(jìn)步,特別是基于新原理的科研儀器的創(chuàng)新性發(fā)展。”
是什么制約了我國原創(chuàng)性科研儀器研發(fā)
今天,我國科學(xué)技術(shù)已發(fā)展到由跟蹤到引領(lǐng)的拐點(diǎn),原創(chuàng)性科研儀器設(shè)備的研發(fā)是實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展的關(guān)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”??茖W(xué)儀器畢竟只是一種工具,其根源還在于原創(chuàng)性科學(xué)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(lǐng)先的原創(chuàng),我們還有一定距離。”原創(chuàng)性的科學(xué)思想較少,這固然與我國科學(xué)技術(shù)所處的發(fā)展階段有關(guān),也與缺乏學(xué)術(shù)自信、缺乏承擔(dān)失敗的勇氣、缺乏積累有關(guān)。
合作創(chuàng)新之“難”?,F(xiàn)在原創(chuàng)性的科學(xué)思想往往出現(xiàn)在交叉領(lǐng)域,科學(xué)儀器的研發(fā),特別是大科學(xué)裝置的研發(fā),更需要不同領(lǐng)域科學(xué)家的合作創(chuàng)新。但目前科研體制中,不同學(xué)科之間、各學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)之間還存在條塊分割的情況,缺乏合作的頂層設(shè)計(jì)和指導(dǎo)。當(dāng)然還有一個(gè)更現(xiàn)實(shí)的問題:一個(gè)項(xiàng)目,誰來做主導(dǎo)?出了成果,誰排在第一位?在采訪中,不止一位科學(xué)家道出合作之難。
技術(shù)人才之“缺”??茖W(xué)家的想法要通過技術(shù)人員來實(shí)現(xiàn),原創(chuàng)性科研儀器往往是特別“定制”的單型號“孤品”。很少有企業(yè)會(huì)承擔(dān)這種“定制”任務(wù),一是覺得科學(xué)家們的要求很“怪異”;二是單做的話成本太高。因此,原創(chuàng)性科研儀器的研發(fā)需要一支特殊的技術(shù)人才隊(duì)伍。以中科院為例,原來幾乎每個(gè)研究所都有專門的技術(shù)人員,甚至是加工廠。如今,這支隊(duì)伍實(shí)力大不如前,技術(shù)人才的嚴(yán)重匱乏,已經(jīng)制約了科研儀器的研發(fā)。
在采訪中,不少科學(xué)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)新性科研儀器設(shè)備的研發(fā)。有科學(xué)家表示:“現(xiàn)在科研經(jīng)費(fèi)的使用偏重于項(xiàng)目支持,一個(gè)科研項(xiàng)目大概3~5年就必須結(jié)題了,但儀器設(shè)備的研制要進(jìn)行長時(shí)間的技術(shù)積累。因此,在項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的科研經(jīng)費(fèi)劃撥模式下,科研人員不太可能潛心技術(shù)研發(fā)。”
原創(chuàng)性科研儀器研發(fā)需多方努力
“像我這個(gè)年紀(jì)的人,都是從30多歲才開始真正接觸到世界先進(jìn)的科研水平,以前原創(chuàng)性科研儀器設(shè)備研發(fā)不夠,與我國科學(xué)發(fā)展所處的階段有關(guān)。”薛其坤說,“隨著科研水平的提高、科技人員隊(duì)伍的壯大,已經(jīng)有越來越多的人瞄準(zhǔn)了更高的目標(biāo)。”
的確,發(fā)改委、財(cái)政部、教育部、科技部等部門都設(shè)立了科研儀器設(shè)備研發(fā)的相關(guān)計(jì)劃和專項(xiàng)。特別是國家自然科學(xué)基金委員會(huì)專門設(shè)立了“國家重大科研儀器設(shè)備研制專項(xiàng)”,就是要“鼓勵(lì)和培育具有原創(chuàng)性思想的探索性科研儀器研制,著力支持原創(chuàng)性重大科研儀器設(shè)備研制,為科學(xué)研究提供更新穎的手段和工具”。2012年度,這一專項(xiàng)的資助金額達(dá)到10億元。
打破管理?xiàng)l塊分割、促進(jìn)各研究機(jī)構(gòu)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(jī)關(guān)科研管理體系進(jìn)行了重大改革,在科研業(yè)務(wù)管理方面,取消了按領(lǐng)域劃分的資源環(huán)境、生命科學(xué)的專業(yè)司局,代之以前沿科學(xué)與教育局、重大科技任務(wù)局、科技促進(jìn)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(wù)局聯(lián)系和管理,把經(jīng)費(fèi)切塊分配給各業(yè)務(wù)局,必然帶來經(jīng)費(fèi)分配、項(xiàng)目組織等管理權(quán)限和利益性考量上的問題。”
不少科學(xué)家也都提到,解決原創(chuàng)性科研儀器設(shè)備研發(fā)的種種“難”與“缺”,關(guān)鍵是要改革與完善科研評價(jià)體制。“比如缺少原創(chuàng)學(xué)術(shù)思想這一點(diǎn)。提出原創(chuàng)性的科學(xué)思想有很大的失敗風(fēng)險(xiǎn),也需要相當(dāng)長的時(shí)間去發(fā)展和驗(yàn)證。可現(xiàn)在的科研評價(jià)體制,根本不容失敗。”也有科學(xué)家表示:“按目前科研機(jī)構(gòu)的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),技術(shù)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(duì)伍,就必須認(rèn)真考慮對不同人才的評價(jià)方式。”
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