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布局大科学装置群,创新之城如何落子

2019-05-11 19:57字体:

布局大科学装置群,创新之城如何落子深圳已规划建设9项重大科技基础设施,着力打造光明科学城等区域集群

位于深圳的国家基因库。 南方日报记者 朱洪波 摄

4月中旬,第十七届中国国际人才交流大会在深圳开幕。深圳市主要领导在大会致辞时表示,从去年起,深圳市每年安排不少于30%的财政科技专项经费用于基础研究和应用基础研究,同时积极争取和布局国家实验室、国家重点实验室、大科学装置,为一流人才的科研攻关和技术创新搭建更好的平台。

作为国内首屈一指的创新之都,深圳在创新发展方面取得的成就令人震撼。而另一方面,缺乏大科学装置等国家重大科研基础设施布局、基础和源头创新能力不足等依然是制约着深圳高质量发展的突出问题。

笔者注意到,最近几年,深圳市有关领导多次在公开场合表态,希望更多大科学装置在深圳布局,向各界释放出深圳将以打造大科学装置集群为切入点、努力服务粤港澳大湾区建设国际科技创新中心的决心和意愿。

深圳为什么要积极拥抱大科学装置?深圳哪些区域最有望建成大科学装置集群?和北京、上海等已经建成大科学装置集群的城市相比,深圳在建设大科学装置的目标路径上又有何不同?本期圳聚焦,我们重点梳理深圳在重大科技基础设施方面所做的布局,分析大科学装置之于深圳创新发展的深层意义。

●采写:崔璨 夏凡

1 提升城市发展能级

大科学装置是吸引人才的“磁石”

就像城市的公路桥梁等基建市政设施一样,大科学装置是基础研究、应用研究和科学发展必不可少的基础设施,是集聚全球高端创新资源的载体,也是体现基础科研能力的重要组成部分。

从国际上来看,发达国家均投入巨资建设各类大科学装置,如大家熟知的哈勃望远镜、欧洲核子研究中心的大型强子对撞机、美国的引力波实验装置、日本的超级神冈中微子探测器等,这些高达几十亿美元的投资,均带来了科学上的丰硕回报,包括近年来希格斯粒子的发现、引力波的发现等都和大科学装置密不可分。

而在国内,自20世纪80年代末的北京正负电子对撞机开始,我国已在上海、北京、合肥等城市陆续建成了一系列大科学装置,获得了一些具有重大国际影响的科学成果,其所在城市的科研实力和全球影响力也因大科学装置而得到增色。

反观深圳,早期产业多以加工贸易为主,科教资源并不丰富,也缺乏科学基础设施方面的投入,所以长期都没有被列入国家大科学装置建设的布局中。

“与北京、上海、合肥等科技中心城市主要由国家的大院大所来布局大科学装置不同,深圳主要是依靠产业发展和经济社会发展来倒逼大装置建设,这是两种不同的模式。”有专家认为,以大科学装置为牵引做好基础科学研究,从来带动应用科学研究的进步,进而促进产业的发展,吸引更多的科技公司聚集,促进整个城市发展能级的跃升。

另一方面,大科学装置的建设对一座城市吸引全球高端人才也有着重要的意义。中国科学院院士、中科院上海光学精密机械研究所所长李儒新表示:“科技人才评估一个城市是否适合发展,首先要看科研环境好不好,而科研环境很重要的一个因素就是区域内可以利用的科研设备有多少,大科学装置无疑是吸引科学家的‘磁石’。”相比北京、上海、合肥等已经形成大科学装置集群的城市,深圳在这方面的人才吸引力上还有待提高。

2 对标产业升级方向

布局9项重大科技基础设施

3月29日,鹏城实验室(深圳网络空间科学与技术广东省实验室)宣布与国家超级计算深圳中心开展合作,已经初步建成“云脑”“靶场”“云网”三大科学装置。其中,“云脑”是面向全国提供分布式人工智能基础设施,未来的计算能力预计可以达到1E ops,存储容量预计达到200PB,有望成为软硬件一体化的人工智能开源开放平台。

鹏城实验室初步建成的三大科学装置是深圳聚集具有全球影响力的科研机构,集中力量争取国家大科学装置布局的一个缩影。近年来,围绕建设更具国际竞争力的创新之都的目标,深圳重大科技基础设施、大装置的建设步伐不断加快。

笔者梳理深圳市重大科技基础设施布局建设方案发现,目前,深圳建成、在建和规划中的重大科技基础设施共有9项,分别是未来网络基础设施、深圳国家基因库、国家超级计算深圳中心、空间环境地面模拟装置深圳拓展设施、空间引力波探测地面模拟装置、脑模拟与脑解析设施、合成生物研究设施、多模态跨尺度生物医学成像装置,以及材料基因组平台。

其中,未来网络基础设施、深圳国家基因库、国家超级计算深圳中心已经建成。在未建成的项目中,脑模拟与脑解析设施、合成生物研究设施由中国科学院深圳先进技术研究院牵头建设,落户光明科学城,目前已经开工建设。

从所涉产业方向上来看,这9项重大科技基础设施涉及工业互联网、智能制造、物联网、AR/VR、航空航天、先进制造、电子信息、新能源、生物医药等多个产业领域,与深圳市重点发展的七大战略性新兴产业基本契合。

“选择大科学装置建设方向时,深圳应选择有产业基础的研究领域和成长性新兴产业,如大数据通信、人工智能、生物医药、新能源新材料领域等。同时,要好做摸底和分工,了解大湾区内其他城市的建设情况和实际需求。”深港科技合作促进会会长张克科说。

南方科技大学副教授唐斌对此表示赞同,“大科学装置在方向上要与产业对标,瞄准看得见的增长点。”他以脑模拟与脑解析设施为例,向笔者解释了大科学装置与产业对标的重要性。“深圳在建的脑模拟与脑解析设施将实现脑科学研究和脑疾病诊疗手段以及药物开发的跨越式发展,支撑大脑健康、类脑智能、无人系统等前沿基础研究和产业。”

3 营造大科学生态

多个区域有望建成大装置集群

2月18日,《粤港澳大湾区发展规划纲要》(以下简称《规划纲要》)正式印发。《规划纲要》将香港、澳门、广州、深圳四大中心城市定位为粤港澳大湾区区域发展的核心引擎,并提出建设国际科技创新中心。

粤港澳大湾区建设国际科技创新中心,需要依托先进的大科学基础设施群,集聚全球高端创新资源,营造大科学生态。“深圳若只有若干个大科学装置,没有形成集群效应,那将无法为国际科技创新中心建设提供持续性支撑。”张克科说。

大科学装置集群要怎么建?在唐斌看来,建好大科学装置集群最重要的是政府有决心、舍得投入。“建大科学装置本身很花钱,但这是一本万利的事,未来城市能够得到的提升和回报,远远比投入要多。”

张克科提醒,大科学装置的建设绝不能搞一窝蜂,必须要有人,还要有市场与之相连接。他建议深圳可围绕引进的核心专家,按照他们的需求进行专门配置。同时,将香港、深圳各大学和研究机构以及其他大企业大机构拥有的、可在空余时段共享的设备数据进行全方位的统计,建立共享开放机制。

在受访专家看来,纵观深圳各个区域的科技发展实力,以光明科学城等为代表的多个区域都有望建成大科学装置集群。

光明科学城规划面积约21平方公里,分为核心区、科教区、配套区、拓展区和光明小镇5个部分。目前拟规划建设5个大科学装置。

其中,核心区主要规划建设材料基因组、合成生物学等大科学装置以及交叉研究大楼、基础研究大楼、工程研究平台等;科教区主要规划建设中山大学深圳校区,这里布局了空间引力波探测地面模拟装置;拓展区主要为后期大科学装置、前沿交叉研究平台、世界知名科研机构集聚提供空间保障。

另一个重点片区是西丽湖国际科教城。

西丽湖国际科教城规划全域面积近60平方公里,包括石壁龙、燕清溪、白石岭三大片区。在这里,国家超级计算深圳中心(二期)等重大科技基础设施建设将继续推进,鹏城实验室、深圳湾实验室高标准建设,并支持北大生命健康科学研究院、深圳市量子科学与工程研究院等重大科研机构创新发展。同时,发挥盖姆石墨烯研究中心、格拉布斯研究院、中村修二激光照明实验室等诺奖科学家实验室作用,形成源头创新的战略支撑。

■观察眼

建大科学装置群

需“内外兼修”

一座城市要发展,少不了公路、铁路、供水供电设施。同样的,一个具有世界影响力的创新创意之都,也不能缺少大科学装置。否则,基础研究会寸步难行,科技创新会缺乏持续动能。

近年来,北京、上海、合肥、西安等科研资源富集城市纷纷加快大科学装置的筹建步伐,南京和杭州等城市也在跃跃欲试,深圳建设大科学装置可谓正当其时。尽管建设大科学装置需要大量、持续的资金投入和政策支持,人才、资源的积累也都必不可少。这对于仅仅40年,就从白纸上建起一座现代化国际化创新之都的深圳而言,应非难事。

当然,大科学装置建设绝非一日之功。纵观世界,日本筑波科学城、韩国大德科技园等科学中心都有很长的建设周期,往往需要20年以上才能见到成效。除了能力和决心,深圳还需要耐心和毅力。

未来,深圳大科学装置的名单会不断加长。然而,拥有几个大科学装置,就可以一劳永逸地解决基础研究薄弱的问题吗?答案是否定的。围绕大科学装置,深圳还必须看得更远、思考得更多。

在硬件上,大科学装置周边要拥有完善的配套设施,包括良好的交通、居住条件,方便要素的流动和聚集。在软件上,要有相应的大学学科建设、课题规划、产业协同导向、应用链营造等,让大装置能够建起来、用得上、用得好。

在科技创新领域发挥核心引擎功能,深圳在苦练内功的同时,不妨将目光跳出一城一市。立足国际视野,挖掘港澳的人才和大学资源,与大湾区范围内的其他大科学装置和科学城联动,充分调动全社会对基础研究的投入,共同为粤港澳大湾区国际科技创新中心建设贡献力量。

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