国内外综合性科学中心建设的借鉴与启示

□文/杨 瑾 杭州市科技信息研究院

综合性国家科学中心是国家科技领域竞争的重要平台，是国家创新体系的“明珠”。综合性国家科学中心是依托先进的国家重大科技基础设施群建设，支持多学科、多领域、多主体、交叉型、前沿性研究，代表世界先进水平的基础科学研究和重大技术研发的大型开放式研究基地。

建设综合性国家科学中心能够提升我国在全球科技竞争中的话语权。综合性国家科学中心有助于汇聚世界一流的科学家，弥补在原始创新能力上的短板，解决一批“卡脖子”的重大科学难题和前沿科技瓶颈，提升我国在交叉前沿领域的源头创新能力和科技综合实力，代表国家在更高层次上参与全球科技竞争与合作。

建设综合性国家科学中心能够促进区域经济持续健康增长。综合性国家科学中心是以科学研究和技术创新为主、以生产制造为辅的全链条式创新体系，目的是突破一批重大科学难题和前沿科技瓶颈，进而引发颠覆性技术的突破和带动新兴产业成长，产生区域和城市创新的“连锁效应”，有力地推动经济持续健康增长。

建设综合性国家科学中心能够推动科技创新领域体制改革。综合性国家科学中心是大科学装置最为集中且全面开放的地区，通过与大科学装置关联度高的前沿交叉平台与工程技术平台的设立，促进研究内容与研究手段衔接更为紧密，促进科学技术与经济高度融合，推动协同创新、开放创新和集成创新。

■世界著名的国家实验室发展路径

综合性国家科学中心并非新生事物，雏形早就有迹可循。美国橡树岭、英国卢瑟福·阿普尔顿、日本筑波等国家实验室或科学城都是世界上首屈一指的大科学研究中心，它们都是各国科研与创新的尖兵，在一定的区域内高度集聚基础研究平台，主要从事基础和应用研究，并开展跨领域的多学科交叉研究，攻克人类面临的最严峻的科学难题。

我国的综合性国家科学中心是借鉴国外的国家实验室和科学城发展模式并进行中国化的产物，核心目的是弥补我国基础研究部门分散、未能发挥创新引领作用等问题。但在功能上更强调其综合性和经济效能，包括“基础研究——应用研究——成果转化——小试中试——产业化”的完整创新链，规模是国外大科学中心的数十倍。

美国橡树岭国家实验室

美国橡树岭国家实验室（OakRidgeNational Laboratory，ORNL）是美国能源部所属的一个大型国家实验室，成立于1943年，最初是作为美国曼哈顿计划的一部分，以生产和分离铀和钚为主要目的建造的，原称克林顿实验室。2000年后由田纳西大学和Battelle纪念研究所共同管理。

ORNL是一个大型综合性研究基地，拥有众多的重要科学研究设施，建设了新的纳米材料科学中心、基因科学中心、每秒进行40*1012次计算的世界上最大的超级计算机中心等，其任务是开展前沿基础研究及技术应用开发，增强美国在国际科学领域的领先地位。ORNL目前主攻的前沿研究主要涉及先进计算、先进材料、生物系统、能源科学、纳米技术、国家安全、中子科学等领域。

英国卢瑟福·阿普尔顿实验室

英国卢瑟福·阿普尔顿实验室（RutherfordAppletonLaboratory，RAL）是一个多学科、综合性的大型国家实验室，位于英国的牛津郡，它的历史可以追溯到1921年。卢瑟福·阿普尔顿实验室由多个实验室陆续合并而成，是国际著名的多学科应用研究中心，拥有中心激光装置（CLF）、空间科学与技术研究装置、中心微型结构装置、Chilbolton气象雷达观测站、能源研究装置、无线电通信研究装置、分子谱研究装置等多个领域的大型实验设施。RAL的发展历程充分显示了英国政府在依托大科学装置形成大型科学基地，以提高国家整体的创新能力方面的前瞻性理念。

RAL与其所在的哈维尔科学园形成了相互促进共同发展的良性关系。一方面，实验室的发展带动了整个科学园区技术水平的提升，以世界一流的研究水平和过硬的硬件设施，吸引其他新科学机构在此建立。科学园区引进各类科研机构入驻，拓宽了区域内部的研究领域，无形中形成集聚效应，打下了扎实的跨学科研究的基础，推动了实验室的发展。另一方面，伴随着科学园区从单纯为科学研究提供服务的实验平台转型为一个创新创业孵化园区，RAL与企业的联系也越来越紧密。

日本筑波科学城

日本筑波（Tsukuba）科学城位于茨城县的南部，以筑波研究学园城市而闻名。筑波科学城始建于1963年，它的设立开创了科学工业园区建设的新模式，主要着眼于科学发展与研究，时刻关注着国外城市的规划和科技发展。筑波科学城集中了数十个高级研究机构和两所大学，并以设备精良、人才众多、研究基础雄厚著称。

筑波科学城现为日本最大的科学中心和知识中心，拥有一大批包括宇宙研究中心、工业试验研究中心、农业科研实验中心、灵长类试验站及高空气象台等重要的科学创新载体，全日本40%的国家级研究所聚集于此。筑波科学城汇聚了2.2万名顶尖科研人才，吸引了大批微电子、新材料、生物工程企业，近年来在生物医药、环境保护、新型材料、先进制造等领域布局了一大批重大工程项目。

■我国综合性国家科学中心的建设路径

目前，国家已批复上海张江、安徽合肥、北京怀柔、粤港澳大湾区四个综合性国家科学中心（见表1）。

表1 四大综合性国家科学中心基本情况

上海张江综合性国家科学中心

2016年2月，上海张江综合性国家科学中心获批，成为我国第一个综合性国家科学中心。

上海张江综合性国家科学中心是我国科技创新的一个新高地，也是上海建设具有全球影响力科技创新中心的核心内容。上海张江综合性国家科学中心以张江科学城为建设核心，从四个方面着手搭建了综合性国家科学中心的主要架构。一是建设一个大科学装置群，建立了上海光源、国家蛋白质科学研究（上海）设施、超强超短激光实验装置等大科学装置，支撑各领域的前沿创新研究。二是培育和吸引全球顶尖创新资源

汇聚张江，加快张江实验室、李政道研究所、国际人类表型组创新中心等高端创新平台的建设步伐，推动上海科技大学、复旦大学、中国科学院在张江进行布局，面向国内外引进高水平科技创新人才，形成支撑国家科学中心发展的创新资源“蓄水池”。三是组织推动一批大型科技行动计划，主攻光子科学与技术、计算科技、类脑智能、纳米科技、能源科技、生命科学等研究方向，积极组织、主导、参与全球科技竞争与合作计划。四是探索建立由理事会主导的综合性国家科学中心组织管理新制度，下设管理中心和基金会，推动首席科学家示范制度，加大全市大科学装置的开放共享。

合肥综合性国家科学中心

2017年1月，合肥综合性国家科学中心获批。合肥综合性国家科学中心的建设主要依托中国科学院合肥物质科学研究院和中国科学技术大学，聚焦能源、信息、生命、环境四大领域，解决重大科学问题、提升原始创新能力、催生变革性技术。

合肥综合性国家科学中心明确了加强核心层、中间层、外围层和联动层四个层级建设，统筹基础研究、前沿高新技术、战略性工程技术，形成一批支撑创新发展的技术产业成果。一是建立核心层，核心层是建设科学中心的核心力量和基础支撑，争创量子信息科学国家实验室，提升中国超导托卡马克实验装置等已有大科学装置的性能和开放度，加快中国聚变工程实验堆、合肥先进光源等大科学装置的建设，使其成为科学中心的核心力量。二是搭建中间层，充分发挥地方政府的积极性，以中国科学技术大学、中国科学院合肥物质科学研究院、合肥工业大学等高校与科研单位为依托，力争建设世界一流的创新型大学和研发机构。提升现有公共技术研发平台的创新能力，并支持新建一批前沿交叉研究平台和共性技术研发平台。三是构建外围层，以促进地方经济社会发展为目标，以中国科学技术大学先进技术研究院、中国科学院合肥技术创新工程院等高端技术创新平台为基础，围绕产业链布局创新链，攻关突破一批关键前沿共性技术。四是建立联动层，组织实施大型科技行动计划。以大科学装置为基础，将前三个层级紧密联系，协同创新，启动量子通信与量子计算机研究等重大科研专项。

北京怀柔综合性国家科学中心

2017年5月，北京怀柔综合性国家科学中心获批。北京怀柔综合性国家科学中心是以代表国家水平、体现国家意志、承载国家使命的高起点战略定位，即面向世界科技前沿和国家重大需求，引领世界科技发展新方向，建设世界级原始创新战略高地。

北京怀柔综合性国家科学中心依托首都创新资源的综合优势，以怀柔科学城为建设核心，聚焦物质科学、空间科学等六大前沿科学领域的基础研究和原始创新。一是布局大科学装置，集成一流创新资源。加快建设综合极端条件实验装置、地球系统数值模拟装置、高能同步辐射光源等国际领先的大科学装置，为前沿科技创新提供基础支撑。二是建设一批前沿性的交叉研究平台，包括材料基因组平台、先进光源技术研发与测试平台、清洁能源材料测试诊断与研发平台和先进载运和测量技术综合实验平台等，打造多类型、多层次、协作支撑的国家重大科技基础设施集群。三是聚焦三大科学领域，力争实现关键技术的突破。以大科学装置与交叉研究平台为基础，以物质科学实验室和空间科学实验室为依托，开展物质科学、空间科学、地球科学三大科学领域的基础研究，在核心关键技术突破上攻坚克难，在世界科技竞争中赢得先机。四是打造我国最高科技水平的科学研究和人才聚集高地。培养和引进一批国际高端人才入驻科学中心，构建国际化的、适应科研人才居住的国际人才社区，按照“产城融合、职住均衡”的原则,强化配套服务，为高层次人才提供便利。

粤港澳大湾区综合性国家科学中心

2019年2月18日，中共中央、国务院印发了《粤港澳大湾区发展规划纲要》，提出将粤港澳大湾区打造成为“具有全球影响力的国际科技创新中心”。2021年3月，国家“十四五”规划纲要提出：加强粤港澳产学研协同发展，完善广深港、广珠澳科技创新走廊和深港河套、粤澳横琴科技创新极点“两廊两点”架构体系，推进综合性国家科学中心建设。

深圳是粤港澳大湾区综合性国家科学中心的主阵地，主要以光明科学城为核心通过四个方面加快建设。一是牢牢抓住大科学装置建设这个“牛鼻子”。加快合成生物研究、脑解析与脑模拟、材料基因组、精准医学影像大设施等大科学装置建设，为各领域的前沿研究提供支撑。二是集聚创新平台，加速构建全链条的创新生态。加快建设鹏城实验室和深圳湾实验室，在生命科技领域布局建设合成生物学研究平台、脑认知功能图谱与类脑智能交叉研究平台、精准医学与大数据前沿交叉平台等一批前沿交叉平台。布局中山大学·深圳、中科院深圳理工大学等两所研究型大学，致力于在人工智能、网络空间安全、生物医药领域实现重大突破。三是引进全球高端创新人才和团队，打造具有全球竞争力的创新人才高地。建立健全高水平人才引进管理机制，推行精准引才创新举措，加大柔性引才力度，集聚全球优秀人才和创新团队。四是加强区域开放合作，构筑国际协同创新枢纽。协调推动“光明科学城—松山湖科学城”融合发展，强化与南沙科学城、深港科技创新合作区联动协同发展，建设粤港澳科技创新共同体。

■建设杭州综合性科学中心的启示和建议

《浙江省国民经济和社会发展“十四五”规划和2035年远景目标的建议》明确提出，以杭州城西科创大走廊为主平台建设创新策源地，打造综合性国家科学中心和区域性创新高地。杭州也将“争创综合性国家科学中心”列入了“十四五”规划目标。杭州创建综合性国家科学中心，是提升全市源头创新能力、争当浙江高质量发展建设共同富裕示范区城市范例的有效途径。

加强顶层设计，高起点推动科学城规划建设

综合性国家科学中心的建设是一项系统性、延续性的工作，杭州应统筹协作、谋全抓细做好顶层设计和整体布局。加强省市联动、各部门协作，建立高效常态的沟通联系机制，形成齐心协力、上下一致的工作局面。

科学城是建设综合性国家科学中心的核心承载区，高端创新资源集聚，对国家科学中心的战略发展起着举足轻重的支撑作用。杭州目前虽有南湖科学城、钱塘科学城等规划，但尚未真正按照科学城的要求进行规划建设，应参照上海、合肥、北京等地的做法，立足杭州现状与定位，高起点推动两个科学城的规划设计与空间布局，明确其作为杭州创建综合性国家科学中心核心承载区的功能定位，根据规划制定详尽具体的措施，充分发挥战略支撑作用。

打造大科学装置群，布局一批前沿交叉平台

国外大科学研究中心及我国四个已批复的综合性国家科学中心，无一例外均拥有一批世界一流的重大科技基础设施和国家重点实验室、国家重点工程技术中心等集群，以此提高前沿科技研发的竞争优势，为前沿科技创新提供基础支撑。

目前杭州在大科学装置方面是“1+1”布局，即在建的浙大“超重力离心模拟与实验装置”及已于2021年12月获批的北航“超高灵敏量子极弱磁场和惯性测量装置”，对比北京、上海等地，存在明显短板。杭州应对标各兄弟城市，加快布局建设大科学装置群，构建一批聚集国际优势科技资源的前沿交叉平台。围绕数字经济、生物医药、海洋科学等领域，依托浙江大学、之江实验室、中国科学院肿瘤与基础医学研究所、海洋二所等高校与科研院所，推进大科学装置建设培育；聚焦国家重大需求和新兴交叉前沿领域，积极推进前沿交叉平台建设落地。加快推进超高灵敏量子极弱磁场和惯性测量装置、新一代工业互联网系统信息安全大型实验装置、多维智能感知科学装置等现有重大科技基础设施（装置）项目建设。积极谋划新一代工业控制系统装置、量子精密测量与传感系统、重离子肿瘤精准治疗装置等重大科技基础设施（装置）前瞻布局。

促进产学研深度融合创新，构建全过程创新生态链

中科院、“双一流”大学等创新资源是创建综合性国家科学中心的“硬杠杠”，产学研融合形成创新合力，开展基础性、前瞻性研究，是提升原始创新能力的有效途径。作为我国智力资源最为集中的最高学术机构，中科院发挥的智力资源优势将为创建综合性国家科学中心提供强有力的支持。杭州引进了中科院肿瘤与基础医学研究所、国科大杭州高等研究院，但与北京、上海、合肥、南京等地相比，存在较大的差距。

杭州应进一步促进产学研深度融合创新，以浙江大学、中科院肿瘤与基础医学研究所的基础研究为依托，将其与应用研究、产业化对接融通，推动杭州创新竞争力整体提升。借鉴深圳的实践经验，立足新发展阶段、构建新发展格局，不断增强自主创新“硬核”能力，构建“基础研究+技术攻关+成果产业化+科技金融+人才支撑”全过程创新生态链，在重要科技领域实现跨越发展，力争在原始创新上取得新突破。