我国四大综合性国家科学中心的建设路径及思考

文/曹方 王楠 何颖（中国电子信息产业发展研究院）

我国《国民经济和社会发展“十三五”规划纲要》确定了综合性国家科学中心的内核是以大科学设施为基础支撑开展基础研究和原始创新。目前，我国已批准建设的四大综合性国家科学中心，根据自身资源禀赋和功能定位，选择了符合自身条件且各具特色的发展路径。《“十三五”国家科技创新规划》明确了综合性国家科学中心必须以已建成并形成一定集聚度的国家重大科技基础设施为支撑。

面向世界科技前沿，国务院印发《关于全面加强基础科学研究的若干意见》，科技部等有关部门发布实施《加强“从0到1”基础研究工作方案》《新形势下加强基础研究若干重点举措》；面向“十四五”，我国紧紧围绕构建新发展格局发挥科技创新的战略支撑作用，通过应用驱动倒逼基础研究，真正解决经济社会发展的重大科技问题；面向中长期，我国将加强国家科学中心的系统性布局，全面加强基础研究和应用基础研究。

一、上海张江综合性国家科学中心

2016年2月，由上海市主导，中国科学院和部属重点高校主要参与建设的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的建设是加快推动上海成为具有全球影响力科技创新中心的关键核心任务，是代表世界一流水平大科学装置群的集聚地，是交叉前沿科技领域实现原创性突破的策源地，是我国提升全球科技竞争力和跻身创新型国家前列的重要支撑地。

上海张江综合性国家科学中心从四个方面入手有力有序加快建设，搭建了综合性国家科学中心的基础架构（见表1）。一是建立了上海光源、超强超短激光实验装置、软X射线自由电子激光用户装置、量子通信等大科学装置，支撑物理、材料、生命等领域的重大原始创新。二是组织推动了一批大科学行动计划，目前正在进行的有类脑智能科技行动计划、能源领域科技行动计划、纳米科技行动计划等，旨在前沿交叉领域实现重大原创性突破。三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”。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。

表1 上海张江综合性国家科学中心建设情况

二、安徽合肥综合性国家科学中心

2017年1月，由安徽省政府牵头，与中国科学院共同进行建设的合肥综合性国家科学中心获批。作为合肥加快打造具有国际影响力创新之都的重要任务之一，合肥综合性国家科学中心聚焦能源、信息、材料、生命、环境等科学领域，开展多学科交叉研究、产生变革性技术、催生战略性新兴产业，致力于成为国家创新体系的基础平台、科学研究的制高点、经济发展的源动力、创新驱动发展先行区。

表2 合肥综合性国家科学中心建设情况

合肥综合性国家科学中心明确了“四个层级”的建设路径，从核心层、中间层、外围层和联动层统筹推进（见表2）。一是建立核心层，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（简称“EAST”）等已有大科学装置的性能，加快中国聚变工程实验堆（简称“C F E T R”）、合肥先进光源 （简称“HALS”）等大科学装置的建设，使其成为科学中心建设的核心力量。二是搭建中间层，以中国科学技术大学、合肥工业大学、中国科学院合肥物质科学研究院等高校和科研院所为基础，打造世界一流的创新型大学和科研机构，并建立天地一体化信息网络合肥中心、地球和空间科学前沿研究中心等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，围绕产业链布局创新链，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依托，全力突破一批产业关键共性技术。四是建立联动层，组织实施一批省重大科技专项和研发计划，启动量子通信与计算机研究等重大科研项目。

三、北京怀柔综合性国家科学中心

2017年6月，由北京市和中国科学院共同建设的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在北京全国科技创新中心的大布局下建设，是怀柔科学城建设成为引领全球科学发现和重大前沿技术突破的新引擎，是与国家战略需要相匹配的世界级原始创新承载区的核心支撑，也是推动北京市高质量发展的新动能。

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，更加聚焦物质科学、空间科学、大气环境科学和地球科学等前沿科学领域的基础研究和原始创新（见表3）。一是强力布局一批具有国际领先水平的大科学装置，包括多模态跨尺度生物医学成像设施、综合极端条件实验装置、“子午工程”二期等，为科学中心的发展提供基础支撑。二是围绕大科学装置集群，以国家实验室的标准建设物质科学实验室和空间科学实验室，并在生命科学、大气环境科学、地球科学等领域组建一批高水平的新型科研机构，开展高水平和高层次的科技创新活动。三是科学布局和建设一批协同创新交叉研究平台，包括脑认知功能图谱与类脑智能交叉研究平台、京津冀大气环境与物理化学前沿交叉研究平台等，致力于在前沿交叉科学领域实现突破性进展。四是构建国际化的、适应科研人才居住的国际人才社区，依托中国科学院大学、清华大学、北京大学等“双一流”高校和重大科学计划，培养和引进一批高端科技人才入驻科学中心，打造科学领军人才高地。

四、深圳综合性国家科学中心

表3 北京怀柔综合性国家科学中心建设情况

2019年8月，《中共中央国务院关于支持深圳建设中国特色社会主义先行示范区的意见》中，明确提出建设以深圳为主阵地的综合性国家科学中心，作为粤港澳大湾区国际科创中心建设的重要支撑。“创建深圳综合性国家科学中心”作为建设中国特色社会主义先行示范区的重点任务之一，旨在集中粤港澳科技、金融、教育等优质的创新资源，加强“从0到1”的基础研究，提升原始创新能力，力争在“卡脖子”关键核心技术、战略性新兴产业发展等方面实现新突破。

相较于其它三大综合性国家科学中心，深圳市在基础研究和应用基础研究上十分薄弱，未来深圳将从以下六个方面加快建设（见表4）。一是面向产业发展需求，围绕材料科学、信息科学等领域，建设国家级的重大科学基础设施，为各个领域的专业研究提供先进的科研手段。二是加快建设鹏城实验室和深圳湾实验室，以发展成为国家实验室为目标，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。三是面向生物医药、人工智能、大数据等产业领域，筹建生物学研究平台、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研究平台等一批前沿交叉平台。四是依托中山大学深圳校区、中国科学院深圳理工大学等高水平大学，建立科教融合集群。五是以促进先进科技成果产业化为目标，建立产学研联合实验室、科技成果转移转化平台等，打造高端技术的中试转化基地。六是通过建设综合性国家科学中心开放创新先导区，构建与国际接轨的科技创新服务体系，努力在科技创新的市场化和国际化方面进行探索。

五、对四大国家科学中心建设路径的几点思考

综上所述，四大国家科学中心在重大科学基础设施、国家重点实验室和前沿交叉研究平台建设等方面均取得了显著的成效，其建设路径可以归纳为以下三个方面。

一是建设大科学装置，支撑多学科原始创新。四大综合性国家科学中心均加紧布局和建设大科学装置，以期为多学科基础研究和应用研究的原始创新提供基础支撑。目前，一些建成的大科学装置已经催生出了世界一流科研成果。例如，坐落于上海张江综合性国家科学中心的上海光源大科学装置集聚了一批世界顶尖科学家，并为其提供研究平台和手段，促进了物理、材料、生命等若干个学科的快速发展。其中，中国科学院大连化学物理研究所包信和院士团队创新了天然气直接转化利用方法；清华大学医学院颜宁教授的研究组揭示了人源葡萄糖转运蛋白（简称“GLUT1”）的结构和工作机理；中国科学院丁洪研究员利用该装置展现了外尔费米子，这些成果均具有世界级的影响力。

二是争创国家实验室，攻克核心关键技术。国家实验室的建设对攻克重大科学前沿领域中的核心关键技术有重要作用，四大综合性国家科学中心纷纷筹划和建设国家实验室。上海张江实验室坚持以国家实验室的标准运行，旨在光子科学、信息技术和类脑智能等领域实现重大突破。合肥已建成的同步辐射国家实验室成为我国材料科学、凝聚态物理学、能源环境科学等领域的重要实验平台，谢毅、杨学明、包信和等科学家利用“合肥光源”做出了诸多开创性的研究工作，并取得了大量具有世界影响力的成果。北京市怀柔综合性国家科学中心在物质科学、空间科学和地球科学领域布局和筹划一批实验室。深圳已有的鹏程实验室和深圳湾实验室重点布局网络通信、人工智能、网络空间安全、生物医学领域的前沿研究，正在努力向国家实验室迈进。

三是搭建前沿交叉研究平台，抢占创新制高点。相较于物理、化学等传统意义上单一的科学领域，前沿交叉领域打破了学科之间的“藩篱”，摒弃了“各自为战”的科研模式，推动科学技术在前沿技术领域跨越式发展。上海张江已建成上海脑科学与类脑研究中心，以期推动国家在脑科学与类脑研究领域实现突破。北京怀柔综合性国家科学中心启动脑认知功能图谱与类脑智能交叉研究平台、京津冀大气环境与物理化学前沿交叉研究平台的建设。合肥综合性国家科学中心将建立地球和空间科学前沿、物质科学交叉前沿平台，医学前沿科学和计算智能前沿技术中心，探索深地、信息、能源等领域的重大基础科学问题。深圳后来居上，拟在生命科技领域布局一批前沿交叉平台，推动生物技术快速发展。