當(dāng)前，高端科學(xué)儀器正在向高精度、高分辨、自動化、智能化、多模態(tài)等方向發(fā)展，體現(xiàn)出技術(shù)驅(qū)動、需求牽引、學(xué)科融合、高頻正向迭代等規(guī)律，對科學(xué)研究的作用日益突出。在新的國際形勢下，我國科研裝備自主創(chuàng)新需求更加迫切。多年來，我國科學(xué)儀器研制以集成創(chuàng)新居多，原始創(chuàng)新缺乏。這在一定程度上制約了我國開展基礎(chǔ)研究和產(chǎn)出創(chuàng)新成果。
5月18日—19日，在廣州實(shí)驗(yàn)室掛牌成立三周年之際，各領(lǐng)域?qū)＜引R聚廣州國際生物島，舉行香山科學(xué)會議第S71次學(xué)術(shù)討論會。與會專家圍繞高端科學(xué)儀器助推基礎(chǔ)研究新范式發(fā)展、高端科學(xué)儀器的關(guān)鍵共性技術(shù)與核心部件、高端科學(xué)儀器自主創(chuàng)新的生態(tài)建設(shè)等中心議題，共話新時期高端科學(xué)儀器發(fā)展戰(zhàn)略。
支持重大前沿基礎(chǔ)研究
“‘工欲善其事，必先利其器’?？茖W(xué)儀器是科學(xué)研究不可或缺的工具，是推動科技創(chuàng)新的重要支撐，是突破科學(xué)前沿、解決經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和國家安全科技問題的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)?！睍h執(zhí)行主席、中國科學(xué)院院士白春禮介紹。
經(jīng)過幾十年不斷發(fā)展，我國科學(xué)儀器行業(yè)已逐步形成相對完善的科技創(chuàng)新體系。在學(xué)科建設(shè)方面，我國科學(xué)儀器教育資源十分豐富，建立了完善的科學(xué)儀器教育體系，全國共有200余所高校設(shè)立測控技術(shù)與儀器專業(yè)。在創(chuàng)新體系方面，我國初步構(gòu)建大型科學(xué)儀器協(xié)作共享、高端儀器開放共享平臺，探索了產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合的科學(xué)儀器合作創(chuàng)新新模式。此外，我國培養(yǎng)和造就了一批科學(xué)儀器創(chuàng)新企業(yè)。
中國科學(xué)院院士、國家自然科學(xué)基金委員會主任竇賢康表示，多年來，國家自然科學(xué)基金委員會不斷完善資助與管理模式，面向科學(xué)前沿和國家需求，以科學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向，資助對促進(jìn)科學(xué)發(fā)展、探索自然規(guī)律和開拓研究領(lǐng)域具有重要作用的原創(chuàng)性科學(xué)儀器與核心部件的研制。經(jīng)過多年實(shí)踐，一批科學(xué)儀器在相關(guān)專項(xiàng)支持下成功研制。
科學(xué)儀器在推動我國基礎(chǔ)研究整體水平提升、增強(qiáng)我國基礎(chǔ)研究國際影響力和科技自主創(chuàng)新能力方面發(fā)揮著重要作用。例如，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所和中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所聯(lián)合研制了世界首臺極紫外自由電子激光裝置。這一科學(xué)儀器是研究與原子和分子過程相關(guān)的物理和化學(xué)問題的有力工具之一，能夠幫助環(huán)境、材料、生命科學(xué)等領(lǐng)域的科學(xué)家揭示分子動力學(xué)過程，進(jìn)一步揭示自然奧秘。
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)成功研制國際上首套多波段脈沖單自旋磁共振譜儀，實(shí)現(xiàn)了單核自旋量子態(tài)的探測，能夠直接測量原子尺度上單個物質(zhì)單元的組成、結(jié)構(gòu)及動力學(xué)性質(zhì)，在物理、信息、生物等多學(xué)科前沿領(lǐng)域獲得重要應(yīng)用。據(jù)介紹，研究團(tuán)隊(duì)采用“邊研制邊科研”的思路，在研制科學(xué)儀器的同時利用儀器開展科研工作，最終取得在室溫大氣條件下獲得世界首張單蛋白質(zhì)分子的磁共振譜等一系列重要成果，打造了科學(xué)儀器助推基礎(chǔ)研究的新范式。
亟待突破關(guān)鍵共性技術(shù)
大科學(xué)時代對科學(xué)儀器的性能要求越來越高，產(chǎn)品迭代也越來越快。白春禮表示，許多領(lǐng)域的前沿突破，都依賴于極端條件下工作的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，科學(xué)家對科學(xué)儀器更高性能的追求永無止境。
來自天文學(xué)、地球科學(xué)、生命科學(xué)等多個領(lǐng)域的專家提出，高端科學(xué)儀器的關(guān)鍵共性技術(shù)和核心部件亟待突破。傳感器技術(shù)、激光器技術(shù)、質(zhì)譜技術(shù)、電子顯微技術(shù)、核磁共振技術(shù)、光學(xué)成像技術(shù)等，都是高端科學(xué)儀器研制關(guān)鍵共性技術(shù)的重點(diǎn)發(fā)展方向。
也有專家認(rèn)為，科學(xué)儀器中的核心關(guān)鍵部件同樣具有共用性、通用性。核心關(guān)鍵部件的研發(fā)周期長，涉及多學(xué)科、多領(lǐng)域交叉，迭代升級特性明顯。因此需要充分重視核心關(guān)鍵部件創(chuàng)新作用，并建立良好的產(chǎn)學(xué)研結(jié)合體系，給予長期支持。
中國工程院院士、華中科技大學(xué)校長尤政指出，在行業(yè)規(guī)模不斷增長的同時，我國科學(xué)儀器儀表行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈和技術(shù)實(shí)力發(fā)展較快，形成了比較完整的產(chǎn)業(yè)體系和技術(shù)創(chuàng)新體系，縮小了與國際先進(jìn)水平之間的差距。與此同時，我國科學(xué)儀器行業(yè)仍存在跟跑為主，整體自主創(chuàng)新能力不強(qiáng)，科技成果轉(zhuǎn)化路徑不暢，產(chǎn)品可靠性、穩(wěn)定性、易用性不突出等問題。
尤政特別提到，建立共性技術(shù)平臺是解決上述問題的關(guān)鍵因素。要依托平臺開展產(chǎn)學(xué)研合作，助力企業(yè)發(fā)揮創(chuàng)新主體作用，實(shí)現(xiàn)高端科學(xué)儀器產(chǎn)品國產(chǎn)化，普通科學(xué)儀器產(chǎn)品微型化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，還要提供產(chǎn)品全生命周期的管理與服務(wù)。
以計(jì)量、標(biāo)準(zhǔn)、檢驗(yàn)檢測、認(rèn)證認(rèn)可等為核心要素的質(zhì)量基礎(chǔ)設(shè)施（QI），是推動制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要支撐。與會專家提出，可以通過建立“QI+金融”支持模式，促進(jìn)政府部門、技術(shù)機(jī)構(gòu)、社會資本多方合作，建設(shè)QI共性技術(shù)服務(wù)平臺，形成應(yīng)用驗(yàn)證機(jī)制和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，支撐科學(xué)儀器原型機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)、評價，直至商業(yè)化應(yīng)用。將技術(shù)隱性收益和市場顯性收益相結(jié)合，或能推動高端科學(xué)儀器跨越基礎(chǔ)研究與商業(yè)化應(yīng)用之間的“死亡之谷”。
統(tǒng)籌資源推動全面發(fā)展
“目前，我國高端科學(xué)儀器與國外先進(jìn)儀器水平差距依然明顯，科學(xué)儀器自主研制仍面臨多重挑戰(zhàn)。”在白春禮看來，我國科學(xué)儀器研制還未形成良好創(chuàng)新生態(tài)。在技術(shù)研發(fā)方面，自主掌握關(guān)鍵核心技術(shù)不足，成為影響產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素；在人才隊(duì)伍方面，高端技術(shù)人才長期缺乏，培養(yǎng)體系尚不健全；在產(chǎn)學(xué)研融合方面，產(chǎn)學(xué)研用緊密合作的創(chuàng)新機(jī)制不夠完善，項(xiàng)目驗(yàn)收后缺乏持續(xù)合作機(jī)制，儀器技術(shù)迭代升級乏力。
為完善我國科學(xué)儀器自主創(chuàng)新生態(tài)建設(shè)，中國科學(xué)院院士、廣州實(shí)驗(yàn)室副主任徐濤呼吁，要從人工智能新變革、國產(chǎn)科學(xué)儀器生態(tài)圈構(gòu)建、應(yīng)用場景挖掘等角度出發(fā)，充分發(fā)揮新型舉國體制優(yōu)勢，聯(lián)合國內(nèi)頂尖高校、行業(yè)龍頭企業(yè)、研究型醫(yī)院等，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研政企金全鏈條協(xié)同，共同推動我國高端科學(xué)儀器領(lǐng)域全方位高質(zhì)量發(fā)展。
“營造良好的創(chuàng)新生態(tài)，要從‘用起來’開始?！卑状憾Y認(rèn)為，只有把更多國產(chǎn)化儀器設(shè)備投入實(shí)際應(yīng)用，才能通過反饋實(shí)現(xiàn)科學(xué)儀器不斷迭代升級。
白春禮還建議，深化科技評價改革，建立分類管理、分類資源配置、分類評價機(jī)制。他提出，要重點(diǎn)支持技術(shù)支撐人員發(fā)展，重塑工程師文化，還要重視培養(yǎng)大國工匠，給予他們專門的發(fā)展空間。
在加強(qiáng)政府引導(dǎo)、企業(yè)主導(dǎo)方面，白春禮認(rèn)為，政府應(yīng)做好頂層謀劃，突出重點(diǎn)，將有限的科研經(jīng)費(fèi)集中使用，構(gòu)筑安全底線。企業(yè)作為科學(xué)儀器的創(chuàng)新主體，要牽頭建立產(chǎn)學(xué)研用創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，筑牢科學(xué)儀器產(chǎn)業(yè)鏈和供應(yīng)鏈，打通科學(xué)儀器科研成果應(yīng)用轉(zhuǎn)化渠道。
“我們要堅(jiān)持資源統(tǒng)籌、協(xié)調(diào)發(fā)展，利用社會資源培育產(chǎn)業(yè)集群，打造一流企業(yè)培育知名品牌，搭建協(xié)同平臺集聚高端人才，完善政策環(huán)境營造良好生態(tài)?！卑状憾Y說。
