大科学装置

据您了解，什么是"大科学装置"？世界范围内有哪些"大科学装置"？国内有哪些“大科学装置”？“大科学装置”有什么特点？如何分类？欢迎就“大科学装置”方面的问题展开讨论！---------------------------------------------------------------------------------大科学装置的战略意义大科学装置是人类科学文明发展的产物，也是现代科学技术文明进一步发展的基础，其重要性具体体现在以下四个方面。（一）大科学装置是现代科学技术诸多领域取得突破的必要条件在科学技术领域的国际竞争主要表现在对诸多前沿研究领域的突破能力。二十世纪中叶以来，科学技术发展中出现了一个新的态势，即许多科学领域已经发展到这样一种地步，它们的进一步发展，或者说它们的研究前沿的突破，都离不开大科学装置。世界各国以巨大的投入建立大科学装置，其推动力即在于此。相关大科学装置的发展状态将决定我国在众多领域的前沿研究取得突破的能力，从而决定了我国在国际上的科学技术竞争能力。（二）大科学装置是为国家经济发展、国家安全和社会进步提供保障的必不可少的科技基础设施现代社会的特点之一是各种活动对于基础数据和基础信息的依赖性，没有必需的基础数据和基础信息，现代社会的运作是不可想象的。另一方面，国家对自然资源、人力资源和已建立的各种硬件资源的利用效率也很大程度上依赖于各种基础数据和基础信息。作为科技基础设施的大科学装置在数据和各种信息的收集和利用上起着重要的作用。（三）大科学装置是建立具有强大国际竞争力的国家大型科研基地的重要条件西方发达国家的科学技术水平和强大的国际竞争能力相当大的程度上是通过一批高水平的大型科研基地体现的。考察这些科研基地，其基本特点是科研力量集中，科研任务集中，国家投资集中，科学技术成果累累；学科多样，学科交叉，发展新型、边缘科学和突破重大新技术的能力强。进一步的考察发现，这些研究机构都拥有先进的大科学装置，甚至大科学装置群，作为支撑其强大科技竞争力的基本条件。近年来，我国重视科研基地的建设，建设了一批国家重点实验室，但是还少有能与西方发达国家匹敌的大型科研基地。中国应该有科学研究的航空母舰，必须把大型科研基地的建设作为科技振兴的重要举措，大科学装置的建设则是实现这一目标的重要条件。（四）大科学装置的建设带动国家高新技术的发展大科学装置是大量高技术的集成，为了实现其原创性的科学技术目标，在装置的建造和利用的过程中，往往需要发展新型技术或把已有技术提高到新的水平。因此，大科学装置也就成为众多高新技术的源泉和高新技术产业的摇篮。互联网技术的产生和发展以及这一技术对社会产生的革命性的影响可以算其中的一个最为生动的例子。

2024年，国家科技基础设施领域有许多值得期待的消息。[b]地下700米，江门中微子实验项目有望建成；海拔5250米，阿里原初引力波探测实验将迎来初光；高空600余公里，中法合作的太空望远镜卫星即将发射、运行……位于北京怀柔的我国第四代同步辐射光源将打出第一束光；位于广东东莞的中国散裂中子源二期工程、先进阿秒激光设施计划开工建设；覆盖全中国的空间环境地基综合监测网子午工程二期即将完成验收……[/b]“今年，我们会听到很多好消息。不过，我还是对发展前景非常担忧。”全国人大代表、中国科学院院士、中国科学院高能物理研究所所长王贻芳在接受《中国科学报》采访时直言。[b][color=#ff0000]装置那么多，怎样体系化布局？[/color][/b]目前，我国已经布局建设了不少国家重大科技基础设施，其中30多个已经建成并投入运行。今年，政府工作报告提出，要加快重大科技基础设施体系化布局，推进共性技术平台、中试验证平台建设。“对于前沿基础研究来说，大科学装置是必不可少的工具。它与基础研究的关系不仅仅是简单的促进关系，有时是有和没有的关系。有，你就能做研究；没有，你就做不了研究。”王贻芳说。在他看来，繁荣的表象背后藏有隐忧。“这些年，大家对大科学装置更加重视，却也有了一些不太正确的期望，认为大科学装置可以立刻进行技术转移转化或带来其他实际的价值。”他还发现，这些年国家立项的一些大科学装置，“从严格意义上讲，不是大科学装置，而是大技术装置”。“目前在建、运行的大科学装置项目很多是‘十二五’时期立项的。‘十三五’到‘十四五’时期，国家立项的重大科技基础设施重点集中在技术上，如共性技术平台、中试验证平台等，对基础科学的关注和重视程度越来越低。”王贻芳认为，大科学装置是用来做基础科学研究的设施，而大技术装置则是通过研究装置本身获得技术参数的设施。“未来，我国需要从理念上对大科学装置、大技术装置有所区分，在布局上加以平衡。”同样关注大科学装置体系化布局的，还有全国人大代表、中国科学院院士、中国科学院国家空间科学中心主任王赤。“国家重大科技基础设施数量越来越多、种类也越来越多。现在地方政府、高校都非常重视这方面的布局，这就需要国家进一步加强体系化布局和分类管理。”王赤说。在他看来，对于面向世界科技前沿、面向国家重大需求的设施，建议由国家主导，目标是提升我国原始创新能力，抢占科技制高点；对于探索共性技术的设施，建议由地方政府和企业主导，目标是进一步激发创新活力、发展新质生产力。而且，不同类型设施的运行状况和成果产出的评价也需要分类开展。[color=#ff0000][b]规模那么大，如何建好用好？[/b][/color]大科学装置规模大，经费投入也大。今年全国两会上，不少代表委员都在探讨如何利用大科学装置推动建制化基础科学研究，使大科学装置物尽其用。在王赤看来，我国在大科学装置的建设和运行上都取得了很大进展，但为了更好促进依托大科学装置的建制化基础研究，需要消除一些制约因素。“首先就是要加强顶尖科学家团队的力量。”王赤说，“以往我们以跟跑为主，现在开始并跑、引领，这更加需要顶尖科学家准确识别重大前沿科学方向，把握时代科技脉搏。”王赤认为，顶尖科学家要能够提出世界科技前沿问题，找到国家重大需求背后的科学问题，并用好大科学装置。此外，他表示，无论是大科学装置的建设和运行，还是利用装置开展科学研究，都需要建设、运行、科研队伍更好融合，实现合作和数据开放共享。王赤告诉《中国科学报》，目前国家重大科技基础设施子午工程二期已经基本完成建设和联试任务，正在试运行，预计今年5月完成验收和全部工艺测试。去年，子午工程二期的标志性装置——稻城圆环阵太阳射电成像望远镜建成，观测能力国际领先。为了“早出成果、多出成果，出好成果、出大成果”，中国科学院国家空间科学中心与中国科学院成都分院在成都成立π中心，以充分利用圆环阵太阳射电成像望远镜开展科学研究。“我们以π中心为平台，一方面，组织科研队伍，聚焦空间天气的主责主业，开展太阳射电探测，研究太阳活动对地球空间天气的影响；另一方面，与来自其他装置、科研机构的科学家开展合作，特别是与‘中国天眼’等装置开展联合探测，加强空间天文等学科交叉研究，充分挖掘圆环阵的创新潜力，发挥效能。”王赤说。[color=#ff0000][b]周期那么长，何以稳住人心？[/b][/color]阿里原初引力波探测实验项目建设历时7年，如今即将见到初光。从2014年提出项目计划至今，全国政协委员、项目首席科学家张新民都不敢松一口气。“2017年初，项目开工建设，7年来整个团队成员克服了高原、疫情等带来的重重困难。”张新民说。这7年里，在推进项目建设进度之外，最让他头痛的问题就是“如何留住年轻人”。“大科学项目的特色就是周期长，而周期长带来的最大问题就是年轻人的发展问题。”张新民说。在项目建设过程中，年轻人怎么写文章、发文章，怎么让他们留下来安心做项目，都是张新民需要考虑的问题。每年全国两会期间，张新民都能听到很多“‘帽子’满天飞，应该纠正”的话。他知道，要解决这件事，不那么容易。他只希望，那些暂时还难以减少的“帽子”可以向大科学项目、有组织科研团队的年轻人倾斜一点，让他们能留得下来，保证项目顺利实施。过去的7年，让他感受同样深刻的还有疫情等因素导致项目工期延迟时的煎熬。“大科学装置的管理机制比以前有了很大改善，但是条条框框依然存在。与工程项目不完全一样，大科学项目具有创新性、探索性，很多工作没有任何可借鉴的经验，在探索过程中，存在各种不确定性。”张新民说。他建议，要充分发挥首席科学家和项目经理部在大科学项目中的作用，在经费管理等方面给予他们更大的决定权。如今，阿里原初引力波探测实验项目即将建成，张新民又开始考虑下一步运行所需的经费问题。“建成后，阿里原初引力波探测实验项目将成为国际上北天区唯一的高海拔原初引力波探测装置。我们有专门的经理部统筹管理，也有实力不错的科研团队。但现在有一个问题，就是运行经费。第一年，运行经费问题不大，第二年以后的运行经费我们还要再去申请，到处筹措。”他说。他期望，有一天国家能拨给大科学装置稳定的运行经费，让科学家们可以真正把精力聚焦到科研上。[来源：中国科学报][align=right][/align]

美国《科学》杂志16日公布了该刊评选的2010年十大科学进展，一种在量子范围内运作的机械装置荣登榜首。　　在这一装置发明前，所有人造物体的移动都遵循经典力学法则。而今年3月，美国加利福尼亚大学圣芭芭拉分校的物理学家安德鲁·克莱兰德、约翰·马丁尼斯等人利用一个0.0002毫米见方、由金属片包裹的石英晶片设计了一种精巧装置，其运动方式只能用量子力学来描述。这项研究成果当月17日发表在英国《自然》杂志上。　　科研人员期望有朝一日能在量子水平上完全控制一种物体的振动，上述成果帮助研究者在这一方向上迈出了关键一步，这种控制人造装置运动的新技术将允许科学家操控那些极小的运动，这与他们现在对电流和光粒子的控制很相似。这种能力可能会导致光量子态控制器、超敏感力探测器等新装置的出现以及最终对量子力学界限的研究。　　其他9项进展包括：　　合成生物学：一个美国研究小组5月20日报告说，他们合成了一个人工基因组，并用它使一个内部被掏空的单细胞细菌“起死回生”。这是首个完全由人造基因指令控制的细胞，它是人造生命研究历程中的关键一步。研究人员预计，定制的合成基因组将来可用于生物燃料、医药制品或化学制品的生产工艺。　　尼安德特人基因组：研究人员对约4万年前生活在克罗地亚的3个女性尼安德特人的骨骼做了基因组测序。这种对DNA降解片段进行测序的新方法，使专家得以首次对现代人基因组和尼安德特人的基因组进行直接比较。　　艾滋病病毒预防：科学界今年在艾滋病病毒预防领域取得重要进展——一种含有抗艾滋病病毒药物泰诺福韦的阴道凝胶可使女性感染该病毒的风险降低39%，另一种药物可使男同性恋者和通过变性手术告别“男儿身”者感染艾滋病病毒的风险减少43.8%。　　外显子测序与疾病基因：通过只对某一基因组中的外显子基因序列进行测序，研究人员发现至少导致12种疾病的基因突变。　　分子动力学模拟：研究人员用超级计算机跟踪观察一个正在折叠的蛋白质中的原子运动，这种跟踪观察的持续时间能比过去任何一种方法延长至少100倍。　　量子模拟器：量子模拟器能帮助研究人员较快速地解答凝聚态物理学中的某些理论问题，并可能有助于最终揭开物质超导性等领域的谜团。　　下一代基因组学：更快更廉价的测序技术使人们能够对远古和现代的DNA进行大规模研究。　　核糖核酸的重新编程：重新编程细胞，也就是把细胞的发育时钟“往回拨”，使它们的“表现”如同胚胎中的非特异性“干细胞”，是研究疾病和发育的一种重要途径。今年，研究人员找到了一种用合成核糖核酸来完成这一研究的新技术。与以往的方法相比，采用这种新技术的“回拨”速度要快两倍，效率要高100倍，在治疗应用方面可能更为安全。　　大鼠的回归：小鼠是科学研究中的最主要实验动物，但研究人员其实更希望使用大鼠。大鼠实验操作起来相对更容易，大鼠在解剖学上与人类更相似，但现有的准确关闭特定基因的研究技术对小鼠适用，却对大鼠无效。为解决这一矛盾，科研人员在今年开展了一系列研究，其结果有助于关闭大鼠的某些特定基因，从而有望让大鼠大批进入实验室。　　上述十大进展榜单将刊登在17日出版的新一期《科学》杂志上。