基礎研究和大科學設施成為了推動社會進步與創新的關鍵力量。從牛頓力學到量子力學，基礎科學的每一次重大突破，都為科技進步奠定了堅實的基礎。而今，面對未來的挑戰與機遇，我們如何以基礎研究為根基，借助大科學裝置的力量，助推新質生產力的發展?我們特此摘錄中國科協會刊《科技導報》上，王貽芳院士的文章《 以基礎研究和大科學設施助推新質生產力發展 》 ，以饗讀者。

王貽芳

王貽芳，實驗高能物理學家，中國科學院院士，美國國家科學院外籍院士，俄羅斯科學院外籍院士，發展中國家科學院院士。現任中國科學院高能物理研究所所長，中國科學院大學核科學與技術學院院長等。研究方向為高能物理實驗。

以基礎研究和大科學設施助推新質生產力發展

王貽芳

基礎研究是一切科技活動的基礎，也是經濟和技術發展的根基。 沒有基礎科學的成果，就沒有當今高度發達、富裕、強盛的現代生活。基礎科學的重大突破，如牛頓力學、電磁學、熱力學、相對論、量子力學等，奠定了工業革命、能源革命和信息革命的基礎，我們耳熟能詳的現代機械、航空航天、電力電子、半導體與通信等現代工業體系均奠基在基礎科學的知識與規律之上，是能夠做到“知其然并知其所以然”“舉一反三”的緣由。面對未來，為實現“從0到1”的創新與跨越，建設創新型的科技強國，應該且必須全面掌握人類已有的知識體系，并積極參與新知識和新規律的“生產”，為人類文明做出與中華民族的燦爛歷史與人口規模相匹配的成就與貢獻。

基礎研究的成果是全人類共享的，但這并不意味著我們可以坐享其成。 一方面，這是“不道德”的;另一方面，也會阻礙自身創新能力的建設與培養。基礎研究追求第一，沒有第二，其文化氛圍和實踐訓練是培養高素質創新人才的極佳方式，也是國家人才培養體系不可或缺的一環?；A研究的成果不可能僅從書本上學習得來，必須通過研究實踐來理解、發展并掌握方法而取得。發達國家重視并大力支持基礎研究，為社會源源不斷地輸送人才，是其創新環境建設的成功秘訣之一。

基礎科學研究也會對“從1到100”的應用型研究做出重要貢獻。 一方面，基礎研究會直接解決或幫助解決應用研究中的一些具體問題;另一方面，也會對相關技術提出需求，從而驅動技術的發展?；A科學追求研究水平和成果第一，自然會導致追求研究手段第一，并相應地驅動設備、技術的發展，成為帶動和引領者。例如，歐洲核子中心(CERN)為了解決高能物理實驗中信息交換的需求問題，發明了萬維網(WWW)，引爆了互聯網經濟，引領了新一代信息革命。美國費米國家實驗室為了實現高能加速器的需求，解決了低溫超導磁體的大規模生產技術和工藝問題，為各種核磁共振設備(包括醫院用MRI和實驗室用NMR)的發展與推廣奠定了基礎。

基礎研究可以大量培養高素質人才， 在滿足建設科技強國要求的同時， 也提高了全民族的科學素養， 這是建設高度文明的現代社會的要求，也是社會發展程度的標志。積極開展基礎科學研究，獲得重大成果，是中華民族屹立于世界之林，成為全球領先國家的現實需要?；A科學的成就是人類文明的頂峰之一，我們應該奮力攀登。 困難再多，挫折再大，也不能放棄。

在基礎科學的研究中，先進的儀器設備起著越來越重要的作用。事實上，為了拓展人類的感知能力，這些設備的規模越來越大，不斷突破原有的能力與邊界， 從遙遠的空間和宇宙，到微小的物質結構和基本粒子。從發展趨勢來看，這類大型自研設備一定會突破實驗室規模，由全領域共享。這就是大科學裝置，有時也稱為重大科技基礎設施。它們是未來科學研究的發展方向，也是關鍵手段和必備基礎。

大科學裝置具有鮮明的科學、技術和工程三重屬性，其設計、研制及建造涉及大量的復雜技術和工藝，具有綜合性、復雜性、先進性，有時具有唯一性 。其知識創新和科學成果產出豐碩，技術溢出、人才集聚效應非常顯著，因此往往成為國家創新高地的核心要素。同時，不同于一般的科研儀器中心或者平臺，大科學裝置需要自行設計研制專用的設備，體量大、投資大、能力強、技術復雜先進、生命周期長，是“國之重器”“科技利器”，需要國家統籌規劃、統一布局、統一建設、統籌運行與開放。重大科技基礎設施也代表著國家的形象，是國家科技實力、經濟實力，乃至軟實力的重要標志。

大科學裝置可以產出原創性、引領性前沿科學成果，為基礎研究和應用研究提供重要平臺， 推動粒子物理、凝聚態物理、天文、空間科學、材料與納米科學、生命科學等領域的研究進入國際先進行列。據統計，近年來諾貝爾物理學獎1/4以上與大科學裝置有關，引力波、中微子、希格斯粒子等重大突破均依賴大科學裝置。在國內，大亞灣中微子實驗、高海拔宇宙線觀測站、“中國天眼”等裝置取得了有重大國際影響的突出成果，使中國在相關領域實現了國際領先。

大科學裝置可以解決國家重大戰略科技問題，推動高技術發展，解決關鍵核心技術問題。 如同步輻射光源對蛋白質結構、納米、材料、地質、環境等方面的研究起到關鍵支撐作用。中國散裂中子源對發動機葉片、高鐵輪轂等大型部件開展內部結構和應力探測，在材料設計、制備和加工工藝的確定上發揮了獨特作用。在重大產業的產品研發上，同步輻射和散裂中子源對電池、芯片、金屬材料缺陷等研究發揮了不可替代的關鍵作用。

大科學裝置牽涉技術門類多且復雜。其研發過程會產出重大成果，溢出效應明顯。 以加速器為例，其設計與建設覆蓋精密機械、超高真空、高功率微波、常溫和低溫磁體、射頻超導、低溫、計算機與網絡等二十幾個工業門類。其國際領先的要求對企業的技術和創新能力是極大的推動。例如，江門中微子實驗實現了核心部件——光電倍增管的國產化，大大推動了國內真空光電器件的發展。國產高功率微波功率源——速調管的研制成功對廣播、雷達、通信等領域有極大的推動作用。中國科學院有關研究所在醫用重離子治癌、質子治癌和硼中子俘獲治癌方面，實現了重大突破，有些已實現了臨床應用。

大科學裝置可以助推國家創新高地建設， 對北京、上海、粵港澳大灣區等科技創新中心的建設起到巨大的推動作用，提升了其科技實力和創新能力，提升了所在區域的人才環境和形象水平，幫助吸引高端人才和企業，支撐和促進地方經濟社會發展。例如，散裂中子源落戶廣東東莞，集聚和培養了一大批懂科學、懂技術、懂工程、懂管理的領軍人才及大批青年學生，改善了當地的人才環境，促進了高端產業落戶，對東莞及大灣區的產業轉型升級和經濟發展起到了積極作用。

國家科學基礎設施，即大科學裝置，是國家新型基礎設施的一部分，是其中科技含量最高的部分，自然對發展新質生產力、提高全社會科技創新能力具有重要意義。 在大力發展大科學裝置之外，還要積極推動創新成果落地，實現生產力水平的提高;另外，要建設和發展健康的創新體系與氛圍，實現從基礎研究到應用研究的全鏈條協同發展。事實上，我們現階段的問題，如創新能力不強、研究成果不彰、“卡脖子”現象嚴重等，一定程度上與長期以來“急功近利”的思維及政策措施有關，與基礎研究包括大科學裝置的發展狀況不夠理想有關。面對未來，我們必須打好基礎，以合適的比例，有計劃、均衡地組織研究與發展工作，特別是要加強基礎研究，短期內實現基礎研究、應用研究和試驗發展研究的經費比例達到10%、20%、70%，長期爭取實現15%、25%、60%。其中，大科學裝置相關的建設、運行和研究經費應該達到基礎研究經費的10%。

科技是國家強盛之基，創新是民族進步之魂。 科學與技術要實現均衡發展，不能偏廢任何方向與領域。科技要對國家經濟建設、國防建設和人民健康提供支撐和保障，做出重大貢獻;也要發展基礎研究，占領世界科技制高點，摘取科學皇冠上的明珠，對人類文明做出重大貢獻。建設世界科技強國，實現中華民族偉大復興，是歷史賦予我們的責任。