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原创性科研仪器 科技发展的推动者

行业聚焦点中国仪表网2013年09月29日 11:36人气:14954

  导读:所谓原创性科研仪器,就是指国际上还没有的、科学需求目标明确的科学工具。不少重大科学发现都是科学家们在提高仪器性能或研制新原理仪器的过程中发现的。掌握了最先进的科学仪器研发技术,就掌握了科技发展的主动权。
  
  110多年来,约1/3的诺贝尔物理学和化学奖奖给了那些在发展科学仪器或测量方法方面有杰出贡献的科学家。中国科学院院士杨国桢说:“掌握了最先进的科学仪器研发技术,就掌握了科技发展的主动权。”
  
  今年年初,由中国科学院院士薛其坤领衔的科研团队在实验中首次发现量子反常霍尔效应。在这一重要发现的实验中,许多关键部件都是科研团队自己设计、集成的。
  
  所谓原创性科研仪器,就是指国际上还没有的、科学需求目标明确的科学工具。薛其坤说:“科研仪器对科学的进步有重要作用,不少重大科学发现都是科学家们在提高仪器性能或研制新原理仪器的过程中发现的。科学发展到今天,再想取得重大进步变得越来越困难。想得到创新性的成果,往往需要自己对买来的商用仪器进行改造、升级等,或者研制出全新的技术或仪器,使实验提升到一个新的高度。”
  
  没有原创性科研仪器,很难产生开创性成果
  
  在中科院过程工程研究所“多相复杂系统国家重点实验室”,有一间虚拟的“小型工厂”——小型锅炉、冶金炉、复杂的管道、管道中不停翻滚的流体……这间“小型工厂”是整齐排列的超级计算机产生的虚拟现实。
  
  “这套超级计算机系统,已为近10家世界500强企业提供模拟计算服务。”葛蔚研究员介绍,不仅如此,这套系统还能辅助解决物理、化学和生命科学领域等基础研究问题,甚至可以模拟人类现代技术还无法实现的科学实验,如精细地描述完整的病毒结构的演化过程等。
  
  这是我国科学家为了解决科学问题,自主研发的科研仪器设备,有力地促进了我国在“介尺度科学”这一新兴科研领域的进展,在国际学界引起广泛关注。
  
  没有创新的科研仪器,就很难产生开创性成果,发现别人没有发现的问题。道理很简单:用现成的仪器,即使做得再好、再精细,即使文章发表在国际一流的学术期刊,也大多是对已有成果的补充和拓展,科研就会始终徘徊在跟踪、模仿阶段。
  
  国家自然科学基金委员会原主任陈宜瑜院士说:“现代科技的重大突破越来越依靠科研仪器的进步,特别是基于新原理的科研仪器的创新性发展。”
  
  是什么制约了我国原创性科研仪器研发
  
  今天,我国科学技术已发展到由跟踪到引领的拐点,原创性科研仪器设备的研发是实现跨越式发展的关键。现在,我国也具备了这种研发能力,但是什么制约了研发的脚步呢?
  
  原创思想之“少”。科学仪器毕竟只是一种工具,其根源还在于原创性科学思想的缺乏。中科院院士郭光灿曾说:“国外只要有人提出新的想法,我们很快就可以跟上并超越他们,但要做出领先的原创,我们还有一定距离。”原创性的科学思想较少,这固然与我国科学技术所处的发展阶段有关,也与缺乏学术自信、缺乏承担失败的勇气、缺乏积累有关。
  
  合作创新之“难”。现在原创性的科学思想往往出现在交叉领域,科学仪器的研发,特别是大科学装置的研发,更需要不同领域科学家的合作创新。但目前科研体制中,不同学科之间、各学术机构之间还存在条块分割的情况,缺乏合作的顶层设计和指导。当然还有一个更现实的问题:一个项目,谁来做主导?出了成果,谁排在第一位?不止一位科学家道出合作之难。
  
  技术人才之“缺”。科学家的想法要通过技术人员来实现,原创性科研仪器往往是特别“定制”的单型号“孤品”。很少有企业会承担这种“定制”任务,一是觉得科学家们的要求很“怪异”;二是单做的话成本太高。因此,原创性科研仪器的研发需要一支特殊的技术人才队伍。以中科院为例,原来几乎每个研究所都有专门的技术人员,甚至是加工厂。如今,这支队伍实力大不如前,技术人才的严重匮乏,已经制约了科研仪器的研发。
  
  在采访中,不少科学家表示,我国现行的科研管理体制也在某种程度上阻碍了创新性科研仪器设备的研发。有科学家表示:“现在科研经费的使用偏重于项目支持,一个科研项目大概3~5年就必须结题了,但仪器设备的研制要进行长时间的技术积累。因此,在项目驱动的科研经费划拨模式下,科研人员不太可能潜心技术研发。”
  
  原创性科研仪器研发需多方努力
  
  “像我这个年纪的人,都是从30多岁才开始真正接触到世界先进的科研水平,以前原创性科研仪器设备研发不够,与我国科学发展所处的阶段有关。”薛其坤说,“随着科研水平的提高、科技人员队伍的壮大,已经有越来越多的人瞄准了更高的目标。”
  
  的确,发改委、财政部、教育部、科技部等部门都设立了科研仪器设备研发的相关计划和专项。特别是国家自然科学基金委员会专门设立了“国家重大科研仪器设备研制专项”,就是要“鼓励和培育具有原创性思想的探索性科研仪器研制,着力支持原创性重大科研仪器设备研制,为科学研究提供更新颖的手段和工具”。2012年度,这一专项的资助金额达到10亿元。
  
  打破管理条块分割、促进各研究机构协同创新,也成为新一轮科研体制改革的重头戏。日前,中科院对院机关科研管理体系进行了重大改革,在科研业务管理方面,取消了按领域划分的资源环境、生命科学的专业司局,代之以前沿科学与教育局、重大科技任务局、科技促进发展局。中科院院长白春礼坦言:“把研究所按条块划分给业务局联系和管理,把经费切块分配给各业务局,必然带来经费分配、项目组织等管理权限和利益性考量上的问题。”
  
  不少科学家也都提到,解决原创性科研仪器设备研发的种种“难”与“缺”,关键是要改革与完善科研评价体制。“比如缺少原创学术思想这一点。提出原创性的科学思想有很大的失败风险,也需要相当长的时间去发展和验证。可现在的科研评价体制,根本不容失败。”也有科学家表示:“按目前科研机构的评价标准,技术人才的上升空间比较小、待遇也比较低。所以,要想建立一支队伍,就必须认真考虑对不同人才的评价方式。”
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