位于廣東省東莞市松山湖科學(xué)城的中國散裂中子源是國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施和多學(xué)科應(yīng)用研究平臺。圖為科研人員在中國散裂中子源加速器射頻技術(shù)實驗室操控設(shè)備。新華社記者 劉大偉攝

◎?qū)嵙?xí)記者 沈 唯

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，在廣州實驗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’。科學(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)濟社會發(fā)展和國家安全科技問題的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)。”會議執(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)過多年實踐，一批科學(xué)儀器在相關(guān)專項支持下成功研制。

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，進一步揭示自然奧秘。

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究團隊成功研制國際上首套多波段脈沖單自旋磁共振譜儀，實現(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，研究團隊采用“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)的重點發(fā)展方向。

也有專家認為，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，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。