我國(guó)原創(chuàng)科研儀器研發(fā)的“難”與“缺”

110多年來(lái)，約1/3的諾貝爾物理學(xué)和化學(xué)獎(jiǎng)獎(jiǎng)給了那些在發(fā)展科學(xué)儀器或測(cè)量方法方面有杰出貢獻(xiàn)的科學(xué)家。中國(guó)科學(xué)院院士楊國(guó)楨說(shuō)：“掌握了最先進(jìn)的科學(xué)儀器研發(fā)技術(shù)，就掌握了科技發(fā)展的主動(dòng)權(quán)。”

今年年初，由中國(guó)科學(xué)院院士薛其坤領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)中首次發(fā)現(xiàn)量子反?；魻栃?yīng)。在這一重要發(fā)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)中，許多關(guān)鍵部件都是科研團(tuán)隊(duì)自己設(shè)計(jì)、集成的。

所謂原創(chuàng)性科研儀器，就是指國(guó)際上還沒(méi)有的、科學(xué)需求目標(biāo)明確的科學(xué)工具。薛其坤說(shuō)：“科研儀器對(duì)科學(xué)的進(jìn)步有重要作用，不少重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)都是科學(xué)家們?cè)谔岣邇x器性能或研制新原理儀器的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的?？茖W(xué)發(fā)展到今天，再想取得重大進(jìn)步變得越來(lái)越困難。想得到創(chuàng)新性的成果，往往需要自己對(duì)買來(lái)的商用儀器進(jìn)行改造、升級(jí)等，或者研制出全新的技術(shù)或儀器，使實(shí)驗(yàn)提升到一個(gè)新的高度。”

沒(méi)有原創(chuàng)性科研儀器，很難產(chǎn)生開(kāi)創(chuàng)性成果

在中科院過(guò)程工程研究所“多相復(fù)雜系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”，有一間虛擬的“小型工廠”——小型鍋爐、冶金爐、復(fù)雜的管道、管道中不停翻滾的流體……這間“小型工廠”是整齊排列的超級(jí)計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的虛擬現(xiàn)實(shí)。

“這套超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，已為近10家世界500強(qiáng)企業(yè)提供模擬計(jì)算服務(wù)。”葛蔚研究員介紹，不僅如此，這套系統(tǒng)還能輔助解決物理、化學(xué)和生命科學(xué)領(lǐng)域等基礎(chǔ)研究問(wèn)題，甚至可以模擬人類現(xiàn)代技術(shù)還無(wú)法實(shí)現(xiàn)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，如精細(xì)地描述完整的病毒結(jié)構(gòu)的演化過(guò)程等。

這是我國(guó)科學(xué)家為了解決科學(xué)問(wèn)題，自主研發(fā)的科研儀器設(shè)備，有力地促進(jìn)了我國(guó)在“介尺度科學(xué)”這一新興科研領(lǐng)域的進(jìn)展，在國(guó)際學(xué)界引起廣泛關(guān)注。

沒(méi)有創(chuàng)新的科研儀器，就很難產(chǎn)生開(kāi)創(chuàng)性成果，發(fā)現(xiàn)別人沒(méi)有發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。道理很簡(jiǎn)單：用現(xiàn)成的儀器，即使做得再好、再精細(xì)，即使文章發(fā)表在國(guó)際一流的學(xué)術(shù)期刊，也大多是對(duì)已有成果的補(bǔ)充和拓展，科研就會(huì)始終徘徊在跟蹤、模仿階段。

國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)原主任陳宜瑜院士說(shuō)：“現(xiàn)代科技的重大突破越來(lái)越依靠科研儀器的進(jìn)步，特別是基于新原理的科研儀器的創(chuàng)新性發(fā)展。”

是什么制約了我國(guó)原創(chuàng)性科研儀器研發(fā)

今天，我國(guó)科學(xué)技術(shù)已發(fā)展到由跟蹤到引領(lǐng)的拐點(diǎn)，原創(chuàng)性科研儀器設(shè)備的研發(fā)是實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展的關(guān)鍵?，F(xiàn)在，我國(guó)也具備了這種研發(fā)能力，但是什么制約了研發(fā)的腳步呢?

原創(chuàng)思想之“少”?？茖W(xué)儀器畢竟只是一種工具，其根源還在于原創(chuàng)性科學(xué)思想的缺乏。中科院院士郭光燦曾說(shuō)：“國(guó)外只要有人提出新的想法，我們很快就可以跟上并超越他們，但要做出領(lǐng)先的原創(chuàng)，我們還有一定距離。”原創(chuàng)性的科學(xué)思想較少，這固然與我國(guó)科學(xué)技術(shù)所處的發(fā)展階段有關(guān)，也與缺乏學(xué)術(shù)自信、缺乏承擔(dān)失敗的勇氣、缺乏積累有關(guān)。

合作創(chuàng)新之“難”?，F(xiàn)在原創(chuàng)性的科學(xué)思想往往出現(xiàn)在交叉領(lǐng)域，科學(xué)儀器的研發(fā)，特別是大科學(xué)裝置的研發(fā)，更需要不同領(lǐng)域科學(xué)家的合作創(chuàng)新。但目前科研體制中，不同學(xué)科之間、各學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)之間還存在條塊分割的情況，缺乏合作的頂層設(shè)計(jì)和指導(dǎo)。當(dāng)然還有一個(gè)更現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題：一個(gè)項(xiàng)目，誰(shuí)來(lái)做主導(dǎo)?出了成果，誰(shuí)排在第一位?在采訪中，不止一位科學(xué)家道出合作之難。

技術(shù)人才之“缺”?？茖W(xué)家的想法要通過(guò)技術(shù)人員來(lái)實(shí)現(xiàn)，原創(chuàng)性科研儀器往往是特別“定制”的單型號(hào)“孤品”。很少有企業(yè)會(huì)承擔(dān)這種“定制”任務(wù)，一是覺(jué)得科學(xué)家們的要求很“怪異”;二是單做的話成本太高。因此，原創(chuàng)性科研儀器的研發(fā)需要一支特殊的技術(shù)人才隊(duì)伍。以中科院為例，原來(lái)幾乎每個(gè)研究所都有專門(mén)的技術(shù)人員，甚至是加工廠。如今，這支隊(duì)伍實(shí)力大不如前，技術(shù)人才的嚴(yán)重匱乏，已經(jīng)制約了科研儀器的研發(fā)。

在采訪中，不少科學(xué)家表示，我國(guó)現(xiàn)行的科研管理體制也在某種程度上阻礙了創(chuàng)新性科研儀器設(shè)備的研發(fā)。有科學(xué)家表示：“現(xiàn)在科研經(jīng)費(fèi)的使用偏重于項(xiàng)目支持，一個(gè)科研項(xiàng)目大概3~5年就必須結(jié)題了，但儀器設(shè)備的研制要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的技術(shù)積累。因此，在項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的科研經(jīng)費(fèi)劃撥模式下，科研人員不太可能潛心技術(shù)研發(fā)。”

原創(chuàng)性科研儀器研發(fā)需多方努力

“像我這個(gè)年紀(jì)的人，都是從30多歲才開(kāi)始真正接觸到世界先進(jìn)的科研水平，以前原創(chuàng)性科研儀器設(shè)備研發(fā)不夠，與我國(guó)科學(xué)發(fā)展所處的階段有關(guān)。”薛其坤說(shuō)，“隨著科研水平的提高、科技人員隊(duì)伍的壯大，已經(jīng)有越來(lái)越多的人瞄準(zhǔn)了更高的目標(biāo)。”

的確，發(fā)改委、財(cái)政部、教育部、科技部等部門(mén)都設(shè)立了科研儀器設(shè)備研發(fā)的相關(guān)計(jì)劃和專項(xiàng)。特別是國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)專門(mén)設(shè)立了“國(guó)家重大科研儀器設(shè)備研制專項(xiàng)”，就是要“鼓勵(lì)和培育具有原創(chuàng)性思想的探索性科研儀器研制，著力支持原創(chuàng)性重大科研儀器設(shè)備研制，為科學(xué)研究提供更新穎的手段和工具”。2012年度，這一專項(xiàng)的資助金額達(dá)到10億元。

打破管理?xiàng)l塊分割、促進(jìn)各研究機(jī)構(gòu)協(xié)同創(chuàng)新，也成為新一輪科研體制改革的重頭戲。日前，中科院對(duì)院機(jī)關(guān)科研管理體系進(jìn)行了重大改革，在科研業(yè)務(wù)管理方面，取消了按領(lǐng)域劃分的資源環(huán)境、生命科學(xué)的專業(yè)司局，代之以前沿科學(xué)與教育局、重大科技任務(wù)局、科技促進(jìn)發(fā)展局。中科院院長(zhǎng)白春禮坦言：“把研究所按條塊劃分給業(yè)務(wù)局聯(lián)系和管理，把經(jīng)費(fèi)切塊分配給各業(yè)務(wù)局，必然帶來(lái)經(jīng)費(fèi)分配、項(xiàng)目組織等管理權(quán)限和利益性考量上的問(wèn)題。”

不少科學(xué)家也都提到，解決原創(chuàng)性科研儀器設(shè)備研發(fā)的種種“難”與“缺”，關(guān)鍵是要改革與完善科研評(píng)價(jià)體制。“比如缺少原創(chuàng)學(xué)術(shù)思想這一點(diǎn)。提出原創(chuàng)性的科學(xué)思想有很大的失敗風(fēng)險(xiǎn)，也需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間去發(fā)展和驗(yàn)證?？涩F(xiàn)在的科研評(píng)價(jià)體制，根本不容失敗。”也有科學(xué)家表示：“按目前科研機(jī)構(gòu)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)人才的上升空間比較小、待遇也比較低。所以，要想建立一支隊(duì)伍，就必須認(rèn)真考慮對(duì)不同人才的評(píng)價(jià)方式。”