中国自然科学院工程院王贻芳
根据总体规划，“二三”前夕拟增建20个左右大自然科学器，我省大自然科学器工程建设建设迎了同时实现举世瞩目横跨的加速产业成长期。目前，我省增建和运转的大自然科学器总额达57个，部份公共设施综合性水准跨入亚洲地区“第三阵形”
强化借力大自然科学器的市辖县化自然科学科学研究组织工作。一方面，加强对外开放共享，为高质量科学研究活动提供更多更好支撑力；另一方面，找准北欧国家产业发展中遇到的关键性性困局自然科学问题，结构设计一些利用市辖县化组织优势，多公共设施、多使用者协同控制技术创新的新机制
大自然科学器的结构设计和建造具备工程建设和科学研究马尔松，应考虑项目、专业人才的一体化资源配置方式，培养所需的自然科学、控制技术、工程建设、管理复合型领军专业人才
文 |《瞭望台》时代周刊记者 扈永顺
2月1日，高能量并行电磁辐射单色光（HEPS）存储环高架桥电子设备加装组织工作正式宣布开启，标志着HEPS高能量电子设备加装进入攻坚克难期。
HEPS是北欧国家关键性性信息控制技术基础公共设施，由北欧国家产业发展改革委批复立项，中国自然科学院理论物理科学研究院承担工程建设建设。投入使用后，将成为当今世界上亮度最高的第四代并行电磁辐射单色光之一，将为北欧国家的关键性性战略市场需求和前沿基础自然科学科学研究提供更多控制技术支撑力网络平台。
北欧国家关键性性信息控制技术基础公共设施也称大自然科学器，其能够提供更多探索未知当今世界、发现自然规律、同时实现信息控制技术变革的能力，是为高质量科学研究活动提供更多长期运转服务、具备较大国际影响力的北欧国家公共公共设施。大自然科学器公共设施工程建设建设集自然科技进步、工业制造、材料加工、专业人才队伍优势于一体，代表了一个北欧国家的综合性信息控制技术实力。
当今世界信息控制技术大国都将大自然科学器的产业发展作为提升北欧国家核心竞争力的关键举措。跨入新产业发展期，我省大自然科学器作为北欧国家控制技术创新体系的关键组成部份，其工程建设建设产业发展面临着新的形势和要求。
“尽快投入使用产业布局完备、控制技术领先、运转高效、控制技术创新有力、综合性效应明显的北欧国家关键性性信息控制技术基础公共设施体系，以全面支撑力原始控制技术创新能力提升、战略高控制技术研发、产业控制技术创新产业发展、区域控制技术创新谷地工程建设建设，同时实现跻身控制技术创新型北欧国家前列和当今世界信息控制技术大国的最终目标。”中国自然科学院工程院、中国自然科学院理论物理科学研究院所长王贻芳在接受《瞭望台》时代周刊专访时表示。
部份大自然科学器综合性水准跨入亚洲地区“第三阵形”
《瞭望台》：HEPS是什么类型的大自然科学器？存储环高架桥电子设备加装组织工作正式宣布开启意味着什么？
王贻芳：大自然科学器是北欧国家基础公共设施的关键组成部份，但它有别于通常的基本工程建设建设项目，具备鲜明的自然科学和工程建设双重属性。其结构设计、研发及相关控制技术和工艺具备综合性性、复杂性、先进性，有时具备唯一性，知识控制技术创新和自然科学成果产出丰硕，控制技术溢出、专业人才集聚效益明显，因此往往成为北欧国家控制技术创新谷地的核心要素。同时，它也有别于通常的科学研究仪器中心或网络平台，是需要自行结构设计研发专供的电子设备，体量大、投资大、能力强、控制技术复杂先进、生命周期长，具备明确的自然科学最终目标，体现了北欧国家意志，反映了北欧国家市场需求，是“国之重器”“信息控制技术利器”，需要北欧国家统筹总体规划、统一产业布局、统一工程建设建设、统筹运转与对外开放。
按照不同的用途，关键性性信息控制技术基础公共设施通常分为以下三类：
第三类是专供公共设施，为某一学科应用领域的关键性性自然科技进步最终目标而工程建设建设，如北京正负电子对撞机、超导托卡马克核聚变试验器、高海拔宇宙射线观测所、“中国天眼”等。专供公共设施有明确具体的自然科学最终目标，崇尚国际基础自然科学科学研究的最前沿，借力公共设施开展的科学研究内容、自然科学使用者群体也比较某一、集中。
第二类是公共试验网络平台，为多学科应用领域的基础科学研究、应用科学研究提供更多支撑力性网络平台，例如HEPS、上海单色光、中国散裂中子源、强磁场试验器等。这类器为多个应用领域使用者提供更多试验网络平台和测试手段，崇尚满足使用者市场需求，服务全面完整。
第三类是公益基础公共设施，为经济工程建设建设、北欧国家安全和社会产业发展提供更多基础数据和信息服务，属于非营利性、社会公益性公共设施，如中国遥感卫星地面站、长短波授时控制系统等，崇尚满足北欧国家和公众市场需求。
HEPS器主要由高能量、光束线及试验站构成。HEPS存储环为电子环形高能量，用于电子第三级加速，同时产生并行电磁辐射光，是当今世界上第三大单色光高能量、国内第三大高能量，环内面积约合20余个足球场。HEPS存储环高架桥电子设备加装组织工作正式宣布开启，是HEPS加速向前推进的一个新起点，标志着HEPS高能量更多更精密的电子设备开始加装，HEPS进入了更广范围和更深层次的攻坚克难期。
《瞭望台》：我省大自然科学器工程建设建设情况如何？
王贻芳：党的十八大以来，我省对大自然科学器进行了前瞻部署和控制系统产业布局，投入力度持续加大。“十二五”前夕，我省开启工程建设建设了高海拔宇宙射线观测所等15项公共设施；“十三五”前夕，在基础自然科学、能源、地球控制系统与环境、空间和天文以及部份多学科交叉应用领域，开启工程建设建设了高能量并行电磁辐射单色光、硬X射线自由电子激光器等9项公共设施。这两个五年总体规划，累计场数接近此前工程建设建设总数。根据总体规划，“二三”前夕，拟增建20个左右大自然科学器，我省大自然科学器工程建设建设迎了同时实现举世瞩目横跨的加速产业成长期。目前，我省增建和运转的大自然科学器总额达57个，部份公共设施综合性水准跨入亚洲地区“第三阵形”。
为解决关键性困局问题作出突出贡献
《瞭望台》：我省大自然科学器已经取得了哪些运转成效？
王贻芳：几十年来，大自然科学器为解决关键性困局问题作出了突出贡献，其控制技术溢出也促进了经济社会产业发展，并借力公共设施逐步形成了一批在国际上有关键影响的北欧国家信息控制技术控制技术创新中心和专业人才谷地。主要成效可以概括为五个方面：
第三，原创性引领性信息控制技术成果的策源地。大自然科学器为开展基础科学研究和应用科学研究提供更多了关键网络平台，推动我省粒子物理、凝聚态物理、天文、空间自然科学、生命自然科学等应用领域部份前沿方向的科学研究水准迅速进入国际先进行列。2011年以来，借力大自然科学器产生的成果有22项入选北欧国家信息控制技术“三大奖”，其中9项北欧国家自然自然科学奖、3项北欧国家控制技术发明奖、10项北欧国家自然科技进步进步奖。一些成果更是在国际上产生了关键性性影响力。例如，大亚湾反应堆中微子试验发现了一种新的中微子振荡，并精确测量到其振荡几率。该结果是对自然界最基本物理参数的测量，对未来中微子物理的产业发展方向起着决定性作用。
第二，解决北欧国家关键性性战略信息控制技术问题的主网络平台。大自然科学器推动解决了一批关键性核心控制技术、引领带动了相关产业产业发展。例如航空发动机叶片一直是制约我省航空应用领域产业发展的“卡脖子”问题，过去一直缺乏合适的检测手段。通过中国散裂中子源，科学研究人员首次获得了多种型号发动机的高温合金叶片、单晶叶片、3D打印叶片在不同工艺、不同服役状况下的内部应力数据，填补了国内深层高精度应力测试与评价的空白，支撑力解决国产叶片的材料结构设计、制备和加工工艺难题。
第三，推动战略性高控制技术产业发展的新引擎。关键性性信息控制技术基础公共设施控制技术溢出效应大幅提升，催生一批新控制技术、新产品，成为促进战略性新兴产业的信息控制技术控制技术创新驱动力，为国民经济和社会产业发展提供更多了信息控制技术支撑力。比如中科院近代物理所借力兰州重离子科学研究器，于2021年同时实现我省首台医用重离子高能量——碳离子治疗控制系统的成功应用，使人类向攻克癌症又迈进了一步。这标志着我省成为亚洲地区第四个拥有自主研发重离子治疗控制系统和临床应用能力的北欧国家，同时实现我省在大型医疗电子设备研发方面的举世瞩目突破。
第四，打造北欧国家控制技术创新谷地的强内核。近年来，有关部门将大自然科学器作为北欧国家控制技术创新谷地工程建设建设的核心内容，加快推动北京、上海、粤港澳大湾区国际信息控制技术控制技术创新中心工程建设建设，特别是工程建设建设上海张江、安徽合肥、北京怀柔和粤港澳综合性性北欧国家自然科学中心。这一战略举措不仅加快了大自然科学器的工程建设建设，也明显提升了这些控制技术创新谷地的信息控制技术实力和控制技术创新能力。
第五，引才聚才和推动高质量控制技术创新合作的新谷地。大自然科学器在工程建设建设和运转过程中，集聚和培养了一大批懂自然科学、懂控制技术、懂工程建设、懂管理的领军专业人才，投入使用后还吸引了国内外专业人才开展自然科学科学研究和信息控制技术合作。以落户东莞的中国散裂中子源为例，中科院理论物理所在当地集聚和培养了一支400多人的高质量工程建设和科学研究团队及大批青年学生。
《瞭望台》：对标高质量信息控制技术自立自强的最终目标要求，大自然科学器工程建设建设还有哪些短板待补？
王贻芳：我省的大自然科学器工程建设建设起步相对较晚，控制技术储备和专业人才队伍尚有不足，整体水准与同时实现高质量信息控制技术自立自强的最终目标要求尚有差距。
一是当今世界领先，甚至独创独有的大自然科学器还不够多。我省大自然科学器大多以跟踪模仿和追赶西方发达北欧国家为主，关键性控制技术的源头主要来源于国外，性能指标与当今世界先进水准还有差距。我们需要加强战略科学研究，选择建造一批国际领先的大自然科学器。
二是借力大自然科学器的市辖县化科学研究有待加强。大自然科学器对外开放共享吸引了大批使用者开展科学研究组织工作，但我们也发现在公共试验网络平台类的公共设施上，科学研究使用者围绕北欧国家紧迫的战略市场需求、开展定向性自然科学问题牵引的市辖县化科学研究不多，制约了产出关键性性原创成果、解决关键性核心控制技术问题的能力。
三是借力大自然科学器的国际合作程度不够。一方面，我省主持的本土项目国际合作比重较低；另一方面，我省也较少实质性地、有显示度地参加别国的项目。当前，国际信息控制技术合作面临严峻挑战，大自然科学器在开展自然科学家合作、进行深度交流上具备独特优势，可以发挥更大作用。
加速产业发展大自然科学器
《瞭望台》：新形势对大自然科学器工程建设建设提出了什么样的新要求？
王贻芳：同时实现高质量信息控制技术自立自强需要加速产业发展大自然科学器，为原始控制技术创新和关键性控制技术攻关提供更多更强力支撑力。
首先，强化顶层结构设计，优化管理，避免一哄而上，重复产业布局。发挥集中力量办大事的制度优势，做好产业发展战略选择和优势学科产业布局。
合理的投入是同时实现产业发展最终目标的最基本保障。同时实现追赶超越，作为支撑力的基础公共设施就必须比对手更强，对公共设施产业发展的投入应该有较大幅度的增长，前瞻产业布局大自然科学器的预先科学研究。当前北欧国家有关部门已将少数预研项目列入“二三”公共设施工程建设建设总体规划，需要在有关部门支持预研项目的基础上，加强部门联动，完善不同类型预研的投入机制，在可能发生革命性突破的方向，加强原理性探索、概念性结构设计或关键性部件研发等预研组织工作；大自然科学器的结构设计和建造具备鲜明的工程建设和科学研究马尔松，应考虑项目、专业人才的一体化资源配置方式，培养所需的自然科学、控制技术、工程建设、管理复合型领军专业人才，重视公共设施工程建设建设和运转维护专业人才队伍，加大稳定支持力度。
再者，强化借力大自然科学器的市辖县化自然科学科学研究组织工作。一方面，加强对外开放共享，做好器升级和试验新方法、试验新控制技术的控制技术创新，提高器本身的运转服务能力，为高质量科学研究活动提供更多更好支撑力；另一方面，找准北欧国家产业发展中遇到的关键性性困局自然科学问题，结构设计一些利用市辖县化组织优势，多公共设施、多使用者协同控制技术创新的新机制。
例如在中科院支持下，我们与中科院金属所、中国钢研信息控制技术集团、中国航发沈阳发动机科学研究院、中国航发北京航空材料科学研究院等优势团队，围绕航空航天发动机叶片和复合材料、高端轴承、高铁轮轴等“卡脖子”控制技术，开展有组织、体系化的自然科学科学研究。控制技术人员和科学研究专家组成一体化团队联合攻关，利用散裂中子源、北京并行电磁辐射器、稳态强磁场试验器等多个公共设施，共同制定试验方案，开发更精准的测试方法，推动试验方法控制技术创新、试验能力升级与自然科学问题科学研究的深入融合。
第三，加强高质量国际合作，发起国际大自然科学计划。大自然科学器一直是国际信息控制技术合作的重点应用领域，例如江门中微子试验获得国际实物贡献约3000万欧元，占比15%左右，共有境外16个北欧国家和地区300多位自然科学家参加。
我们要坚定对外开放合作，围绕大自然科学器的工程建设建设和运转，努力拓展合作范围、方式和渠道。在项目遴选、评估、工程建设建设上有更多的国际参与和贡献，同时积极参加国际项目，争取国际支持。也希望北欧国家选取有关键性性影响的“硬信息控制技术”项目，尽快发起实施若干国际大自然科学计划和大自然科学工程建设，推动大自然科学器产业发展。■
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