科学仪器开放 中国的基础研究在这新一轮“加速跑”中

2017-04-06 10:16 测控要闻   

导读我国基础研究加速发展,在生物化学、基础物理、干细胞研究、蛋白质研究、纳米研究、大科学装置等领域取得突破性成果,中国正走向高科技高速发展阶段。  

我国基础研究加速发展,在生物化学、基础物理、干细胞研究、蛋白质研究、纳米研究、大科学装置等领域取得突破性成果,中国正走向高科技高速发展阶段。

10年前,施一公在清华的实验室刚刚启动,开始第一个科学实验。如今,他的实验团队于2015年发表的RNA剪接体结构已经登上了国际经典生物化学教科书的封面。清华大学副校长、中国科学院院士施一公说:“2006年当我决定放弃美国普林斯顿大学的教授职位全职回国时,有很多人疑惑不解。今日回头看,再没有人会怀疑这个决定的正确性。这十年,我亲身参与了中国的高速发展,深切感受到民族复兴的中国梦不是一个口号,而是正在发生的进行时。”

施一公的故事并非个案,近年来,中国基础研究成果频出,开启了新一轮“加速跑”。

持续投入打造新实力

“我国基础研究加速赶超引领,发展进入新阶段。”科技部基础研究司司长叶玉江表示,近几年,在不少基础研究重要领域,我国已经开始并跑或领跑。

 

科学仪器开放共享助力基础研究开启新一轮“加速跑”

基础物理领域,我国取得了量子反常霍尔效应、拓扑半金属、外尔费米子、中微子震荡等大批原创性成果。我国科学家发现的铁基超导材料占世界一半以上,并且保持着国际最高超导转变温度。我国多次刷新并始终保持多光子纠缠世界纪录,成功发射世界首颗量子通信实验卫星并圆满完成实验任务,持续引领世界量子通信发展。

我国干细胞研究保持国际前列,率先实现小分子化合物诱导体细胞重编程和转分化,首次证实非胚胎来源的诱导多能性干细胞具有发育全能性,首次构建出小鼠—大鼠异源杂合二倍体胚胎干细胞、破解了种间杂交的天然资源限制。

在蛋白质研究领域,我国科学家首次解析了RNA剪接体的结构和分子机理,揭示了埃博拉病毒糖蛋白和其受体蛋白相互作用机制,解析了菠菜主要捕光复合蛋白质机器的结构……这些成果都在国际上受到广泛关注。

我国纳米研究整体实力处于国际领先水平。我国科学家开辟了国际梯度纳米结构材料研究新领域,为发展高性能金属结构材料提供了新途径;

运用“纳米限域催化”新概念,实现了甲烷一步高效生产高值化学品,有望颠覆煤化工近百年来传统反应路线;成功制备出5纳米栅长碳纳米管晶体管,实现速度和动态功耗超越硅基器件。

大投入打造新实力。这些成果的取得,与我国在基础研究中不断增长的投入密切相关。

北京大学教授谢心澄院士就表示:“做物理需要钱,对于物理的发展,国力的发展是有很大帮助的。我们近15年科研条件不断提高,跟美国先进实验室比,起码在仪器上不吃亏了。近几年,我们确实创新能力不断增加,而且做出了很多原创性的工作。”

科技部基础研究司司长叶玉江介绍,“十二五”以来,我国不断优化财政性科技投入结构,基础研究经费投入持续增长。基础研究投入从2011年的411.8亿元增长到2015年的716.1亿元,增长了73.8%,年均增幅14.8%。中央本级财政基础研究支出500.45亿元,占中央本级财政科技支出的20%。

除了财力投入,人力投入也不断增加。我国从事基础研究的全时人员总量由2011年的19.3万人年增加到2015年的25.3万人年,增长了31.0%。2015年,我国留学归国人员比2011年增加了119.7%,已经翻倍。2016年我国“高被引学者”数量增加到197人,占总数的6.0%,数量超越德国位居第三位。

“我国基础研究队伍的人员规模已与美国等少数科技大国相当,中青年科学家已经成为基础研究的主力,后备人才队伍逐步成长,一大批优秀团队正在崛起。”叶玉江说。

深化改革带动新引擎

如果说,基础研究是科学技术发展的新引擎,那么,改革创新就是基础研究发展的新引擎。

深化改革,推动了我国科技创新基地的优化布局。

目前,中国已经在数理、化学、生物、医学、地学、信息、材料和工程等8个领域建成255个学科类国家重点实验室,建设了177个企业国家重点实验室、22个省部共建国家重点实验室、17个军民共建国家重点实验室和18个国家重点实验室港澳伙伴实验室。

“这些实验室已成为国家科技创新基地的重要组成部分,是我国开展基础研究、应用基础研究的主力军,大多数国家自然科学奖项和科学前沿成果都诞生于此。”叶玉江说。

近年来,我国建设了大型先进光源、散裂中子源和强磁场等一批大科学装置,提供了最先进的技术手段,支撑科学家们对物质基本结构、宇宙起源与演化等重大科学问题进行探索。此外,500米口径球面射电望远镜(FAST),上海超强超短激光实验装置,合肥稳态强磁场装置,大亚湾中微子实验室……这批“国之重器”的建成和启用,使我国科研基地创新实力大幅提升。

“我国大科学装置建设进入了快车道,取得了很多重大科学成果,有些已经处于国际领先地位。”中科院高能物理所陈和生院士说。

深化改革,促进了我国科技基础资源的开放共享。

科研设施与仪器的开放共享,通过建立健全政策制度、实施开放共享后补助机制和创新券政策等方面的改革获得大力推动。科研设施与仪器国家网络管理平台已建成并上线运行,包括3100家单位的58个重大科研基础设施和原值总额达670亿元的4.7万台(套)大型科研仪器。叶玉江透露:“科研设施与仪器的开放率达到71.2%,各类在线服务平台服务用户超过6.2万个,总服务次数突破130万次。”

科技部、财政部还会同相关部门和地方,重点推动公共财政支持科学数据、生物种质资源和实验材料等科技资源向社会开放,目前已经形成28个国家科技资源共享服务平台,开通“中国科技资源共享网”,推动全国近800家高校院所和企业参与科技资源开放共享,年均服务各级各类科技项目逾万项,为大型飞机、重大新药创制、高分辨率对地观测系统载人航天工程、国家千亿斤粮食工程等重要项目提供了科技资源服务。

深化改革,释放了我国基础研究的活力和动力。

近年来,国务院相关部门相继制定了一批重要政策措施,开展扩大高校院所自主权改革试点工作方案,发布《关于进一步完善中央财政科研项目资金管理等政策的若干意见》《关于优化学术环境的指导意见》《关于实行以增加知识价值为导向分配政策的若干意见》《统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案》,中科院发布卓越创新中心建设计划……这些政策的实施,为我国基础研究发展打造了新引擎,提供了新动力。

健步开启新征程

持续投入、深化改革,正在让中国的基础研究积蓄起令世界瞩目的实力,学术工作的国际影响力不断提升。

“最近这几年,中国的崛起非常之快,无论学术产出还是学术影响力都快速增长,呈现明显的攀升过程。可以说,我国高水平科研成果已经从涓涓细流变成江河纵横,有望成为汪洋大海。”国家自然科学基金委员会主任杨卫表示。最新数据显示,我国发表在最具影响力国际期刊上的论文数量已连续6年居世界第二位,近5年来全世界发表的高影响力论文中我国占18.1%,有国际影响力的科学家的比例3年内从4%增长到6%。

国际影响力的提升不仅表现在论文产出上,也表现在我国科学家的名望提升上。近年来,我国科学家的最新成果屡获大奖,王贻芳研究团队获2016年基础物理学突破奖,潘建伟、方忠团队多次获美、欧物理学十大年度突破。我国科学家越来越多地参与国际大科学研究计划,在国际热核聚变实验堆(ITER)、大型强子对撞机(LHC)、全球海洋观测计划(ARGO)等计划中都发挥着重要作用。在国际学术组织和国际知名科技期刊担任重要职务的我国科学家人数,也有明显增加。

未来几年,我国基础研究将如何锐意进取,更上一层楼?

“科技创新需要积累,特别是基础研究。”科技部部长万钢表示,我国将继续组织实施重大基础科学项目,筑牢基础前沿研究根基。将进一步加强顶层设计和总体部署,优化学术环境,主动挑战科学难题,鼓励探索和协同创新,宽容失败,推进我国基础研究实现从量变向质变的跃升,为建设世界科技强国奠定基础。

据悉,国家科技计划管理改革目前已进行了全面部署,在新的5类计划中,基础研究的部署更加系统。国家自然科学基金资助自由探索的基础研究,强调学科均衡发展,为人才培养和团队建设提供支持;重大科技专项聚焦国家重大战略目标,启动“量子通信与量子计算”等一批“科技创新2030—重大项目”;国家重点研发计划设置“战略性前瞻性重大科学问题”领域,加强前瞻性、战略性、基础性部署,启动干细胞及转化研究、纳米科技等6个重点专项,同时还启动了国家质量基础、磁约束核聚变等2个重点专项,在全链条设计的重点专项中对基础研究也进行了全面部署。

建设世界科技强国,基础研究任重道远。我们期待着,中国的基础研究在这新一轮“加速跑”中,跑出一个更加美好的未来。

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