摘要:本文从国际大科学计划与大科学工程的概念、研究阶段、国际发起经验、我国组织实践与参与经验等方面,总结现有研究方向,依序综述我国与国际大科学计划与大科学工程相关研究的现状;并认为本世纪相关研究推进与建言献策可分为三个阶段,这些研究与我国的相关参与及发起相辅相成,为我国国际大科学计划与工程的发起提供助益。本文还整理了我国牵头组织国际大科学计划与工程的优势与风险、牵头工程的准备与推进状况以及学界的相关建议。
如今,国际大科学工程已取得众多世界重大前沿科学成果和科学突破,西方发达国家科学技术水平和国际竞争能力一定程度上是在高水平的大型研究基地开展的大型科学装置与大科学工程的支撑下得以提升的。随着综合国力及科技水平的不断提升,我国进入了广泛参与、积极发起国际大科学工程的大科学时代。年,科技部起草并发布了《参加国际大科学工程及研究计划国内论证指南》;年3月,国务院出台了《积极牵头组织国际大科学计划和大科学工程方案》。我国在国际大科学工程参与中积累的经验日渐丰富,相关的建言及研究也在不断推进。本文将从国际大科学计划与大科学工程的概念、研究阶段、国际发起经验、我国参与经验与组织实践等方面,依序综述我国相关研究的现状。
1.国际大科学计划概念及组织过程
1.1大科学计划与大科学工程概念
“大科学计划”是“大科学”概念的延展。大规模的科学研究活动脱离了早期的作坊式科学探索及“胜者全得”的个人激励机制,伴随着巨大的人力物力投入,必然要求先期根据项目构想及目标制定计划,并依计划实施。大科学计划与大科学工程主要具有投资强度高、多学科交叉、大科学实验设施(设备)昂贵且复杂、研究目标宏大等特点,其复杂程度、经济成本、实施难度、协同创新的多元性都需要通过多个机构或国际科技创新主体合作共同实施才能完成。更高效地在一定时间内集中资源取得科学突破的“大科学”本身并非舶来品,我国的“两弹一星”工程、载人航天工程以及生物、化学、医学等领域的多个重大项目均属于“大科学”范畴。从“九五”计划(年)、《国家中长期科学和技术发展规划纲要(-年)》(年)到《“十三五”国家科技创新规划》(年),在科技部等发布的科技发展规划一类文件中,“重大科学工程”“大型科学工程”“大科学计划”等术语频繁出现。国际大科学计划一般分为三类:多国联合发起、分别出资、利用各国现有的研究设施开展科研活动的国际研究计划;由各国联合出资建立基金,科学家自由选题或根据计划的研究范围提出项目申请并通过竞争性评审决定是否资助开展的国际研究计划;以开展联合观测、共享数据为主要内容的国际研究计划。
国际大科学计划在指代没有明确共同科研场地的大科学研究计划时,又与国际大科学工程具有一些区别。国际大科学工程多指多个经济主体联合出资建造和运行一个新的大型科学研究装置的建设工程,更加侧重实体科学装置。例如国际空间站、欧洲核子研究中心的大型强子对撞机(LargeHadronCollider,LHC)等工程;国际大科学计划多指国家间或各国科研机构间开展的包含数据共享与协作的国际研究计划,例如人类基因组计划、国际地球观测组织及其他海洋、地质等领域的各国独立进行勘探研究的大科学项目。
1.2国际大科学计划的组织过程
大科学的组织形态中,场地、实物资产及用途、人力资本、时间都具有专用性,往往具有占用资源规模大,资产高度固定,工程科学技术难度大,建设时间长,涉及科技领域广等特点,投入巨大,对牵头和参与的国家及组织的流程管理能力、人力及物质投入水平都提出很大挑战。根据我国已有的参与国际大科学计划的经验及已有研究可知,从过程管理视角来看,一项典型的国际大科学计划与工程一般由如下几环节组成:
(1)计划酝酿
一般由科学家主动建言和政府选择决策两部分组成。前者保证了计划的科学性,后者保证了计划的可靠性。科学家通过对所在领域研究前沿的把握及实际发展需求的考量,其计划往往具有探索性和原创性,兼顾时效性,能够在特定领域取得一部分顶尖科学家的共识,紧密结合世界科技发展现状。一般由科学界驱动而成,再向上形成计划;政府则扮演决策者角色,保证科学家构想能够启动,并为后续支持进行预算准备。
(2)计划发起
通常来说,主导国在发起计划研究领域具有突出优势、世界领先成果、广泛的国际号召力。其计划发起往往融入主导国的国家整体科技发展战略规划中。发起人及发起组织往往依托在该研究领域的顶尖地位,具有超越国界的号召力和协调能力。如果是一国主导的项目,一般由主导国政府进行相应的计划发起和项目管理;如果是多国参与的项目,一般会成立专门的独立管理机构或国际组织来进行计划制定与项目管理。仲东亭将这一阶段划分为设立计划目标、确定计划名称、选择发起组织和发起人、协调央地关系等内容[1]。
(3)组织搭建
大科学计划的组织资助与管理模式因项目目标而异,不同的计划有着完全不同的组织目标,也就需要相适应的组织架构。但通常都会在专门的机构形成的科学项目形成机制指导下,形成工程路线图,开展全生命周期管理。
(4)技术实施
大科学工程的开展实施通常伴随着任务分工、经费管理、阶段性评估等活动。在实施过程中的国际科技、经济和政治环境往往还会发生较大的变化,因此必须建立有效的以利益平衡为手段的动态调整机制,才能保障项目顺利实施。
(5)成果汇总与分享
与“小科学”时代的竞争成果及先赢者得的专利模式不同,国际大科学计划与工程的成果遵循全球成果共享的基本原则,造福人类社会,科研成果全球共享也是多国科学家愿意参与国际大科学计划的前提条件。所有实体样本和最终数据在参与国优先使用后进行全球共享;研究成果及论文一般以项目组名义公开发表,不再按照具体参与国的参与部分或比例进行成果划分。
2.我国参与国际大科学计划与大科学工程的现有研究综述
2.1相关研究的演进阶段
自本世纪初,国内的相关研究可分为集中介绍、积极参与、探索发起三个阶段。三个阶段之间既有迭代演进的关系,时间上又有一定重叠。研究方向的变化和拓展,与相关政策的变化相关度很高,更与我国在国际大科学计划与大科学工程参与度、成果积累和话语权的提升密不可分。
●第一阶段为集中介绍时期(大致时间年~年)
该阶段是以介绍参与国际大科学计划与工程的优势为主的阶段,同时我国初步参与的国际大科学工程如人类基因组计划初显成效,大科学工程的重要性开始受到瞩目。这一阶段的研究和参与重点多为阐明大科学计划与大科学工程在新世纪科学发展中的重要作用,以及其他国家如何通过参与国际大科学工程提升自身科技水平与科技地位的经验与产生的积极影响。
改革开放以来,我国科学家逐渐参与了多个科技前沿领域的重大国际科学计划,在参与并完成计划的过程中及时了解了相关领域的最新进展和发展动向,同时也展示了我们的研究进度。到了本世纪初,我国已经在某些科学领域有了较坚实的工作基础,但在这些重大科学计划中的地位和参与度与当时的科学技术水平及国力尚不相称。在本世纪最初十年,我国陆续积极参与了包括人类基因组计划(HumanGenomeProject,HGP)、伽利略计划(Galileo)、国际综合大洋钻探计划(IntegratedOceanDrillingProgram,IODP)、国际热核聚变实验反应堆计划(InternationalThermonuclearExperimentalReactor,ITER)等众多国际大科学计划与大科学工程,积极完成了项目分工,取得了一些突破;但是处于主导地位的项目较少,经验累积尚不充足,仍需要在各领域大科学工程中由参与国向核心参与国的身份迈进。
这一阶段,陆续出现了若干介绍何为国际大科学计划与大科学工程的论文,概述欧美发达国家的大科学工程建立与参与情况,并结合我国的参与状况建言献策。较早的两篇有影响力的建言来自符淙斌与叶笃正两位院士,他们在年4月发表《建议开辟专门渠道支持我国主持若干国际重大科学计划》以及年7月发表于光明日报的《我国应有自己的国际重大科学计划》两篇文章简述国际重大科学计划在推动科学发展当中的作用,并强调发起重大国际科学计划对推动相关领域的发展及提升我国在国际科学领域中的地位的重要性[2]。与此同时,年3月,中国科学院综合计划局与基础科学局组织的大科学装置发展战略研究小组形成了《我国大科学装置发展战略研究和政策建议》,并发布其简本[3]。年,王元从合约制度、治理结构、权责分配等方面加以细化,提出了可供我们在组织重大科技专项及国际科技合作中学习借鉴的工作机制与方法[4]。这一阶段的研究文章较少涉及具体项目进度管理,通常具有比较强的综述性质或建言呼吁的目的。
●第二阶段为积极参与及项目流程研究(大致为年~年)
为落实《国家“十二五”科学和技术发展规划》及《国际科技合作“十二五”专项规划》(国科发计〔〕号)中有关“积极稳妥地参与国际大科学工程和研究计划”的要求,年,《参加国际大科学工程及研究计划国内论证指南》发布。自此时起,涌现了大量聚焦国际大科学工程某一流程、项目管理、具体领域成果、具体国家收益的相关研究。
这一阶段的研究重点在于介绍并分析我国参与的国际大科学计划与大科学工程的项目状况,分析我国参与的国际大科学计划与大科学工程带来的科技突破成就,分析我国各环节参与过程中取得的经验及不足;同时也有很多以国际大科学计划与大科学工程中某一流程环节或某一具体领域作为研究对象的论文。其中,《全球科技经济瞭望》期刊发布了多篇关于各国大科学装置的管理及运行状况的论述,在这一阶段推出多篇相关文章集中发力国际大科学工程领域研究。年10月至年初,该期刊刊载了若干以德、法、英、美、日等国家其中之一的国际大科学计划与大科学工程发起与支持情况作为研究对象进行的论述。同时,包括ITER在内的成功开展或成果丰硕的大科学工程项目的参与者,也在积累各流程的参与及研究经验并陆续在各学术期刊及咨政报刊成文发表。这些都为如何进一步参与并主导国际大科学计划与大科学工程提供了借鉴。
●第三阶段为探索如何牵头发起计划研究(年至今)
相关研究论述始于年,较集中的建言与研究出现时间大致为年至今。随着我国参与国际大科学工程的成果全面开花结果,我国已成为众多国际大科学计划工程的核心参与国,需要在新方案指导下完成向发起国身份的转换。
年10月,党的十八届五中全会提出了“积极提出并牵头组织国际大科学计划和大科学工程”的战略发展要求。在年7月印发的《“十三五”国家科技创新规划》中,“大科学工程”出现了10次,“大科学计划”出现了8次。年8月18日,全国政协召开了以“国际科技合作和大科学工程”为主题的双周协商座谈会。年1月23日,中央全面深化改革领导小组第二次会议审议通过了《积极牵头组织国际大科学计划和大科学工程方案》。会议强调,牵头组织国际大科学计划和大科学工程,要按照国家创新驱动发展战略要求,以全球视野谋划科技开放合作,聚焦国际科技界普遍
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