从重大科技基础设施到科学城：“三级跳”中的功能复合与难点
文/陈志 陈健（中国科学技术发展战略研究院）
随着我国大科学时代的来临，大科学工程建设项目大量涌现。目前，我国投入运行和在建的重大科技基础设施总量已超过40个。随着学科分化与交叉的加快，科技与经济社会发展渗透、融合的深度与广度快速拓展，大科学设施的目标与功能日趋多元化。我国正在上海张江、安徽合肥和北京怀柔等地布局前沿大科学设施，建设综合性国家科学中心，各地在规划建设中都在此基础上提出打造科学城的愿景，希望建设宜研、宜学、宜业、宜居的新型城市，这实际上蕴含了重大科技基础设施集聚—大科学设施集群—创新集群—科学（技）城4个阶段的“三级跳”。从全世界范围来看，这样的升级是十分罕见的，难度也是巨大的，大多数国家和地区只完成了“两级跳”。当然，这也不排除在几个方面同时发力，“三步并一步”实现跨越发展的可能。
一、“一级跳”：将零散设施升华为大科学设施集群
由于大科学设施的专业性、条件要求的多样性，很多情况下大科学设施为点状布局，但是随着学科不断交叉与融合，目前多个设施集聚的现象已经出现，这克服了各设施独立支持单个领域的局限性，发挥了科技资源的范围经济效应，从而演化为分工协作、开放共享的集群。例如德国于利希研究中心在物理与计算科学两个核心领域，已经集聚了超级计算机、TEXTOR托卡马克实验装置、第四代场发射穿透式电子显微镜、冷却同步加速器、系列中子源（FRM-II、ILL和SNS）等，在此基础上，中心多个研究平台和研究中心进行了协作分工，不断产出高质量成果。
从目前来看，这种集群效应的发挥存在诸多难点：（1）我国大科学设施总体规模偏小、数量偏少，学科领域分布不完整，且大多数科学设施呈散点式分布，难以支撑多学科、多领域的高水平研究。（2）我国大科学设施主要由中国科学院发起和使用，主体较为单一、运营模式较为封闭，且装置性能与国际先进水平差距还很大，参与国际合作和数据共享的程度有待进一步加强。国外大科学设施的建设及运营更为社会化，很多拥有大设施的国家实验室或科研机构多以成立的注册联合会、有限公司、私立基金会等形式进行管理。
针对以上问题，建议：（1）国家层面应该加强整合和顶层设计，明确大科学设施国家所有的基本属性，打破各单位间的条块分割，探索集中统一、多主体运营的建设、运营机制。（2）在怀柔、合肥、上海等综合国家科学中心的建设中，注重大型基础设施布局的关联性，建成多学科、综合性的大型科学设施群。（3）建立国际化、社会化、多元化的大科学设施建设运营体制，引入企业、社会资本等，解决大科学设施的持续运营问题，形成多方主体共建、共管、共享的新制度。（4）以用户为导向，加强开放共享。建立开放共享的知识平台，促进多学科的联合攻关。设立产业用户或咨询委员会，培育大科学设施的工业用户群，保证满足用户的需求和方便用户使用。
图2所示为小曲拐四杆机构模型，其中1为连接电动机的偏心主轴，3、4、5为3个小曲拐，6为机架，2为连接偏心主轴与小曲拐的动盘。机构有5个活动构件，8个旋转副，其中有2个虚约束，则需要去掉虚约束，由此得到的机构的自由度计算公式为：
二、“二级跳”：大设施集群升华为区域创新集群
由于大科学装置选址条件十分苛刻，基本都远离都市。从实际情况看，大科学工程在建设和运营过程中，会吸引一定的科学家、工程师、用户等人群，所以住房、交通、商业、医疗等服务配套设施必须具备。但是从人口、人气聚集到形成城市独特的气质和文化，往往难以一蹴而就。从全世界来看，这样的城市十分罕见。日本筑波科学城是自上而下形成的典型，总面积283平方公里，总人口22万，它的核心区研究教育区大约占地27平方公里。应该说，筑波完成了第一跳，但是它在第二跳、第三跳的过程中还存在诸多疑问。没有实现职住平衡是筑波科学城在“第三跳”时被诟病的重大不足，众多人员来往于东京和筑波之间。同时，筑波由于各类研究机构和企业都分属于相应的行政部门，从人事、经费到项目、课题等方面都受到各自上级主管部门或公司财团的垂直领导和管理，也只对上级行政部门负责。国有机构与民间企业之间少有来往，缺乏横向的联系。同时，科学城经常越过当地政府直接与上级政府联系，在消耗了大量资源的同时，并没有促进当地经济与科学城的共同发展，反而加剧了科学城和地方政府的矛盾。
The girl whose coat is red is your new classmate.（穿红色外套的那个女孩是你们的新同学。）whose做定语。
针对以上问题，建议：（1）国家和地方政府对大科学设施的发展需要分类设计投入和评估机制，并不是所有学科都能直接转化为产业。一是充分考虑后续运行经费的来源和支持方式；二是根据区域的发展特点建立相应的评估机制，保障科技、经济、社会等目标之间的平衡。（2）加强各类技术创新、交叉研究平台、技术转移机构的建设，通过产业目标型重大工程、项目合作、技术问题解决、创业孵化等多种方式，促进大设施、研究机构、企业、园区等主体或载体形成高效运转的区域创新集群。
三、“三级跳”：从区域创新集群升华为创新型城市
从目标来看，大科学设施的初衷为面向基础性、原创性研究，如北京正负电子对撞机工程。但是目前基础研究与产业化的链条大大缩短，很多大设施衍生出很多研究平台，和产业应用联系更加紧密。例如英国哈维尔科技创新园（Harwell Campus）作为世界上最早建成的大科学装置园区，其园区内部的散裂中子源ISIS专门分配15%的研发机时，用于企业合作推进产业化的技术应用，它本身的研究人员也在装置周围园区创立了多个企业。为更好了解企业需求，还专门成立了ISIS合作研发项目，通过多种途径让企业了解设施如何帮助他们的研究，并利用ISIS的专业知识进行实验和数据分析。
将创新链从科学研究向下延伸形成产业，存在很多传统和非传统的难点：（1）我国大科学设施的所在区域还存在科学与经济功能定位模糊不清，摇摆不定的问题，同时大设施如何与企业需求对接，将创新链逐步向后端延伸，还缺乏成功的范例。（2）大科学设施及其应用在创新链上所占据的位置还是偏前端，也较短，因此要赋予它吸纳大量就业、形成完整产业体系的功能，需要在更大地域范围内布局。（3）由于基础研究本身所具有的高风险性、高不确定性以及实现经济效益的时滞性，科学功能与经济功能之间在一定时间区间内往往存在冲突和矛盾。许多地区在进行大科学工程立项时未形成明确的评价指标体系，有的地区将自身定位为科学中心，却缺少对学科领域和技术路线的规划，在进行区域考核时仍以GDP等短期经济指标为主要标准，重资本积累，重企业逐利，并未产生具有价值的原创性科学成果；有的地区将自身定位为科技创新中心，但科学本位思想依然很严重，许多大科学设施首先服务于科学家，目标是发表论文，缺乏科技成果转化机制，对区域经济发展和产业自主创新的支撑能力较弱。
对于科学城建设，我国也有很多经验和教训：（1）城市功能的缺乏，这是我国目前很多大科学设施所在区域乃至科学（技）城正在面对的困境，“睡城”“鬼城”并不少见。（2）相对于形成宜读、宜研、宜居、宜业的城市服务圈层，形成城市独特的创新文化，更不可能一蹴而就。我国现在诸多的科学（技）城大多千篇一律，拥有标志性创新文化的城市屈指可数。
针对以上问题，建议：（1）“多规合一”，加强科学、产业发展与城市功能的协同。根据不同人才特点和需求，重点加强交通、住房、商业、教育、医疗、休闲娱乐等城市功能载体的建设，打造各类“创新社区”，推动“人口、人才、人气”的集聚。（2）“软硬”并举，以环境建设锻造创新文化。按照精细化、精致化、精准化的原则，围绕科学人才打造宜研、宜居、宜业的城市服务体系和政策。例如引入国际优质医疗和教育资源，探索实施适用于海外人才及其家属的医疗保险和社会保险政策。
广西边贸特色小镇在“一带一路”建设中的发展研究 ……………………………………………………… 赵芳芳 龚顺利（5/36）
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