編者按 在全國科技創新大會、兩院院士大會、中國科協第九次全國代表大會上，習近平總書記都曾明確提出到新中國成立100年時成為世界科技強國的目標。如何實現中國的科技強國夢？在9月12日召開的第五屆中國科技政策論壇上，專家們就科學界的開放性、戰略新興材料、大科學裝置及國家實驗室、科技體制改革等熱點問題各抒己見，智慧的火花閃爍科技強國希冀。
探索知識體系的邏輯與架構
現代科學技術自20世紀以來取得了突飛猛進的進步，人類對自然界的認識和改造自然的能力不斷提升，一些重要科學問題取得了新的突破，多學科交叉融合也催生了許多新技術，新的科研模式正在形成，科學的開放性和全球性已成為當代科技的潮流，在不遠的未來，全球即將迎來新一輪科技革命和產業變革。
為了推動科學技術的發展，科技界往往呼吁政府增加科技投入，而各國政府無一例外也比以往任何時候更期待科技界能夠對科技投入予以更多更快回饋。一般而言，在任何國家，這兩方面均難以完全滿足對方的期望。與此相關的政產學研的關系也越來越成為各方面關注的問題。爭論投入和回饋，解決產學研各方面的關系，當然十分重要，但是，在這些議題之外，還有什么問題更為重要而還尚未引起重視呢？我們認為，可能確實存在著忽視科學技術自身發展的問題，而這些問題或許更為關鍵。
對科技界而言，理清知識體系自身的結構和邏輯及其與應用技術領域的結構與邏輯的相互關系，并以此為依據對科學技術各學科和領域進行布局，才能有效促進學科交叉融合，提升科研效率，加快科學技術進步的進程。
物質世界和人類自身的結構和其中的邏輯關系表現為多層次結構，每一層次又表現為多尺度的結構，建立每一層次多尺度之間的關系和不同層次之間的關聯是現代科學的中心任務，其中，每一層次的介尺度結構是實現這一中心任務的關鍵。因此，多層次、多尺度和介尺度復雜性將是一個完整合理的知識體系的顯著特征。
廣義講，所有應用技術領域的結構和邏輯所涉及的科學知識范疇都是相同的，區別只是用這些知識解決的具體問題表現方式不同而已，因而也呈現多層次、多尺度和介尺度的特征，可與知識體系融為一體。
各層次的介尺度問題是知識和技術體系共同缺失的環節，而不同層次的介尺度問題又可能具有共同的規律，受統一的原理支配，彌補這一原理將可能引發科學和技術整體的變革性進步。
知識結構和邏輯的演化，將導致理論、方法、工具和思維方式的變革，再加上信息技術和數據科學的推動，未來的科研模式將發生根本性的變化，如何應對這一變化，也是實現科技跨越發展的另一關鍵問題。
知識體系結構和邏輯的完整認識和科研環境的變化將導致新的科學技術布局和新的科研模式的逐步形成，這將是21世紀科學技術的特征之一。對這一進程的認識關注和推動，對一個國家科學技術發展的進程十分關鍵，需要各學科共同的努力，更需要政府堅定的支持。學科界限的打破并逐步融合，新思想的出現并得到及時支持，都需要學術界采取一種開放的心態，也需要科技界、政府、所有國際科學組織積極地推動。各方面對這些變化和發展的態度，會很大程度上決定新的科技革命發生和新的科研模式形成的進程。這也是科學的開放性和全球性的應有之意。各方面應對此有充分的認識，這是全球共同的利益，需要共享責任，共同行動。只有這樣，人類才能更有效地應對全球性的挑戰。
此外，這些變化必然引發各國國家創新體系和科研管理模式的變化，各國政府均應主動地去適應這些變化，對國家創新體系做出必要的調整，對科技隊伍的規模和結構進行優化。在全球層面，國際科學組織應當考慮各國創新體系之間的關系，甚至如何促進全球創新體系的建立，至少是各國之間的合作，這樣才能有效提升創新體系的效率和能力，并在科研投入增加有限的背景下，確保科學技術仍能高速發展，這可能比要求投入和追求回饋更為重要。
科技強國能力建設的政策思考
《國家創新驅動發展戰略綱要》提出“到2020年進入創新型國家行列，到2030年躋身創新型國家前列，到2050年建成世界科技創新強國”的創新驅動發展“三步走”戰略目標。科技強國建設是中國服務世界能力提升的歷史過程。建成世界科技強國不僅意味著中國能夠不斷涌現出原創性科學思想和前沿技術，而且體現在中國原創性科學思想和前沿技術在世界科學技術領域影響的廣度和深度，標志著中國成為世界主要科學中心和創新樞紐。從這個意義上講，“世界科技強國”比“創新型國家”的標準更高，不僅強調科學技術發展質量和數量，還強調對世界科學和技術發展的貢獻。
世界頂尖人才、研究機構和重大科技基礎設施是世界科技強國的重要支柱。從諾貝爾獎獲獎機構數統計數據排名看，美國擁有128個機構，名列第一；德國（53）、英國（40）、法國（26）、日本（14）、瑞士（10）、瑞典（8）、澳大利亞（8）、意大利（7）、荷蘭（6）、加拿大（6）等名列第二至第十。從2004年至2015年諾貝爾科學獎分布看，美國43人次，日本和英國各8人次，法國、德國分別為6和5人次，充分顯示出一流科學人才和研究機構數量的正相關特征。
建設世界科技強國必須破解人才政策四大難點問題。一是人才選拔政策的公正性問題。人才選拔標準、選拔程序、評審機制、聘任方式等方面存在許多需要厘清的問題，例如，高層次人才引進應該與重大創新任務和工程緊密結合，應該有明確而嚴格的標準，應該注重其工作能力和創新績效，而不僅僅是個人求學和工作經歷，寧缺毋濫。二是人才培養政策的短視化現象。人才培養政策有悖于人才成長規律，關注“顯人才”、忽視“潛人才”，關注“少數人”、忽視“多數人”，關注“結果”、忽視“過程”。三是人才使用政策的功利化傾向。人才使用政策與人才稱號、報獎、提職掛鉤過緊，不僅導致科技人員聚焦可發表、可評獎和可申報人才計劃的研究工作，也耗費了科技人員大量的時間精力，最終將使科技創新活動越來越偏離其價值（無論是科學、技術、經濟、社會和文化價值）創造的軌道，偏離了經濟社會發展的需要。四是人才激勵政策的物質化導向。目前人才激勵政策實施過程中存在大量政策疊加現象，使得個人提職提薪和獲得人才計劃稱號成為科研的主要驅動力，忽視了科研的本質。
建設世界科技強國必須持續加大投入，統籌部署3類重大科技基礎設施，推動設施集群化、規模化發展。平臺型設施要著眼于基礎科學和前沿技術重大突破，力圖把握新一輪科技革命重大機遇，組織方式上應鼓勵國際合作，建成后應面向全球開放，能夠代表國家參與高水平國際科技競爭與合作。戰略導向型設施應聚焦國家戰略需求，著眼于突破深海、深地、深空、信息安全等領域的關鍵技術，有效保障國家安全，組織方式上應強調自主發展，建成后成為國家實驗室等國家研究機構的重要組成部分。應用導向型設施應面向國民經濟主戰場和重大民生需求，著眼于破解產業發展、生態保護、醫療健康等領域科技難題，推動產業和產品向價值鏈中高端躍升，組織方式上應探索引入公私合作模式，引導社會資本投入。完善基礎設施全生命周期管理體系，建設世界級重大科技基礎設施集群，依托設施集群布局建設國家科學中心或國家實驗室，集聚全球高水平科研人才和創新團隊，開展多領域、多學科、多主體交叉研究，充分發揮重大科技基礎設施在基礎前沿研究和重大顛覆性技術開發方面的支撐作用。
從石墨烯熱到科技強國夢
中國正處在石墨烯淘金熱之中。全國各地都在建設石墨烯產業園。據不完全統計，這種打著石墨烯旗號的產業園接近20個，有發達地區，也有欠發達地區，堪稱一場石墨烯產業化運動，讓人聯想起1958年的大煉鋼鐵運動。
石墨烯號稱新材料之王，其無與倫比的特性吸引了全世界的眼球。中國擁有最龐大的石墨烯研究隊伍，從2011年起，中國學者發表的石墨烯相關學術論文已居世界首位，中國申請的石墨烯專利已占到全球總數的40%。同時，中國也在引領著石墨烯材料的產業化運動，據不完全統計，目前國內有300余家企業從事石墨烯產品和生產設備開發，主要集中在石墨烯原材料、鋰離子電池導電添加劑、超級電容器、防腐涂料、電加熱和健康器材、觸摸屏等領域。
毋庸置疑，中國的石墨烯基礎研究和產業化研發都取得了巨大的進步，在國際上應位列第一方隊。但是，也暴露出制約石墨烯產業健康發展的諸多問題。第一，很多人誤認為進入石墨烯行當的門檻很低，并且誤以為石墨烯時代就在眼前。實際上，從安德烈海姆等人發表第一篇石墨烯文章至今，只有短短的12年時間，石墨烯相關基礎研究的熱潮剛剛退去，石墨烯原材料的規模化生產才剛剛開始，應用研究也只能說逐漸走出實驗室。就現狀而言，我們仍處在產業化前夜，至多是起步階段。這種認識上的誤區導致很多人盲目樂觀，盲目進入石墨烯領域。第二，目前的產業園建設過于盲目、分散，且簡單重復，特色不清晰，所從事的大多屬于門檻很低的低端產品研發，必然導致低水平的惡性競爭。第三，急功近利傾向非常嚴重，只關注明天獲利的初級產品，輕視甚至忽視對未來石墨烯產業核心技術的關注和投入。
我對石墨烯的未來充滿信心，未來的石墨烯產業將是一塊巨大的蛋糕，人們自然希望能夠在這塊蛋糕中多切到一些。中國能夠切到多少呢？我并不十分樂觀。石墨烯作為一種戰略新興材料，國家應該積極謀劃布局，充分體現國家意志。我們不能過于急功近利，既要關注今天的產品，更要關注未來的核心技術。只有擁有這些核心技術，才能擁有石墨烯產業的未來。
改革開放之初，諾貝爾獎獲得者楊振寧先生曾經給鄧小平寫過一封信，信中指出：中國的科學研究傾向于走兩個極端，或者注重原理的研究，或者注重產品的研究，反過來對這兩種研究之間的發展性研究似乎沒有被注重。發展性研究是一種中期的投資，希望5年、10年或20年，成果能增強社會生產力。這種投資是中國十分脆弱的環節。楊振寧先生的這段話仍然具有現實意義，值得我們深思。
石墨烯產業化呼喚“工匠精神”。當年碳纖維的研發歷史是一個很好的例子。日本東麗公司花費了近半個世紀，投入了1400億日元，才推開了碳纖維在航空航天領域應用的大門，開啟了碳纖維應用新時代。石墨烯擁有光明的未來，但需要耐心和堅持，需要踏踏實實的努力。
積極發起國際大科學計劃 建設國家實驗室
黨的十八屆五中全會公報指出：“深入實施創新驅動發展戰略，發揮科技創新在全面創新中的引領作用，實施一批國家重大科技項目，在重大創新領域組建一批國家實驗室，積極提出并牽頭組織國際大科學計劃和大科學工程。”
國家實驗室承擔重大科技項目、國際大科學計劃和大科學工程，重大科技項目與國際大科學計劃和大科學工程銜接，并互相借鑒管理方式，它們互為補充，缺一不可，成為未來科技發展與改革的重要方向。我國發起的國際大科學工程和計劃與國家實驗室，兩者有相同的終極目標，國家實驗室可以是中國發起的國際大科學工程的牽頭單位，重大技術攻關需要國家實驗室來組織。
這不是簡單地、漸進地對科學事業的推進，而是通過建設國家實驗室這一重大改革措施，利用對外開放和國際合作，結合中國特色和優勢，實現對新的科技發展的引領。這將改變科研發展的組織形式和內容。過去我們的組織模式大多小而全、分散且獨立，僅僅依靠小課題組、小研究單位來推動科學事業發展是遠遠不夠的。如今從物理、工程到生物、醫學、環境等等，大團隊作戰已經成為國際發展趨勢之一。
參考國際上大型研究中心（國家實驗室）的成功經驗與核心科研能力對比，國家實驗室需要具備五大特點。一是要體現國家意志、代表國家水平、解決國家重大需求，有能力承擔周期長、成本高、風險大、需大團隊合作的研究項目。二是管理嚴密，有較強執行力的法人單位，松散的結合方式對周期長、成本高、風險大且有時效性的科研工作來說是不利的。三是有自己長遠核心能力，并能跟隨國家戰略變化調整研究方向，能兼顧基礎研究和應用研究、當前和長遠任務的平衡。四是具有重大國際影響力，要有基礎科學研究的引領能力和國際大科學工程和計劃的組織能力，并產生標志性科學技術成果。五是具備開放性的設施和開放性的管理。大團隊合作是未來科學研究的一個趨勢，而對外開放和國際合作則是其中的關鍵。
大型高能物理實驗裝置的人員、設備及建造費用規模巨大，廣泛的國際合作成為大型高能物理實驗的主要方式。分擔經費投入，合作開展研究，共享研究成果。依托大科學裝置，我國在粒子物理國際合作方面成果顯著，如北京譜儀III、大亞灣中微子實驗、江門中微子實驗，從易到難，從逐步建立信任，吸引國際合作者，到按照國際管理建立成熟的國際合作組管理體系。經過多年積累，現在我們已經有能力發起真正的、具有重大國際影響的、可以成為國家標志的國際大科學工程和計劃。
根據國家的戰略發展目標，我國科學家也及時提出了一些面向國際科技前沿、以我為主的國際科技合作大科學計劃，在高能物理領域的大型環形對撞機CEPC-SppC正是其中之一。CEPC是我國高能物理乃至整個科學發展的一個重大機遇。該項目的物理目標明確，意義影響深遠，世界各大高能實驗室均已表示愿意參加合作研制。它將采用國際化的方式運作、管理，吸引國內外千余名科學家與工程師參與，聚集一批高新技術企業，推動相關技術得到巨大發展，形成一個大型科學研究中心和國際科學城。該項目將有力地推動地方的社會與經濟發展，它將成為國際科學技術研究中心，人才引進和培養基地，有利于國際化的科研體制建設，是我國科技外交與中國軟實力的體現。
以國家實驗室為依托，積極發起組織國際大科學計劃與工程，集世界的力量為中國主導的大科學計劃服務，是縮小差距、邁向科技強國的必經之路。
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