开放共享大科学装置

我国大科学装置数量、技术上均已处于世界领先梯队，如何加大开放共享，最大化利用这些“国之重器”，加速推动科技成果形成新质生产力，是推动科技自立自强迈入高水平的重要议题之一

大科学装置正从基础研究的“策源地”，加速转变为催生颠覆性技术、解决“卡脖子”问题和培育新质生产力的“强磁场”

“精准对接大科学装置与企业的需求必须依靠专业人才及相应机制。需要在大装置与企业之间，建立专业化技术转移服务体系，既包括科研院所内部专业机构，也包括政府建设的公共服务型机构，承担需求挖掘、筛选、对接、二次开发、全流程服务。”

建立以开放效能、产业贡献为核心的大科学装置评价体系，将共享率、企业服务量、数据开放率与经费拨付、编制配置、职称评定挂钩

文 |《瞭望》新闻周刊记者 扈永顺 戴威

大科学装置是由国家统筹布局、投资建设并面向社会开放共享的大型复杂科学研究系统，为探索未知世界、发现自然规律、推动科技变革提供极限研究手段。我国在建和运行的大科学装置总量超70个，总规模居世界第二。

大科学装置能够驱动原始创新、攻克核心技术、构筑创新高地，是科技强国建设的核心基石与战略引擎。开放共享不仅让大科学装置成为前沿科学的创新引擎，更使其成为攻克核心技术、汇聚全球智慧、驱动产业升级的强大动力源。

目前，上海光源、散裂中子源、全超导托卡马克核聚变实验装置、综合极端条件实验装置、拉索、江门中微子实验装置等多项大科学装置性能稳居国际第一方阵。

从探索宇宙奥秘取得世界级天文发现，到深耕微观世界挺进粒子物理前沿，再到突破关键技术引领材料与能源革命，在大科学装置的牵引驱动下，我国取得多项世界领先成果。今年中关村论坛期间，怀柔综合性国家科学中心发布了来自中国科学院等单位牵头大科学装置的多项突破性成果，例如中国科学院国家空间科学中心牵头运行的空间环境地基综合监测网（子午工程），揭示了重大空间天气事件响应特征与机理，深化了当前对太阳风—磁层—电离层暴耦合物理过程的认识等。

大科学装置促进科技创新与产业创新深度融合，成为驱动产业升级的强大动力源。北京怀柔综合性国家科学中心是全球大科学装置最密集的区域之一，6个大科学装置中已有4个通过国家验收正式运行。依托大科学装置，北京怀柔综合性国家科学中心布局30多个科技设施，目前近20个科技设施面向全球开放共享，服务覆盖30多个国家和地区的超过1000家创新主体。面向“十五五”，怀柔综合性国家科学中心将围绕未来制造、健康、能源、材料、空间、信息等方向布局产业，打造“中国影像谷”“能源生态港”等未来产业发展高地。

同时，多位受访对象告诉记者，当前，我国大科学装置还存在共享广度不足，企业用户占比较低，经费投入机制存在“重建设、轻运行”的结构性矛盾等，制约大科学装置发挥更大效能。

科技部新质生产力促进中心研究员丁明磊等受访专家指出，我国大科学装置数量、技术上均已处于世界领先梯队，如何加大开放共享，最大化利用这些“国之重器”，加速推动科技成果形成新质生产力，是推动科技自立自强迈入高水平的重要议题之一。

大科学装置撬动创新

世界科技竞争日趋激烈，大科学装置作为科技强国建设必不可少的“国之重器”，正在发挥基础研究“策源地”作用，支撑我国科技自立自强迈向更高水平。

以子午工程为例，这是我国空间环境监测领域唯一一个大科学装置，其核心任务，是给地球和太阳之间的空间环境做“CT扫描”。它像一张“观天巨网”，对太阳表面爆发、行星际空间传播、地球空间响应的全链条，进行端到端连续监测。除少量涉密数据外，子午工程所有监测数据和产品都面向全球开放。用户可以在线查询、下载，甚至提出定制化的探测需求。

在支撑前沿科学研究方面，催生重大原创成果：首次发现并命名了“太空台风”现象；首次发现并命名了一种新型太阳射电暴频谱精细结构“珠状条链”，为日冕参数诊断提供了新方法，相关成果入选《中国科学》研究亮点。仅2025年，基于子午工程数据发表的学术论文就达147篇，成果数量和质量大幅提升。

在服务国家重大任务、保障航天安全方面，子午工程已累计为“神舟”“天舟”“天和”等系列重大航天任务，以及“鸿鹄”专项等提供了关键的空间环境预报和保障服务，成为航天器安全升空与在轨运行的“守护者”，自主构建中国区域高精度电离层预报模式，为太阳活动高年期间北斗导航定位精度的提升提供支撑。

在引领国际合作方面，子午工程已累计服务全球267家单位，覆盖巴西、德国等18个国家。基于子午工程的成功实践，我国牵头发起了“国际子午圈大科学计划”，已获得全球50多家国际机构的支持，为构建外空人类命运共同体贡献中国方案，将大幅提升人类应对空间天气灾害的整体能力。

“大科学装置的开放共享不是简单的资源输出，而是从科学发现到需求满足的全价值链系统性赋能。”中国科学院院士、子午工程二期总指挥、中国科学院国家空间科学中心主任王赤介绍。

大科学装置汇聚多学科研究力量，不同专业背景的科研团队借助同一平台资源开展深度合作，成为提供前沿技术实操、跨学科协作和顶尖团队指导的综合性成长平台，促进颠覆性技术创新。

例如，新型量子材料的研究是一个高度交叉的前沿领域，需要融合材料科学、高压技术、核磁共振等多个学科的知识与技术。中国科学院物理研究所研究员程金光和周睿牵头组织多学科团队联合攻关，利用综合极端条件实验装置实现镍基高温超导电性研究的重大突破，成为我国在高温超导领域取得的重要进展之一。“我们利用材料科学技术生长高质量样品，并通过核磁共振测量技术协助材料生长和筛选，最后结合高静水压测量技术实现电阻和磁化率的测量，最终实现了多种镍基超导新材料的发现。”程金光介绍。

年轻一代科学家在多学科交叉与复杂工程协作中快速成长。周睿32岁时就承担了综合极端条件实验装置强磁场核磁共振测量实验站的研制任务。他带领中国科学院物理研究所年轻团队，历时5年攻克了全超导磁体稳定运行、综合极端条件协同测量等技术瓶颈，建成国际唯一可稳定开放的综合极端条件核磁共振测量系统。

利用自主研制的系统，周睿除了与程金光团队合作为镍基超导材料探索指明方向，还与浙江大学曹光旱团队合作，率先得到铬基笼目超导体存在反铁磁序的直接谱学证据。

大科学装置的极端需求倒逼核心技术突破，技术同源的跨领域降维应用，催生颠覆性技术，解决“卡脖子”问题。

大科学装置要创造超高温、超低温、超高真空、超强磁场等地球上罕见的极端实验条件，就必须自主研发高功率加热系统、大型低温系统、高场超导磁体、高精度诊断测量等一系列尖端技术。这些技术门槛极高。当装置攻克了这些难题，就相当于从源头上掌握了自主可控的核心技术，为后续转化奠定了最坚实的基础。

“大科学装置在建设与运行中催生了大量中间技术成果，这些技术不仅服务科研本身，更在医疗影像、半导体、精密制造等领域转化为现实应用，推动本土企业打破国际垄断，形成科技成果沿途转化的良性机制。”安徽省政府参事室特约研究员宋宏认为。例如俗称“人造太阳”的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST），为了约束上亿度的等离子体，EAST需要极强且极度稳定的磁场，这催生了高性能超导磁体技术，可以用于攻克医用磁共振成像（MRI）设备的核心部件——超导磁体，打破西门子等国际巨头公司对超导磁体的垄断。

宋宏等受访专家认为，大科学装置正从基础研究的“策源地”，加速转变为催生颠覆性技术、解决“卡脖子”问题和培育新质生产力的“强磁场”。

既重建设 也重运行

我国大力推动大科学装置开放共享，使之成为服务全社会科技创新和产业发展的利器。受访专家认为，开放共享不是简单的优化预约流程、降低使用门槛、增加机时分配等技术性调整，实质要求打破制度性障碍，重构科研资源的运行逻辑与服务模式，关键是要超越使用机制，实现从工具共享到系统重构。

当前，大科学装置开放共享还存在三个不足。

一是开放共享广度不足。受访专家指出，我国部分大科学装置的企业用户占比较低，中小企业使用率几乎为零。企业大多不会用、不敢用、用不起。

二是开放共享深度不足，表现为存在“数据割据”。科学数据是大科学装置产出的核心成果之一，国内多数大科学装置尚未形成完整的数据管理体系，缺乏明确的数据管理计划。许多有价值的原始数据在实验后未能得到有效利用，海量数据的存储产生高昂的运维成本，影响共享开放的可持续性；在缺乏有效共享激励机制情况下，数据的有效开放面临障碍。

三是开放共享效能不足。开放机时、产业转化率、用户满意度等关键指标尚未纳入装置运行的刚性考核体系，部分装置依托单位存在建好不管、自用优先、封闭运行等现象。

究其原因，丁明磊分析，大科学装置建设与运行割裂。建设经费通常由国家专项拨款，严格限定于设备购置与基础设施建设，而设备升级、耗材采购以及人员薪酬等持续性运行支出，需装置依托单位自行筹措。

据统计，我国大科学装置的年运行经费占建设总成本的10%左右，低于发达国家10%～50%的水平，因运行经费总量不足而人力支出受限，运行经费缺口大、人力支出负担重。

大科学装置的公共属性与运行压力，也削弱了开放共享动力。

周睿分析，大科学装置的公共属性使其难以完全按市场机制定价。一方面，如收费标准低，不足以覆盖运行成本；另一方面，对开展基础研究的用户通常不收费。这使依托单位为维持装置运转，更愿意优先保障本单位科研需求，以期通过争取更多科研项目经费来反哺装置运行，客观上削弱了其面向外部用户开放共享的积极性。

大科学装置操作复杂，企业缺乏专业技术人员，装置依托单位缺乏懂产业需求的“翻译官”，没有能力进行开放共享，以及工程、运维、技术服务人员被归入“科研辅助序列”，对装置运行团队技术人员提供共享服务认可度不足等因素，也使为用户提供专业的技术服务和解决方案能力较弱。

这也阻碍了大科学装置面向国际开放共享步伐。“中国数据的国际显示度和品牌影响力有待提升。”太阳活动与空间天气全国重点实验室主任、中国科学院国家空间科学中心研究员张清和告诉记者，培育大科学装置的国际科研用户，需要通过长期的数据验证、服务接口优化和技术社区建设，我国亟待加强这些“软实力”建设，提升国际用户对中国空间天气数据的认知度和依赖度，促进以大科学装置开放共享为依托的国际科学合作。

加快开放共享

当前，进一步开放共享大科学装置，需要通过体制机制改革，打造跨部门、跨领域、多层次的网络服务体系。

建立覆盖大科学装置全生命周期的经费保障体系。宋宏建议，应为同类大科学装置制定统一的定价标准和支付机制，引入企业投资与科技金融工具，开发面向原创性科研的“投早投小”型金融产品，缓解装置开放共享的资金矛盾。

丁明磊认为，大科学装置的产业服务类应用采取市场化定价机制，鼓励同步辐射光源等装置通过工业检测等服务获取收益，反哺运行经费；也可由中央财政设立大科学装置共享创新券，降低企业使用装置成本。

精准识别企业需求。“大装置资源极其宝贵，要通过精准识别企业需求，平衡好服务产业与科学研究之间的关系。”合肥滨湖科学城党工委委员、管委会副主任陈林举例，民营企业应流集团需要超强机械环境做高端叶片研发，他们主动向位于合肥科学岛上的稳态强磁场装置提出需求，并由装置科研及运营团队对接，完成了从样品制备、实验执行到数据解析的全流程服务。

“精准对接大科学装置与企业的需求必须依靠专业人才及相应机制。需要在大装置与企业之间，建立专业化技术转移服务体系，既包括科研院所内部专业机构，也包括政府建设的公共服务型机构，承担需求挖掘、筛选、对接、二次开发、全流程服务。”陈林建议，依靠技术经理人与专业需求筛选对接平台，深度挖掘、分析企业需求，判断是否与大科学装置能力适配；依靠科研攻关项目、需求牵引机制，把企业需求导向大科学装置供给侧；建立科创智能体，用智能化检索实现企业与大科学装置供需自动匹配，解决信息不对称等问题。

完善人才培育与考核激励机制。建立以开放效能、产业贡献为核心的大科学装置评价体系，将共享率、企业服务量、数据开放率与经费拨付、编制配置、职称评定等挂钩。“实施大科学装置‘人才—服务—产业’协同发展工程，设立大科学装置人才专项基金，培育覆盖研发、建设、运维的全链条专业队伍；建立工程技术与科学研究双轨评价体系，并赋予运维贡献与论文同等权重；推动装置集群与国家实验室、链主企业深度绑定，形成创新生态闭环。”丁明磊建议。

拓展国际合作与开放共享，打造全球创新高地。根据中关村论坛发布的《开放科学国际合作行动计划》，子午工程、综合极端条件实验装置等10个大科学装置面向全球开放共享。

王赤认为，国际开放共享的核心是让全球用户了解、使用并信赖中国大科学装置的数据，建议加强国际用户服务生态建设，建立长期稳定的国际用户培育机制。例如通过持续的数据质量验证建立信任基础；提供多语言接口以降低使用门槛；建设国际用户交流平台，提升国际学术话语权。同时，积极参与国际技术标准讨论和规则制定，逐步构建以中国子午工程为核心节点的未来全球空间天气服务网络。

为进一步加大大科学装置的国际开放共享力度，助力大科学装置成为聚集全球智慧、开放创新的高地，多位受访专家建议，通过发起国际大科学计划，联合全球科研力量共同应对气候变化、公共卫生等重大挑战，既提升装置的国际影响力，也在合作中实现技术互鉴。■