武汉建立综合性国家科学中心的充分必要条件研究

李蓓黎 万小龙

摘   要：综合性国家科学中心是国家体制与区域创新能力的现实选择，是建成世界科技创新强国的战略性部署。武汉符合建立综合性国家科学中心之必要条件和充分条件。在武汉建立综合性国家科学中心有着重要的现实意义。

关键词：大科学工程;武汉;科学中心

国家发展改革委联合国家教育部、科技部等8个单位发布的《国家重大科技基础设施建设“十三五”规划》（以下简称《规划》）建设目标和重点任务中，明确提出要“建成若干具有国际影响力的综合性国家科学中心，使其成为原始创新和重大产业关键技术突破的源头，成为具有重要国际影响力的创新基础平台。”[1]综合性国家科学中心的内涵，即国家和区域创新发展战略的集中体现、硬件设施群与政产学研创新主体的系统集成、创新平台集聚和辐射效应的有机结合。综合性国家科学中心外延，即在条件相对成熟、具有一批（3个或3个以上）国家重大科学基础设施的地区建设综合性国家科学中心，开展物质、能源、环境、健康、材料、空天和工程技术（信息、精测和岩土）等领域的设施建设和运行机制的改革探索与先行先试，创新设施建设和运行模式。随着我国大科学装置在各地建设布局的日益完善和运行逐渐稳定，未来以大科学装置集群为支撑的综合性国家科学中心将成为带动产业发展的重要动力[2]。

目前，上海已先行启动综合性国家科创中心的建设，北京和合肥地区也已经获批。综合性国家科学中心的4大功能，即知识创新、技术创新、管理创新和文化引领。武汉具有突出的科教综合优势，应该抢抓历史机遇，主动推进，争取建设武汉综合性国家科学中心。

1    武汉建立综合性国家科学中心的必备条件

武汉地区拥有脉冲强磁场（武汉市区华中科技大学）、精密重力测量（同前）和极低频探地工程WEM台（武汉船舶通讯研究所建在武汉城市圈的罗田县三里畈镇），共3个大科学装置以及光电国家研究中心（武汉市区华中科技大学）。因此作为核心的创新要素，重大设施配置必备又良好。

武汉脉冲强磁场是世界4大脉冲强磁场科学中心之一，为凝聚态物理、材料、磁学、化学、生命与医学等领域科学研究提供理想的国内外研究平台。

武汉精密重力测量研究设施将成为全球规模最大、技术最先进的精密重力测量科学中心之一，为我国地球科学基础研究及精密重力仪器研制、测量与应用研究提供必要的实验条件，以满足地球科学、资源勘探、国家安全等对重力数据和重力基准的战略需求。

极低频探地工程WEM台，将为我国研究地下深层地质、空间物理和无线电物理等提供一种有力的新科学研究手段，为多学科如大气物理、磁层物理、地质与地球物理、无线电物理等提供一种新的公用性、开放性的科学研究平台。

3大装置在技术上具有共生性，在支撑学科方向上相互关联，华中科技大学、中国科学院武汉物理与数学科学研究院、武汉大学和武汉船舶通讯研究所等一大批在汉的重点高校和国家部委科研院所满足综合交叉科学研究发展需求。2014年10月脉冲强磁场实验装置通过国家验收，标志着我国成为继美、德、法之后第4个拥有国际顶级水平大型脉冲磁场实验装置的国家。武汉精密重力测量研究设施所在的华科大引力中心，不仅是我国目前唯一的引力实验研究基地，而且在万有引力常数G的精确测量方面也达到了世界领先水平，扭秤调制技术与光子静质量的研究、扭秤双调制法检验亚毫米范围牛顿反平方定律和空间加速度计研究领域，在国际舞台上也占有重要之地。极低频探地工程WEM台，天线长度、覆盖面积、探测深度均为世界领先，可以为全国提供一个极稳定、穿透能力很强的极低频电磁信号源及数据处理中心，将是世界上第一个利用极低频进行大范围地下资源探测、地震预测和前沿科学研究的科技基础设施。

武汉光电国家研究中心前身是科技部于2003年11月批准筹建的第一批5个国家实验室之一，由教育部、湖北省和武汉市共建，其依托单位是华中科技大学，另有3个组建单位：武汉邮电科学研究院、中国科学院武汉物理与数学研究所、中国船舶重工集团公司第七一七研究所，旨在通过建设多学科交叉融合的大型科学研究平台，推动国家科学研究的原始性创新。武汉光电国家中心面向国家战略需求和区域经济发展，按信息光电子、光子辐射与探测、能量光电子和生物医学光电子4个领域规划了基础光子学、激光科学与技术、集成光电器件与微纳制造、光通信与光网络、光电测控技术、光电信息存储、生物医学光子学等7个研究方向以及技术支持与服务部等机构。从事有应用背景的基础研究，既在科学前沿上进行深入的战略性和前瞻性研究工作，又为推动国民经济建设和社会可持续发展、解决国家光电子产业发展中的重大关键科学问题提供强有力的支持。现在存储实验室处于国内领先，生物医学成像实验室、集成实验室的全光信号处理都处于国际领先。

2    武汉建立综合性国家科学中心的充分条件

2.1  作为内在的科教人才要素：科研基础自身完备而充分

湖北是科教大省，武汉具有建设综合性国家科学中心的人才、科研优势。科教實力仅次于北京、上海，居全国第三，拥有包括武汉大学、华中科技大学、华中师范大学等在内的高等院校98所，两院院士67名，各类科研机构100多所，其中普通高校和本科院校数仅次于北京，居中国第二，教育部直属全国重点大学数量居全国第三，在校大学生和研究生总数居世界第一。国家实验室1个（武汉光电国家实验室），国家重大科技基础设施3项，国家级重点实验室13个。智力资源和人力资源十分丰富，“武汉·中国光谷”所在地—武汉东湖高新区是中国较大智力密集区，在光通讯（华科）、天地测绘（武大）、生物工程（华农，武大）、激光（华工）、微电子技术和新型材料（理工大）、农药学（华中师大）、地质及地质资源（地大）以及物质科学（中科院武汉分院）低频测地（中船重工）等领域，科技开发实力处于全国领先地位。在武汉创立综合性国家科学中心具有强大的科研人才的内在要素。

2.2  作为国家战略要素的叠加：创新能力强而有序

武汉现在是我国仅有的3个双自联动（自由贸易区+自主创新基地）政策叠加区的国家中心城市之一，另外两个是北京和上海，都已经获批国家科学中心。

《全面深化中国（武汉）自由贸易试验区改革开放方案》规划了未来3～4年自贸试验区建设的宏伟蓝图，提出了建设综合改革试验区、压力测试区、提升政府治理能力先行区、“国家科技产业创新”桥头堡“世界光谷”的更高目标以及加强与武汉双创中心的更高要求。另一方面，武汉光谷创新与工贸实力仅次于北京中关村和上海张江，居全国第三。再者，作为国家创新城市试点和新晋国家中心城市，武汉市科技智力资源丰富，有基础、有条件，更有责任在服务国家创新驱动战略方面有更大的担当、更大的作为。因此，立足国家战略推进创新发展，基于武汉市的科技智力优势、产业优势和区位优势，创建具有时代特征、中国特色、武汉科技特点，创立“综合性科学国家中心”是武汉市“十三五”创新发展的必然选择。

2.3  作为外在的经济社会与地理人文要素：积累深厚又平稳安全

武汉不仅具有建设综合性国家科学中心的内在需求、雄厚基础和突出优势，而且区位优势明显。武汉历来被称为“九省通衢”之地，是中国内陆最大的水陆空交通枢纽。它距离北京、上海、广州、成都、西安等中国大城市都在1 000公里左右，是中国经济地理的“心脏”，具有承东启西、沟通南北、维系四方的作用。京广、京九、汉丹、沪汉蓉、京港5条铁路干线，以及京珠、沪蓉等6条高速公路在此交汇，武汉正在成为全国4大陆路运输枢纽之一。水运已形成“干支一体，通江达海”的客货运网络，武汉港是我国长江流域重要的枢纽港和对外开放港口。华中地区最大的航空港武漢天河机场，是华中地区唯一可办理落地签证的出入境口岸，为全国4大枢纽机场之一。巨大的区位交通优势推动了武汉现代物流业的快速发展。以建设国家级物流枢纽城市为目标，合理规划布局以现代物流园区、物流中心、配送中心为节点的现代物流体系，武汉作为联结国内外两个市场和促进中国东、中、西部互动的桥梁纽带功能逐步显现[1]。

武汉是我国经济地理中心，重要的综合交通枢纽，是内陆市场腹地和中部商品集散中心，综合性国家科学中心建立于此，受到我国周边地缘政治与军事不稳定因素影响最少。中国人均资源短缺，加之资源勘探水平不高，开釆利用率较低，成为制约未来经济发展的突出矛盾。我国和全人类一起，正面临越来越严峻的全球气候变化、生态环境恶化以及环境污染的巨大挑战。应对这些挑战，大型先进光源此类装置则是研究环境污染、环境健康和发展绿色生产及环境修复技术的重要研究平台。武汉在历史上是从来没有发生过大的地震，三峡工程建成以后武汉已经不大可能再有大洪水，气候也变得比过去更宜人。武汉水资源丰富，光谷新区有大批荒地，容易找到综合性国家科学中心长期扩展区域。

2.4  作为辐射延伸要素：产业布局协调又与科研良性互动

世界已步入知识经济时代。依靠科技进步和自主创新，加快转变经济方式，推动经济社会又好又快地发展，成为发展的主题。经济发展的关键是依靠科技创新，占领科技制高点，逐步使战略性新兴产业成为经济发展的主导力量。各大科学技术重点设施发展的提出和相应体系的构建代表了我国对科技制高点的全方位选择。相应地，也对重大科技基础设施建设提出了全方位的需求。

作为国家中心城市，又是承载湖北乃至中部崛起的龙头城市，其东湖自主创新示范区是最具科技创新活力、产业影响力的发展区域，具有建设综合性国家科学中心的内在需求、雄厚基础和突出优势，邮科院、存储器项目等一大批全国领先高科技产业。武汉已经形成完备的产业体系，在全国特大城市中同时拥有大汽车、大钢铁、大石化、大船舶产业的只有上海和武汉。光电子信息已是世界级产业集群，光纤光缆生产规模分别占国内、国际市场的66%、25%。建桥、常规潜艇制造、激光加工设备、工程勘察设计等一批产业已进入全国第一方阵[2]。高端装备制造、白色家电等一批产业也有很好的基础。通过努力，这些产业完全可以在全国占据更重要的位置。武汉承担中国中部崛起与长江经济带承上启下的作用，在武汉建立综合性国家科学中心，在中部地区和中南地区的高校和科研院所可以带来广阔的辐射效应。

3    武汉建立综合性国家科学中心的目标现实性

目前武汉具有自贸区、国资改革、具有全球影响力的科创中心建设等重要的领域中，多项国家战略叠加，这是武汉作为试验田的机遇，而建立国家综合科学中心将大大有利于这些战略联动而产生乘数效应。

3.1  建成若干重大基础设施

具体到目前国家发改委和科技部给出的建立国家综合性科学中心的必要条件（3个或3个以上重大设施），现在武汉市已经有3个重大设施，在全国各申报城市中领先。

以现有重大设施为依托，整合各在汉高校优势，重点以强磁场、精密测量和生物医疗成像3大设施为主打造重大科技基础设施高度集聚的科研高峰。通过整合武汉东湖高新区等在汉各种科研与产业资源，以光电、智能制造和生物安全3大平台为依托，为争取武汉建设综合性国家科学中心奠定更加坚实的基础，为武汉建设国家中心城市和国家中部崛起及长江经济带建设提供更加有力的支撑。

3.2  促建世界一流大学

重大科技基础设施建设是科技含量和管理要求高、技术密集且复杂的大规模创新活动，对培养兼具科研、工程、管理能力的复合型人才具有特殊作用。设施还是促进科学思想交流和学科交叉融合的理想场所，因而也成为培养青年科技人才的重要基地。它还以强大的科研支撑能力，对于海外科技人才回国效力具有巨大的吸引力[5]。按照国家和省市规划，促进建立武大和华科大两大世界一流大学和一批世界一流学科，可以考虑将与现有两大设施相关的一批新设施平台集中在华科大北山地区。

3.3  汇聚一批国际领先团队

大科学装置的建设在为多学科交叉融合提供载体的同时，也为新学科的兴起搭建了重要平台。因此，有别于其他产业集群，大科学装置集群拥有产生重大科学突破和技术升级的原始创新力量[6]。

我国重大科技基础设施过往的发展过程中，已经发挥上述优势，为培养各类人才发挥了重要作用。一些高素质复合型人才成为许多国家重大科学工程的领军人物;大量高级科技人员在众多科技领域发挥重要作用;大批人才进入产业界，成为许多高技术企业的技术骨干。可以考虑将其他设施平台分散设置。

3.4  转化多个全球科技产业

市政府出台了“双自联动”的工作方案。所谓“双自联动”，是将自贸区建设和东湖自主创新示范区两项战略的叠加，为武汉国家综合科学研究中心的建设迎来机遇。“双自联动”方案包括10项创新试点：探索完善高新技术企业和技术先进性服务企业认定管理办法;开展创新药物上市许可持有人制度试点;建设国际化创新创业孵化平台;探索运用电子围网等方式创新保税研发模式;建立东湖空运货物服务中心等，涉及金融、贸易、监管等多个方面。

3.5  长期突现原创基础科学理论

目前，武汉已拥有光电国家研究中心、脉冲强磁场国家重大科技基础设施、精密重力测量和超导回旋加速器的质子放疗装置等重大装备，随着国家战略的进一步推进，国家队参与全球原始创新竞争主战场将集中在东湖。“武汉·中国光谷”所在地—武汉东湖高新区是中国较大智力密集区，在光通信、生物工程、激光、微电子技术、农药学、地质及地质资源和新型材料等领域，科技开发实力处于全国领先地位。虽然基础科学理论的原创性突破具有高度不确定性，但基础科学理论探究具有高度不确定性这一点是高度确定的。根据科技计量学揭示的一般规律，大科学时代在重大科学基础装备、世界一流大学集聚与高科技产业创新与转化链条完备三者叠加并且经济政治与军事因素相对平稳的地区更可能产生基础科学的重大原始创新。

4    结语

总之，武汉符合建立综合性国家科学中心必要条件：3+1重大基础设施;具备充分条件：国家战略要素叠加的创新能力、科教人才要素积累的科研基础、综合经济与地理人文要素生成的社会积累和整体政产学研要辐射延伸的产业布局。应该加强谋划筹备组织，通过揭示武汉综合性国家科学中心在国家创新体系中的地位和作用，提高对其重要性的认识，加快建设方案研究制定工作，为中部地区中长期科学发展规划的制定提供基础。通过分析国际发展态势和国家发展现状，认识到武汉目前与国际先进水平和国家需求的差距，并与国家科技中长期发展规划合拍，也与中央对武汉这个新晋国家中心城市所肩负的中部崛起和长江经济带长期社会发展的领头作用的期望一致。在上述认识的基础上，确立武汉综合性科学中心发展战略，包括指导方针、发展目标、发展原则。在发展战略的指导下，确定“十三五”期间重点发展领域，分析各个领域的发展需求、重发展点及步骤。整合优势资源，确立科學中心的战略定位中长期规划包括到2030年和直至21世纪中期的展望和建设原则、建设内容及其保障措施。

[参考文献]

[1]张耀方.综合性国家科学中心的内涵、功能与管理机制[J].中国科技论坛，2017（6）：5-12.

[2]陈家琪.从当代科学与技术发展的特点看发展中国家的后发劣势[J].江西财经大学学报，2005（5）：86-88.

[3]湖北省成套招标有限公司.招标文件[Z].智慧城市设计项目投标文件，2011.

[4]阮成发.武汉：奋力向国家中心城市迈进[J].政策，2012（5）：4-9.

[5]潘泽生，甄树宁.重大科技基础设施在国家创新体系中的地位与作用[J].中国高校科技，2012（9）：28-29.

[6]梁永福，盘思桃，林雄，等.大科学装置集群的协同创新与产业带动效应—以广东大科学中心为例[J].科技管理研究，2018（2）：12-17.