投资百亿的大科学装置，能否成为武汉手中的“王牌”？

近日，位于武汉光谷的国之重器有了大进展。

据报道，“精密重力测量研究设施”通过国家验收。这一大科学装置由华中科技大学牵头，投资8.6亿元，历时5年建设完成。这也是华科大承担并完成的第二个大科学装置项目。

验收完成，投资没有停止。有学者指出，重大科技基础设施建设不是一次性投资，建成后，每年的运行维护费通常是建设经费10％-15%。

投资大、风险高、回报慢，是对大科学装置的共识。武汉目前拥有6个这样的国家重大科技基础设施，数量居全国前列。

为何各地在大科学装置上加大投入？它对湖北和武汉又意味着什么？

️10月18日，由华中科技大学牵头建设完成的国家重大科技基础设施项目“精密重力测量研究设施”通过国家验收评审。

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“国之重器”的百亿投资

精密重力测量研究设施，用于“尽可能”精确测量万有引力常数G。之所以说“尽可能”，是因为这个数值被世界各地科学家测了200多年，用100多种不同的实验方法，测量出了200多个不同的G值。

万有引力常数是人类认识最早，但测量精度却最差的一个基本物理学常数。因为精度问题，很多相关的基础科学难题无法解决。

2018年，华科大的一个防空洞内，中国科学院院士罗俊团队采用扭秤周期法和扭秤角加速度反馈法两种方法，测出了国际上最高精度的G值。研究成果发布在《Nature》杂志上。

将G值的精确度从小数点后3位，推进到小数点后4位，对普通人而言只是多了一个数字，却足足花了罗俊团队30多年。

引力极其微弱，且不可屏蔽，对测量研究设施提出了极高的要求。参与研究的涂良成教授说：“国外高精端的东西对我们都是封锁的，我们买得到的，都是它中等的或者接近淘汰的东西。”

为了测出高精度G值，罗俊团队自主研发了一批高精端的仪器设备。测量G值不仅带来基础研究的突破，还带动了技术的发展。

美国国家标准与技术研究所S.　Schlamminger教授盛赞：“这是精密测量物理追求卓越工艺的典范。”

罗俊打了个比方：“一个板用一根丝把它挂起来，你要想办法让那根丝尽可能地挂到中间，左右对称能够到微米级误差，相当于一根头发丝的五十分之一。”

测量G值的仪器设备，在地质勘探等方面也发挥重要作用。比如，它可以装在飞机上，从空中给地球做CT，找油气，找矿，探索地球内部的情况。

《Nature》杂志发布罗俊团队论文的同一年，精密重力测量国家重大科技基础设施初步设计概算获国家发改委批复。

此后，湖北对大科学装置投入不低。

据报道，2019至2022年的四年时间内，湖北省和武汉市每年共同筹集100亿元资金，用于建设重大科技基础设施，打造一批“国之重器”。

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地方财政的入局

进入“十四五”，湖北建设大科学装置的进程明显加快。

据湖北省科技厅官网，“十四五”以来，脉冲强磁场实验装置优化提升、深部岩土工程扰动模拟设施和作物表型组学研究等３个重大科技基础设施得到国家发改委批复，进入国家序列。

至今，湖北省进入国家序列的大科学装置达到6个，数量居全国前列。

地方能建设多少大科学装置，是科教实力的比拼。

作为华中教育重镇，武汉拥有7所“双一流”高校，100多家科研院所。据大刚观察不完全统计，华中科技大学和中科院是湖北大科学装置的重要承建单位。

与此同时，大科学装置建设也是地方财力的比拼。

自从1984年10月北京正负电子对撞机工程破土动工，我国已布局77个国家大科学装置。其主要争议则在于投入与回报。

最大的一场争议是2016年的“王-杨”之争，关于中国是否应当建设“环形正负电子对撞机和超级质子对撞机”。杨振宁发文质疑建设CEPC-SPPC造价几何、是否能解决科学问题，王贻芳回应1400亿人民币的工程造价虽然耗资巨大，但结果可控。这一争论甚至溢出了学界，成为普通网民参与的论战。

这一项目最后未能通过立项。

进入国家序列的大科学装置，工程建设和维护运营等资金拨付通常由中央政府主要出资，地方政府配套出资共同完成。

不过，越来越多政府选择使用地方财政，投入大科学装置建设。

有学者统计，多达23个省份将大科学装置建设列入“十四五”规划。其中，10个省份明确提出“打造重大科技基础设施群”。目前在建的设施有143个，处于论证、谋划阶段的设施有31个。这一数据是国家布局大科学装置数量的两倍。

广东建设的大科学装置遥遥领先。其次是四川省15个、江苏省14个、山东省13个、重庆市12个、浙江省11个、湖北省10个，其他省数量均为10个以下。

并不是所有地方规划、建设的大科学装置能够顺利进入国家序列。这两种情况，对于地方财政的出资份额来说差别巨大。

比如，“精密重力测量研究设施”是“十二五”期间国家优先支持的16项重大科技基础设施建设项目之一。8.59亿元的总投资，中央预算内投资占了大部分，达7.09亿元，湖北省、武汉市人民政府支持配套资金1.5亿元。

而尚未进入国家序列的大科学装置，如高端生物医学成像设施，按照湖北省发改委批复的预算，总投资9.38亿元，湖北省、武汉市、东湖新技术开发区按1:1:1共同投资5.5亿元，建设单位自筹3.7863亿元。

大科学装置建成后，每年还有建设经费10％左右的运行维护费。不菲的建造维护费，数十年才积累出成果，这样的高额投资出于何种考虑？

答案是争取进入国家科创战略布局。

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城市的科创王牌

湖北大科学装置的建设加快，与武汉建设具有全国影响力的科技创新中心同步。

2022年6月，武汉成为继北京、上海、粤港澳国际科创中心和成渝区域科创中心之后，国家批准建设的第五个科技创新中心。后来，西安也加入名单。

国家科创战略布局上，无论是国际科技创新中心、综合性国家科学中心还是区域科技创新中心，大科学装置作为高能级创新平台，都是城市手中的“王牌”。

比如，北京怀柔，大科学装置布局落地6个；上海张江科学城，已建、在建和规划大科学装置达到12个，而合肥作为中科院直属高校中国科学技术大学所在地，已建、在建和预研大科学装置达10多个……

北京、上海、合肥都是科教重镇，也是“十三五”时期首批获准建设综合性国家科学中心的城市。深圳走出的是不一样的路。

学者黄振羽和陈馨旖指出，大科学装置通常由中央政府主要出资，深圳却在2017年进行了另一种实践，即使用地方财政投资布局建设十个大科学装置，这在一定程度上为其赢得了获批“十四五”时期建设粤港澳综合性国家科学中心的机会。

许多学者认同此观点。换言之，进入国家战略布局，是各地争建大科学装置的强大动力。深圳的成功，更激励了一些城市使用地方财政，投入原始创新研究。

大科学装置的重要性，有一个数据是：在诺贝尔自然科学获奖项目中，72%的物理学奖、81%的化学奖、95%的生理学或医学奖均是借助尖端科学仪器完成的。

而尖端科学仪器，买不到，也等不来。

不想败下阵来，便在财力允许的前提下先行一步。时间会给予辛勤回报。