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日本重大科学装置的发展现状与趋势(081101)
时间 : 2008-11-01     

日本重大科学装置的发展现状与趋势 

 

 

一、重大科学装置的定义

日本对于重大科学装置并无统一、明确的定义。本文根据日本文部科学省和日本学术会议等的相关报告,将“重大科学装置”的范畴设定为用于以基础科学研究为主或面向长远未来(30年~50年以后)之应用的基础技术研究开发者(热核聚变反应堆等),其建设费用为数百亿日元以上的研究装置。为方便起见,将其由大学全国利用机关设置者称为学术型重大科学装置,将其由研究开发独立行政法人设置者称为战略型重大科学装置。

 

二、重大科学装置的主管部门与建设、运行管理主体

2001年之前,日本重大科学装置建设分别由文部省和科学技术厅主管。2001年4月原文部省和科学技术厅合并为文部科学省后统一由该省主管。文部科学省的大臣官房(相当于我国的部办公厅)文教设施部、研究振兴局和研究开发局3个部门分别主管重大科学装置的基本政策、计划和预算编制,基础研究、重点领域方面的重大科学装置建设,以及太空与航空领域、核能领域及海洋地球与环境领域方面的重大科学装置建设。

由于重大科学装置的建设与运行管理需投入大量的资金与人才,故其实施主体基本集中于文部科学省管辖下的大学共同利用机关法人和研究开发独立行政法人。

日本的产业界亦在重大科学装置的建设中发挥了重要作用。日本的科研单位一般没有附设的工厂,在实施重大科学装置的建设过程中,实施主体的科研单位须与相关的企业界保持良好合作关系,企业往往在设计阶段即参与进来,承担起大型仪器、设备和部件的制造与安装调试工作。日本的企业一方面凭借其雄厚的技术研究开发能力和精湛的工艺技术水平,为建造世界一流的科学装置做出贡献,同时也在这一过程中接受科研单位的技术转移,提高其技术水平,储备面向未来的技术与人才。

 

三、重大科学装置相关政策与决策立项过程

1. 政策取向

日本政府历来将重大科学装置视为支撑创造性基础研究的基本条件之一加以重视,并有计划地推进其建设,使日本的大科学装置建设得以持续发展。

1960~1970年代日本经历持续高速发展后,基本完成了追赶欧美的任务,经济实力大增。这一时期日本政府推进“以10年后为目标的科学技术振兴方针”,政府主导的大科学研究,特别是核能开发研究和太空技术研究得以快速发展,相关的大型科学装置应运而生,在1970年代以后得以集中建设尖端大型科学装置成为前沿科学研究必不可少的手段。

1986年日本政府制定《科学技术政策大纲》,将“加强科技振兴基本条件建设”作为推进科技政策的重要措施,有力促进了大科学装置的发展。

1995年日本“科技基本法”出台,规定政府必须每5年制定着眼较长远(10年左右)的科技基本计划。之后,日本推出了3期科技基本计划,历次基本计划均强调必须有重点的加强大型研究装置等先导型设备的建设,促进尖端先进科学研究设施设备的产学官广泛共同利用及国际合作交流等。2006年开始实施的第3期科技基本计划(2006~2010年)还首次提出了 “国家基干(关键)技术”的概念,将太空运输系统技术、海洋地球监测勘探、快中子增殖堆(FBR)循环技术和下一代超级计算机等列入此范畴,要求在明确的国家目标和长期战略的指导下,作为国家大规模科技项目在基本计划期间集中投资。同年,日本将1994年出台的《关于促进特定放射光设施共同利用的法律》修订为《关于促进尖端大型研究设施共同利用的法律》,积极促进特定放射光设施(Spring-8)和建设中的特定高速电子计算机设施(下一代超级计算机)的公平、高效和广泛共同利用。

2. 决策立项过程

重大科学装置投入巨大,其建设需进行广泛的调查、严谨的科学论证和社会经济效益评估,科学决策的重要性不言而喻。一般由科学家、学术团体(自下而上型)或承担国家科技战略计划的建设主体单位(研究开发独立行政法人,自上而下型)调查研究并提出项目建议,经过专门设立权威学术团体或专家委员会对其必要性和可行性进行广泛调查研究论证后,提交政策主管部门文部科学省。文部科学省根据国家科技政策计划对其进行初步研究,并向其咨询审议机构科学技术与学术审议会征询审议意见,在评估、审议通过后向综合科学技术会议和财务省提出项目计划和预算要求。

 

四、重大科学装置发展的现状与趋势

日本政府历来高度重视大科学研究,对大科学研究项目的经费投入也比较大,2001年以来,对大科学研究项目的财政投入每年在1800亿~2000亿日元的水平,总体上呈上升之势。从2007年预算看,各领域投入比例依次为:原子能相关(包括加速器、量子射线和核能源)48%,宇宙相关(包括天文、宇宙和空间)28%,海洋相关(包括海洋地球、环境与防灾)15%,信息相关(包括信息、平台与共享)9%。

重大科学装置的设置地点主要集中在关东地区首都东京周边,与国家有意将大科学项目向地方扩展的意图相配合,其中,兵库县近年积极推出吸引大科学项目的优惠政策,取得良好成效。

1. 加速器与量子射线研究装置

2. 核能源研究装置

3. 天文、宇宙与空间科学研究装置

(1)天文学与宇宙物理学

(2)太阳系科学

(3)太阳系外宇宙飞翔及宇宙探测工程学

(4)空间环境利用

4. 海洋地球环境及防灾研究装置

(1)海洋地球环境

(2)防灾研究

5. 信息平台装置

日本政府2002年启动高速连接日本国内大学和研究机构的新网格计划“超级SINET”,2003年启动国家研究网格计划“NAREGI”,对进一步提高重大科学装置的共用共享和使用效能发挥了重要作用。在此基础上,作为国家基干技术之一,日本自2006年起开始研制下一代超级计算机,其目标是世界最先进、最高效能的通用超级计算机,其最大运算速度将达到每秒1万万亿次,该计划将于2012年完成,以夺回由美国超级计算机占据的世界运算速度最快的位置,同时带动相关技术与产业的发展,保持世界领先水平。

日本政府高度重视科技资源、特别是重大科学装置的共用与资源、信息共享,在高速网络建设方面不遗余力,对其投入总体呈上升之势,2005年后每年超100亿日元,2007年达177亿日元。

 

五、结束语

在政府政策和财政持续投入支持下,扎根于科学界广泛坚实的研究基础,得益于产业界雄厚的技术支撑,日本已逐步建立起门类齐全、水平一流的重大科学装置体系。重大科学装置建设立足长远,趋向多功能和综合化,瞄准国际最高水平,致力创造世界纪录和开展一流研究,大力推动共同利用和产学研结合,面向国际合作,积极促进地方科技发展和带动产业技术进步。其经验值得借鉴,特别是其争创一流的精神和均衡发展的理念值得我们学习。

 

http://www.heinfo.gov.cn/content.asp?dm=28006&lm=%E5%9B%BD%E9%99%85%E7%A7%91%E6%8A%80