国际知名大科学装置ILL和ESRF建设经验及其启示

作为重大科技基础设施,大科学装置是我国建设世界科技强国的"国之重器"。目前,我国4个国家综合性科学中心均将建设重大科技基础设施集群作为建设发展的重要内容。本文对法国劳厄-郎之万中子研究所(Institute Laue-Langevin, ILL)和欧洲同步辐射光源(European Synchrotron Radiation Facility, ESRF)两个国际知名大科学装置的建设发展进行了深入的案例研究,从多个国家共建共管、采用理事会管理架构、持续推进装置改造升级、开放共享广纳贤才、促进基础研究与产业的无缝对接、构建和谐共生的创新生态聚落等方面,总结了其建设发展经验。在此基础上,从探索多主体参与的新型组织模式、建立与国际接轨的管理运营架构、支持保障设施的持续升级改造、建立灵活开放的引才用才机制、畅通基础研究到产业的发展通道、打造开放合作共促共进的创新生态等方面,具体分析了ILL和ESRF为我国大科学装置建设发展带来的启示。     

金属合金枝晶生长同步辐射X射线实时成像观察

同步辐射光源具有高能量、高亮度、高分辨率、单色性好等优点,其配合高读写速度及高分辨率的CCD(charge coupled device)成像系统,可实现对金属合金凝固过程的枝晶生长动态行为进行实时成像观察.本研究利用北京同步辐射光源,采用X射线衍射增强成像法,对低熔点的Sn-Bi和Sn-Pb合金的凝固进程进行实时成像研究,成功地获得一系列丰富的等轴晶、柱状晶生长行为以及形貌演变的视频图像,这些成像结果为验证或完善已有的金属合金凝固理论提供了直接的第一手实验数据.同步辐射X射线实时成像技术为研究金属合金凝固理论提供了崭新的实验手段和研究思路.     

关于我国建设基础科学研究强国的若干思考

基础研究是所有科学技术的理论和知识源头,是科技、技术、产业和社会发展的源动力。一个国家基础研究能力的强弱决定着其科技水平的高低和国际竞争力的强弱。英、德、法、美、日等科技强国都是高度重视基础研究的基础科学研究强国。我国当前多项科技指标位居世界前列,但对现代人类知识体系的基础科学贡献仍不多见,领先技术屈指可数。在我国建设世界科技强国的进程中,首要任务就是加强基础科学研究。本文在阐述基础研究的重大意义、科技强国加强基础研究的有益经验启示、我国建设基础研究强国的有利条件和时机的基础上,提出了加强我国基础科学研究的以下建议:制定长期稳定的支持基础科学研究发展的政策体系;立法确定长期稳定的基础研究经费投入机制;遵循基础研究规律,支持新型基础科学研究卓越创新机构建设;面向重大问题和需求寻求在重点领域实现引领和突破;推动基础研究机构与应用研发机构之间的研发合作;建立符合基础科学创新规律特征的考核评价机制;创造与国际一流卓越科学创新机构的良好开放合作模式。在未来三十年建设科技强国的征程中,我国必须为满足国家某些特定目标的需要,积极布局相关领域的基础科学研究工作,强调创新自信,勇于挑战最前沿的科学问题,提出更多原创性科学理论,作出更多原创性科学发现,以便有力支撑我国现代化强国建设,更多掌握新一轮全球科技竞争的主动权。     

基于文献计量的国际地震地质科学研究发展态势分析

利用文献计量学方法,以ISI Web of Science的SCI-E数据库为数据源,对1971~2015年间国内外地震地质科学研究队伍及成果产出的发展特点和现状予以统计分析。研究发现,国际地震地质科学研究论文产量一直呈增长趋势,1990年以后增长尤为迅速,一些重大地震灾害事件等对国际地震地质科学研究的带动十分明显;美国论文产出数量最多、影响力最大、合作中心性最强,在该领域处于引领地位,而中国地震地质科学研究起步较晚,影响力有限,研究力量主要集中在中国科学院和中国地震局;国际地震地质科学研究领域主要集中在地震原理、成因及活动特征研究、震害预测研究、地震次生灾害及危险性评价研究、地震勘探研究等方向。     

国际器件与系统路线图对我国科技规划的启示

对国际器件与系统路线图(IRDS)及其前身国际半导体技术发展路线图(ITRS)的诞生背景、内容选择、组织结构、运作模式及特点进行分析和研究,总结凝练其在组织和内容方面可供借鉴的经验启示。建议我国积极参与国际合作、学习科技规划制定的先进经验;适时提出和主导软科技类重大国际合作项目;在制定新一轮中长期科技发展规划时,对半导体芯片等战略必争领域采取研究编制技术路线图的模式和方法,发挥多领域专家主体作用;持续进行科技规划研究,合理安排规划周期,及时调整规划内容;突出科学引领和协同创新,使得规划达到科学前瞻、指引发展的功能。     

生物科技领域国际发展趋势与启示建议

近年来,生物技术进展日新月异,突破性成果不断,展现出巨大的发展潜力。合成生物技术、基因编辑技术等前沿新兴技术的应用范围不断扩展,新型测序技术为生物资源挖掘利用提供了支撑,多学科交叉为人类解决问题提供了新思路。本文在梳理各国重大战略规划和政策措施,综述生物科技领域研究与发展趋势的基础上,针对我国发展生物经济、促进科技强国建设、加强新兴技术监管等方面提出了相关建议。     

重大科技基础设施领域发展动态与趋势

重大科技基础设施是现代科学研究取得进展和突破必不可少的支撑条件和技术手段。世界各国,特别是科技发达国家,非常重视重大科技基础设施的战略规划、前瞻部署、建设和应用。本文回顾了近年来重大科技基础设施领域世界各国的战略规划、项目部署,以及相关的最新举措,从八个方面分析了现阶段重大科技基础设施领域的国际发展动向和趋势特点,总结了我国近两年来在重大科技基础设施领域的新动向,并从中得到几点启示供决策者参考。     

我国稀土材料领域研发态势分析与发展建议

稀土材料(也称为稀土新材料)是将稀土元素融合进其它材料以提高原有材料性能或获得新功能的材料统称,包括稀土永磁材料、稀土发光材料等,是高科技领域广泛使用的战略性材料,也是我国高度重视发展的新兴战略材料之一。为了揭示我国稀土材料研发的全球竞争力,研判我国稀土材料研发的国际地位,本文利用文献计量与专家咨询等方法,从论文产出、合作关系、研究布局、研究亮点等方面出发,选取该领域的国内顶级研究单元与国际领先科研单元进行文献计量学对比,挖掘我国在学科布局、论文质量、科技合作等方面的优势与不足。分析发现,我国稀土论文发表与引用已经处于世界前列,但在学科布局、科技合作等方面仍然存在一些问题,阻碍着我国稀土研究快速发展。针对这些不足,论文从学科布局、战略协同、国际合作、产业转化、团队培养、技术攻关等方面提出发展建议。     

基于文献计量的脑科学国际竞争态势分析

为了正确认识我国在脑科学领域的科研与竞争力水平,进而为我国和中国科学院部署脑科学研究计划、推动脑科学快速发展提供有价值的信息和建议,本文在重点分析脑科学领域国际研发竞争态势的基础上,选取中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心、伦敦大学脑科学学院和瑞士洛桑联邦理工学院大脑与心智研究所等三所重要科研单元开展比较分析,包括科研产出和影响力,以及科研团队合作情况等多个指标。研究发现,我国在脑科学领域的研究发展十分迅速,研究质量和影响力也在稳步增长;与国际重要科研单元相比,中科院脑科学与智能技术卓越创新中心呈现出快速发展的态势,已逐渐成为我国和全球脑科学研究的重要力量之一。     

“澜湄”区域国家科技创新发展现状及合作需求研究

"澜湄合作"机制形成以来,逐渐成为"一带一路"倡议下中国周边外交战略的重要组成部分,帮助区域国家内部合作理念、层次、领域不断扩展深入。在此背景下,区域国家多领域合作成为研究热点。本文旨在梳理"澜湄"区域国家科技创新发展现状及现有科技基础,包括国内研发支出、每百万居民中科学研究与试验发展人员数量、科研机构与平台、高科技出口占制成品出口的百分比;结合全球竞争力报告中所提出的经济发展阶段、综合创新能力等指标,研究分析区域发展科技创新合作需求强弱程度;围绕"澜湄合作"的五大优先方向,就区域国家间开展科技创新合作具体方向提出建议,包括水资源综合利用开发、环境保护与新能源示范推广、技术转移推动国际产能合作等;最终,为后续构建完善该区域科技创新合作理论框架体系,丰富理论内容,探索区域合作的新思路提供理论支撑。     

世界主要经济体碳中和战略剖析及启示

气候变化是当今人类面临的重大挑战,应对气候变化已成为全球共识。在此背景下,本文聚焦美国、英国、法国和日本四国新近发布的碳中和战略报告,从战略目标、实施路径、重点领域、科技政策、金融政策和国际合作等角度,开展对比分析。相关结论包括:碳中和战略涵盖多维度发展目标;产业技术发展和碳减排目标设定是碳中和战略行动的主要措施;高碳排部门是碳中和战略部署的重要改革领域;低成本化和基础研究是碳中和科技政策的重要支持方向;融资有效性是碳中和金融政策的重要制定原则;国际科技竞争加剧是碳中和国际合作的重要背景;政策制定协调性是碳中和进程顺利推进的重要保障。结合我国碳减排面临的困难和挑战,提出我国推进碳达峰、碳中和行动的相关政策建议:深入开展碳中和行动关键领域科技攻关;全面推进绿色技术和产品低成本化;建立健全“双碳”战略政策体系;积极推动碳中和行动国际科技合作。     

人口健康科技发展态势分析

健康科技是提升民众健康水平的重要基础。健康需求的不断提升、政府的支持、产业的推动促进健康科技迅速发展,新理论、新学科、新技术、新突破不断涌现。本文分析了2019年健康科技的资助和布局重点,总结了健康科技发展的主要趋势和重要进展。从国家战略规划角度看,许多国家都将健康科技设立为科技发展的优先领域,持续投入大量经费。从健康科技发展角度看,总体呈现出以下5方面的发展趋势:1)技术革新不断加速,已有技术持续优化,新兴技术频繁涌现,为健康科技发展提供越来越多的支撑;2)对生命、健康和疾病的认识从局部、个体向系统、群体转变,认识的广度和深度大幅提升;3)生命的改造、仿生、再生、创制逐渐成为现实,为疾病治疗带来全新解决方案;4)新兴治疗手段不断涌现,疾病治疗朝着精准、智能方向迈进;5)营养干预在疾病防控中的作用愈加获得重视。从健康产业发展角度看,新兴技术和新型诊疗手段的发展对监管审批提出了新的要求,许多国家都在积极优化其监管政策和监管体系,促进健康科技的规范使用以及健康产业的有序发展。最后对我国未来该领域的发展提出尽快系统布局国际热点前沿领域和健全监管政策与伦理法规体系两条建议。     

基于论文和专利分析的人工智能发展态势研究

为揭示当前人工智能领域的发展态势,本文统计分析了当前各主要国家/地区出台的顶层政策规划,并重点分析了人工智能领域论文和专利的年度变化、国家分布、主要机构、技术主题、方向对比和国际合作等。结果显示:当前人工智能科技成果产出正处于快速发展阶段,中美两国引领了人工智能领域科研成果;中国在该领域发文量接近美国,专利数量已超过美国;中国科研机构已具备开展国际竞争的能力,但市场主体的成果产出与先进国家尚有差距,国际化布局程度较低;如何提升机器的"认知能力"是当前人工智能研究的关注焦点。最后,基于分析,提出了对中国人工智能发展的启示。     

科技强国面向未来的科技战略布局特点分析

通过梳理美国、英国、德国、法国、日本等科技强国,欧盟以及在某些特定领域领先的其他科技发达国家近年来发布的重大科技战略布局,归纳出科技强国面向未来的科技战略布局趋势与特点,包括:长期战略部署稳定支持基础研究;重点战略部署量子科技、人工智能、先进计算、网络空间与安全科技、未来信息通信、健康与生命科学、现代农业与食品科技、纳米科技与新材料新制造、空间科技、科学与技术大数据等前沿科技领域;重视经济社会可持续发展领域的科技创新;培养与造就适应未来科技创新需求的人才队伍。最后,提出了4点建议,即:长期稳定支持基础科学研究,夯实创新根基;创新组织方式,加强引领性关键核心技术攻关;前瞻规划部署未来重大引领性科技创新领域;营造良好创新生态,培养一流创新人才等,以期促进我国从科技大国走向科技强国。     

中亚五国科技实力对比分析

发展面向中亚的科技合作是实施"一带一路"倡议的重要内容之一。为了对中亚国家的科技发展现状、优势领域和发展方向等有较清晰的了解,以便做到有的放矢,提高合作效率,本文采用文献计量学方法,从科技投入、科技产出、优势学科和发展方向等维度,对中亚五国的科技发展状况进行分析。中亚地区总体科技发展处于世界落后地位,但各国存在差异,哈萨克斯坦是中亚五国中综合科技实力最强的国家;在保持与俄罗斯等部分独联体国家紧密联系的同时,中亚五国与美、欧日等国家和地区的科技合作也日益加强,而与中国的科技合作仍有较大的提升空间。中国应发挥自身的科技优势,与中亚五国在生态、农业、资源开发、信息技术等领域开展互惠合作。     

近十年主要国家科技投入与科技绩效评价分析

科技投入是科技创新的关键要素,为了解世界主要科技国家未来研发投入变化趋势与国际科学发展态势,把握我国的研发投入情况、科学发展对世界科技的贡献及其在国际上的影响、与科技发达国家的差距,分析了9个主要科技国家研发投入的发展变化、衡量基础研究的科学论文产出、应用研究的专利产出情况以及有重要学科影响的顶尖科学家的分布,并结合我国的实际,提出了我国科技投入与科技绩效评价的几点启示与建议。     

全球生物科技发展态势及对我国的启示

2019年,世界主要经济体加强生物科技领域战略布局,尤其是在生物经济方面提出国家级规划与路线图,在项目部署方面重视前沿颠覆性技术。本文首先梳理了美国、加拿大、欧盟、英国等国家和地区发布的生物经济战略、实施路线图和相关的项目部署。随后对全球生物科技领域的重要进展进行总结,重点关注研发现状和生物技术与其他技术之间交叉融合的大趋势。研究发现,全球生物科技发展呈现以下五点趋势:生物多样性保护形势严峻;生物资源挖掘利用更加深入;新兴技术与工具的快速发展推动生物科学与技术向纵深发展;人类修饰生命创造生命的能力不断提升促进工程生物学应用的不断扩展;全球科技交叉融合日益凸显。最后,基于政策和研发趋势,本文提出了制定国家生物经济发展战略、调整和优化学科布局、支持核心技术研发、制定和完善产业扶持政策等建议,以促进我国生物科技领域的创新发展。     

基于高被引论文的国际地下水研究态势分析

为准确掌握国际地下水研究的发展态势、热点研究领域、研究力量分布,探讨我国地下水研究的优势和不足,基于文献计量和文献调研的方法,利用TDA和UCINET软件,对Web of Science的SCIE数据库和SSCI数据库中发表于1950~2015年且引用次数排序前10%(≥44次)的地下水研究论文进行定量分析。结果显示:高影响力论文发表量位居前3的国家是美国、加拿大、英国,高影响力的机构前10位中美国有7个,其中美国地质调查局的影响力最大;环境科学与生态学、水资源、工程学3个学科与地下水研究的关系最为密切;土壤、砷、硝酸盐位列近10年来国际地下水研究20个热点主题的前3位,国际地下水研究更加侧重农业生产对地下水的影响,相比之下中国则侧重对砷污染的防治和地下水污染过程的模拟分析,此外,中国还侧重农业科学领域的研究,在海洋学领域的研究相对薄弱;中国地下水研究存在高被引论文产出低、国际合作深度不足、重点领域研究薄弱、特色研究领域少等突出问题。最后,对中国地下水研究未来发展提出了几点建议。     

全球创新网络研究热点、学科分布及主要国家/地区研究潜力评估

全球创新网络是在科技创新全球化过程中围绕产业创新发展而形成的全球范围内创新主体、创新要素、创新制度之间建立起各类正式和非正式的跨国关系的总体结构。本文针对全球创新网络及相关研究主题,以Web of Science核心合集为数据来源,采用社会网络和可视化方法,刻画分析了全球创新网络研究热点、学科及空间分布网络特征;并通过构建活力指标和吸引力指标,评估了主要国家在该领域的研究潜力,包括自身研究的活跃度和在网络中的吸引力。结果表明,全球创新网络研究领域中新兴市场、创新政策等主题正在成为研究热点;该领域的研究主要受到商业与经济交叉相关学科领域学者的关注,其次是地理相关学科;欧美地区的研究工作较多,亚洲新兴经济体也做出了重要贡献。美、德、中、英四国为该领域的主要研究国家,在不同时期其研究潜力和优势领域不同,美国和德国研究实力较强并具有借鉴式合作潜力,中国和英国正在成为重要的研究节点国家并具有开创式合作潜力。     

国际海洋科学技术未来战略部署

基于过去十几年相关国际组织和主要海洋国家发布的研究计划、规划和战略研究报告,对国际上海洋科学技术未来10~20年的发展部署进行分析。根据报告发布的国家和机构组织重要性以及涉及的科学技术问题,选取10大具有重要影响的海洋科技发展报告进行解读,认为未来海洋科技发展将集中在海洋可持续发展研究、全球变化研究、海洋酸化研究、海洋塑料污染、海洋可再生能源、北极研究、深海大洋探测、技术装备研发等八大海洋科学领域或者问题。