一、基本概況
日本質子加速器(以下簡稱“J-PARC”)由日本原子能研究開發機構和日本高能加速器研究機構(以下簡稱“KEK”)共同建設,位于茨城縣東海村,于2001年4月開始建設,2009年1月正式啟用。J-PARC由一個330米長的400MeV直線加速器、3GeV同步加速器(RCS)和50GeV同步加速器(MR)構成,是高能物理領域利用中子探索宇宙形成和粒子微觀物質結構的基礎研究裝置之一,也是目前全球最重要的大強度質子加速器。其研究領域涉及核物理、粒子物理、凝聚態物理、材料科學和結構生物學等,在研發新型抗癌藥、高溫超導材料、納米材料以及燃料電池新材料等方面有著重要作用。J-PARC對提升日本在國際上的科技競爭力以及科技創新成果的產出做出了重大貢獻。
改革開放以來,我國重大科技基礎設施(以下簡稱“大設施”)建設布局逐步完善、運行更加高效、產出更加豐碩。目前,我國大設施數量和水平大幅躍升,投入運行和在建的設施總量達到77個,其中34個已經建成運行,數量居全球第二,部分已邁入世界第一梯隊,主要分布在北京、上海、合肥、武漢、廣州、深圳、東莞等城市,涉及能源科學、生命科學、地球系統與環境科學、材料科學、空間和天文科學、粒子物理和核物理學、工程技術科學等學科領域。尤其在高能物理領域,我國在中微子物理研究、粲物理研究、等離子體聚變實驗研究等多個方向處于國際領先地位,取得諸多具有國際影響力的科研成果。
二、J-PARC的運行模式
(一)高度開放的運行模式
一是實現全面對外開放的運行模式。J-PARC作為KEK的核心大科學裝置,已全面面向日本國內外的高校及研究機構免費開放,面對KEK內的研究人員、企業研究人員、海外研究人員、訪問學者等7類群體,分別形成從申請到實施的流程指南,支持其利用大科學裝置開展研究。二是積極成立聯合使用/研究組織。J-PARC為應對國內外各類大學、研究機構及學術團體的研究需求,開發和運營名為聯合用戶支持系統的網絡系統,設立了用戶辦公室,并為用戶提供全面的支持計劃。除了科研支持,還提供包括交通津貼、住宿等生活支持,以幫助研究人員解決相關需求。
(二)自主靈活的轉化模式
J-PARC的成果轉化主要采用兩種模式,一是協同轉化模式。由政府、研究機構、企業組成相關組織,政府負責戰略制定,科研機構、大型企業協同推進科技成果轉化。一方面,政府向企業宣傳技術進展情況,明確產品升級技術需求,企業依據產業升級需求進行研發申請與成果轉化,快速將技術進展與市場需求相結合,有效避免了“隨機”成果轉化的資金與技術轉化難題。另一方面,政府推動科研人員跟蹤掌握國際領先技術,在把握各方需求的基礎上,促進大科學裝置、研究機構、企業之間的合作。二是企業自主轉化模式。企業是日本科技研發活動主要參與者及投入者。由于企業自身擁有強大的研發需求和資金支持,可以直接向J-PARC裝置申請技術研發,依靠自身完成成果轉化并進行產業化發展。此外,企業的科研人員可以直接申請在J-PARC開展技術研發及產業化應用,成果主要應用于物理、醫學、材料等領域,例如利用強度極高的質子束流進行質子治療、消除腫瘤等應用研究。
(三)完善的人才引培模式
J-PARC形成了完善的人才培養模式。主要表現在:一是發揮教育功能培養研究生。KEK設置研究生院培養專業研究人員,即高等研究大學(以下簡稱“SOKENDAI”)先端科學技術學部,并設立三門課程(加速器科學課程、材料結構科學課程、粒子核物理課程)20個專業,在培養研究人員方面發揮著重要作用。積極接收其他高校的研究生,KEK根據日本國立、公立、私立大學的要求,接受各大學在讀研究生作為“特別聯合研究人員”并提供研究指導,攻讀碩士課程累計不超過一年。二是形成聯合研究生院制度。重點與東京大學、早稻田等8所大學和10所研究生院進行合作,即KEK與以上高校院所簽訂協議,KEK的研究人員是聯合研究生院的訪問教師(兼任教師),并監督其研究生直至獲得學位。此外,建立研究助理制度(RA),學生在研究所開展的科研項目中從事與自身研究相關的科研輔助工作,在此過程中提高自身的研究能力。三是積極開展對外交流活動。積極吸引國際大學生申請研究項目,開展暑期挑戰活動以及各類科學領域的科研人員講座,吸引大學生參觀研究設施、申請研究項目。例如SOKENDAI的高能加速器科學研究科設置5年制綜合博士課程,為自費的國際留學生提供豐厚的獎學金并支持其研究工作。
三、對我國的啟示與借鑒
(一)注重大科學裝置的綜合前瞻規劃
日本政府積極推動科技立國戰略,通過立法為產業發展提供針對性基礎設施支持,定期推動實施科學技術基本計劃,有效提升國際科技競爭力。對我國以重大科技基礎設施為代表的科研平臺建設發展而言,面對國際激烈的科技競爭,應進一步強化由國家層面牽頭開展前瞻性科研規劃與頂層設計,有效統籌國家重大科技任務項目,以推動國家科技發展進步,實現科技自立自強。
(二)探索國內外開放共享合作機制
一是鼓勵國際友好國家參與我國大設施的建設運營。積極探索建立符合國際規范的管理運行機制,提升大設施開放共享效能,發起基于各類大設施的國際大科學計劃和工程,積極開展相關的科研項目和交流活動。二是鼓勵國內多主體的合作與共建。鼓勵國內重點科研院所依托自身優勢學科開展跨區域共建大設施,實現多主體、跨區域共同參與大設施的建設與發展。支持國內大設施之間形成科研合作,聯合發起大型科研項目,發揮自身科技資源優勢并形成互補效應。三是持續推動大設施的開放共享。鼓勵大設施針對多學科領域的基礎研究、應用研究為有科研需求的各類創新主體提供相關科研服務,依托大設施舉辦科技沙龍、論壇、參觀等對外活動。支持與國際知名大科學裝置建立常態化的交流機制,吸引國內外更多科研人員開展研究工作。
(三)打通基礎研究與產業應用的通道
一是充分發揮大設施的科技研發與產業促進功能。在布局大設施的基礎研究及相關科研項目的同時,適當關注行業領域和社會經濟發展需求并強化科技應用導向。推動產學研緊密結合,在保證大設施穩定安全運行的前提下,盡可能地增加對外開放機時,打通基于大設施的基礎研究到產業應用的通道。二是加強大設施與相關產業行業的合作。加強與行業龍頭企業以及創新主體的合作,鼓勵行業龍頭企業依托大設施與各類研究機構共建聯合實驗室、研發中心。接受企業主體提出的應用研究和試驗要求,推動大設施相關科研成果的孵化轉化。三是圍繞大設施構建創新產業新生態。促進大設施與其他創新要素的合作發展,支持與高校科研院所的合作,強化產學協同發展。依托大設施推動相關科技園區建設,積極引入產業資本等其他類型的創新要素,引領帶動區域創新發展。
(四)建立完善的人才保障與培養機制
一是建立穩定的人才保障制度。積極與國際接軌,通過一流的實驗條件、穩定的保障制度、暢通的流動機制等保障科研人才開展相關科研工作。例如在大設施運行經費中預留充足的人員費用支出比例,保障專業科研人員持續穩定參與科研工作服務工作。二是完善人才培養機制。依托大設施管理單位設立研究生教學點,與相關高校院所、科研機構等共建科學點,開設相關專業課程,培養相關高等科研人員。三是強化對高端人才引培力度。加強大設施的宣傳力度,通過各項支持舉措吸引國內外其他高校院所的人才進行學習,吸引國內外各類高端人才來京開展科研工作。
作者:吳秋寒 董曉云