解釋“大科學裝置群”的概念，首先要從“大科學”（Big，Mega or Large Science）說起。1962年，美國學者普賴斯在布魯克海文實驗室發(fā)表了4次演講，匯編成《小科學 大科學》一書。他認為，在現(xiàn)代社會，當一個科學家行將結(jié)束學者職業(yè)而回首往事時，會發(fā)現(xiàn)在他之前所產(chǎn)生的科學成果只占他自己知識的10%～20%，這一事實充分說明了科學活動的時代性和新穎性?，F(xiàn)代科學顯得如此宏偉，它完全可以與埃及的金字塔和中世紀歐洲的大教堂媲美。而更重要的是，國家在科學方面花費的人力和財力，很快使科學成為國民經(jīng)濟發(fā)展的決定性力量。嶄新的、輝煌的和無比強大的現(xiàn)代科學，其大規(guī)模性質(zhì)是如此引人注目，以致產(chǎn)生并使用“大科學”這一專門術(shù)語來描述之。大科學新穎而龐大，與過去小規(guī)模的、小成本的、零散的小科學研究形成了鮮明的對比。

在伽利略時代、列文虎克時代，只需要一臺望遠鏡或者顯微鏡就可以展開研究取得成果。而二戰(zhàn)以后，我們迎來了大科學時代，“大”體現(xiàn)在（1）具有“文理工”三棲意義，（2）多個學科在大規(guī)模實驗設(shè)施支持下進行，（3）眾多科學家聯(lián)合體協(xié)同攻關(guān)，（4）研究懸而未決的歷史難題或者是時代挑戰(zhàn)性的重大問題，（5）是領(lǐng)先又具有未來收益等的專項和復(fù)雜科研活動及其累積成果的總和。美國研制原子彈的“曼哈頓工程”是“大科學”出現(xiàn)的標志，美國載人登月工程“阿波羅”計劃也是“大科學”的典型范例。

大科學裝置群（The Conglomeration of Mega-Science Laboratories， CMSL）是完成上述過程總和所需要的綜合性、復(fù)雜性和極限性實驗設(shè)施組合，它是技術(shù)發(fā)明、產(chǎn)品創(chuàng)新、新技術(shù)增長點以及對應(yīng)產(chǎn)業(yè)鏈整合升級的始發(fā)性動力源泉;是衡量一個國家及地區(qū)創(chuàng)新能力最具顯示度的硬性觀察指標。

目前世界上有哪些大科學裝置群？普賴斯發(fā)表演講的地點——布魯克海文實驗室就是其中之一，它成立于1948年，實驗室擁有3臺反應(yīng)堆和同步輻射光源、回旋加速器等一大批大型儀器設(shè)備，培養(yǎng)過7位諾貝爾獎獲得者。此外美國還有勞倫斯伯克利國家實驗室（創(chuàng)建于1931年，建立起了第一批電子直線加速器，發(fā)現(xiàn)了一系列超重元素，開辟了放射性同位素、重離子科學等研究方向，共培養(yǎng)了9位諾貝爾獎得主）、加州大學洛斯阿拉莫斯國家實驗室（以研制出世界上第一顆原子彈而聞名。其研究工作主要分為武器研究和相關(guān)科技領(lǐng)域的實驗理論研究）、橡樹嶺國家實驗室（早期主要從事核能、物理及生命科學研究。現(xiàn)在主要從事中子科學、能源、高性能計算、復(fù)雜生物系統(tǒng)、先進材料和國家安全等領(lǐng)域研究）。其他國家，英國、法國、德國、日本、瑞士、歐盟各有一個，俄羅斯有一個。研究方向主要包括新材料、新能源、高能物理、生命科學等等。

在我國，大科學裝置群主要集中在北京、上海、合肥，此前獲批的3個綜合性國家科學中心就在這3個地方。北京是基礎(chǔ)科學，此外關(guān)注物質(zhì)、空間、地球、生命、環(huán)境、信息與智能等領(lǐng)域;上海是生命科學、新材料、新能源、環(huán)境和物質(zhì)等科學領(lǐng)域;合肥主要依托中國科學院和中國科學技術(shù)大學，在高能物理和量子技術(shù)方面有優(yōu)勢，聚焦能源、信息、生命、環(huán)境四大領(lǐng)域。此次深圳獲批，將建設(shè)腦解析與腦模擬設(shè)施、合成生物研究設(shè)施、精準醫(yī)學影像大設(shè)施、材料基因組大科學裝置平臺、空間引力波探測地面模擬裝置、空間環(huán)境與物質(zhì)作用研究設(shè)施。

就大科學裝置群的意義來說，它關(guān)系著一個國家在接下來3～7年的科技爆發(fā)中能否抓住發(fā)展的最好機會。現(xiàn)在熱門的5G只是第一步。1G到4G解決的是通信問題，5G解決的是社會行為問題，人們很多行為會被數(shù)字技術(shù)支持下的智能傳感單元和智慧場所（建筑、道路、廣場等）所替代，從而改變經(jīng)濟的業(yè)態(tài)、人們的行為和社會的面貌。

各大國的大科學裝置群都在工作，誰能抓住“元技術(shù)”創(chuàng)新、形成理論突破，誰就可能抓住21世紀的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)和戰(zhàn)略產(chǎn)品。到那時，可能出現(xiàn)“先進產(chǎn)業(yè)催生世界城市、世界城市托舉世紀大國”的現(xiàn)象，大國命運將由此確立。

◎ 來源|長江日報（有刪減）