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2012年10月、11月,植物病虫害生物学与防控、煤炭资源清洁利用与矿山环境保护、图像测量与视觉导航等一批省重点实验室陆续通过湖南省科技厅组织的专家验收。
自1993年首批建成至今,湖南省重点实验室经历了从无到有、从小到大的发展历程,个中变化可谓沧海桑田、日新月异。
11个国家级重点实验室、4个省部共建国家重点实验室培育基地、84个省级重点实验室。20年里,它们在湖南经济社会发展中始终扮演着坚强后盾和有力支撑的角色。
在重点实验室这片孕育创新的沃土上,一大批享誉世界的成果破土而出:
2000年,“杂交水稻之父”袁隆平荣膺首届国家最高科学技术奖;
2004年,中南大学黄伯云院士等完成的“高性能炭/炭航空制动材料的制备技术”获国家技术发明一等奖,打破该奖项连续六年空缺的窘境;
2009年,长沙理工大学郑健龙教授领衔的“膨胀土地区公路修建成套技术研究”获国家科学技术进步一等奖,成为湖南省属高校获得的第一个国家科学技术进步一等奖;同年的国家科技奖励大会上,湖南主持和参与完成的30项科技成果获得奖励,获奖数量跻身全国前三强,创下了国家科技奖励制度改革以来湖南最好成绩;
2010年国家科学技术奖励大会上,三一重工完成的“工程机械技术创新平台建设”项目斩获湖南第一个“企业技术创新工程奖”;
2011年,中南大学赵中伟教授等完成的“难冶钨资源深度开发应用关键技术”获国家科学技术进步一等奖;
……
重点实验室已成为驱动湖南基础研究走向市场的重要基地和区域创新源头,在全省创新体系建设中发挥着举足轻重的作用,为推动科技创新、提高自主创新能力、建设创新型湖南立下了汗马功勋。
昨日的成绩已写入历史,当下的努力正成为主题。今年3月颁布的《创新型湖南建设纲要》已明确提出,要注重发挥现有重点实验室在集聚高端人才、承接重大项目、转化重大成果中的作用,要在优势和特色领域新组建一批国家级、省级重点实验室。
任务已经明确,未来的方向已经清晰。如何完成新时期的新目标,怎样发挥对湖南支柱产业和经济社会各领域发展的支撑、引领和带动作用,重点实验室建设之路任重道远。
奋发赶超20载
湖南的重点实验室建设起步并不算早。
早在1984年,为支持基础研究及应用基础研究,国家计委就组织实施了国家重点实验室建设计划,在教育部、中科院等部门所属的有关大学和研究所中,依托原有基础建设一批国家重点实验室。
1984至1993年,国家利用科技三项经费投资9.1亿元,建设了81个国家重点实验室,着重在基础理论研究方面进行了布局;1991至1995年,利用世界银行贷款投资8634万美元和1.78亿元人民币,又立项建设了75个国家重点实验室,重点在应用基础研究和工程领域进行了布局。两批重点实验室的建成,形成了国家重点实验室计划初步框架。
而在这个大框架下,湖南只有粉末冶金和医学遗传学两个学科领域拥有国家级重点实验室,显得势单力薄。
直到1993年10月,湖南首批9家省级重点实验室才宣告组建。这与北京、广东等地从1986年就开始建设重点实验室相比,足足晚了7年。
向来“敢为人先”的湖南人勇于后起直追。
1995年,湖南省科技大会召开,提出全面实施“科教兴湘”战略,并出台了一系列加快科技进步的新举措。
2005年省委八届十次全会提出大力实施“科教兴湘、人才强省”战略,把增强自主创新能力作为建设创新型湖南的首要推动力量。
2006年,湖南省委、省政府召开了具有里程碑意义的新世纪第一次科技大会,确立了“科教兴湘、建设创新型湖南”的主导战略。同年,湖南省第九次党代会明确要求以自主创新为动力,推进新型工业化进程,提升发展力和竞争力。
2008年召开的湖南省产学研结合创新大会,决定实施“湖南省促进产学研结合重大专项计划”。
2010年又提出打造创新型湖南新名片。
发展战略的确立和创新,为湖南科技事业的发展提供了保证,自主创新工作呈现崭新局面。一系列举措为湖南重点实验室的建设提供了政策支撑。
2007年,在全国首批36家企业国家重点实验室中,长沙建设机械研究院和中联重科联合组建的湖南建设机械关键技术国家重点实验室、依托长沙矿冶研究院组建的深海矿产资源开发利用技术国家重点实验室名列其中。
2010年,依托湘潭电机股份有限公司组建的海上风力发电技术与检测等4个企业国家重点实验室落户湖南。
2011年3月,湖南启动企业类省级重点实验室建设工作,首批14家企业类重点实验室涉及高端制造、新一代信息技术、新能源、生物、资源环保、材料等战略性新兴产业领域,以湖南省重大科技创新需求为落脚点,建立优势型和特色型的发展格局,成为全省应用基础研究基地、高层次创新人才团队培养高地和产学研结合创新的桥梁,不仅为湖南重点实验室的建设注入新的活力,也让湖南创新体系建设更加完善。
2011年,湖南创新能力在全国排名第11位,位列中部六省第一,分别比2007年上升5个和2个位次,反映创新能力的重要指标——知识创造潜力和创新绩效潜力跃居全国第一位。这些成绩的背后,重点实验室发挥的原始创新平台支撑作用不可或缺。
2012年3月,《创新型湖南建设纲要》成为创新型湖南建设的纲领性文件,也是创新型国家战略推出之后的第一个省级创新建设纲要。其中,创新体系与平台建设工程被列入九大创新工程建设重点任务,重点实验室作为原始创新和基础研究的重要基地,重要性不言而喻。
20 年来,湖南重点实验室综合实力稳步提高,支撑科技产业发展的人才梯队、研发设备、中试条件配置基本满足研发需求;承担一定科技重大项目能力,成果转化率、技术辐射率稳步上升,已成为湖南组织高水平基础研究与应用基础研究、聚集与培养稳定优秀科技人才、开展高层次学术交流的重要基地和科技原始创新的重要平台。 最新数据显示,仅2011 年,省级重点实验室共承担课题2649 项,其中国家级项目857 项;获省部级以上科研成果奖135 项,其中国家级科技进步一等奖1 项、二等奖6 项,国家自然科学奖二等奖1 项,国家发明奖二等奖1 项;发表著作116 部,论文4889 篇;申请专利830 项,专利授权292 项;成果转化87 项,收入经费7227 万元。
湖南省重点实验室建设,已呈现出蒸蒸日上的态势。
创新高地,精彩纷呈
近年来,湖南加大对创新平台的培育和建设。在这个原始创新高地上,重点实验室的表现尤为活跃,留下了一幕幕精彩纷呈的瞬间,取得了一个个骄人的成绩。
准确定位 有的放矢
要成为一个优秀的重点实验室,必须具备哪些要素?几乎所有接受本刊记者采访的重点实验室负责人都强调,必须瞄准国际前沿和学科前沿,准确定位,有的放矢。
“重点实验室必须具有自身鲜明的研究方向,学科定位要符合本领域的区域需求和国家需求。涉及的学科方向不能太分散,需根据自身的特点和资源有的放矢。”中科院亚热带农业研究所副所长、农业生态工程湖南省重点实验室常务副主任谭支良如是说。
农业生态工程湖南省重点实验室的研究方向有三,分别是农田生态系统过程、农牧复合生态系统过程和农业生态系统功能及其调控机理,具体解决湖南农业生态的过程和格局、具体单元以及种植业等问题。
在准确学术定位下,农业生态工程湖南省重点实验室成绩斐然。2011年,该实验室主持研究的“土壤微生物生物量测定方法及其应用”及“肉鸭高效健康养殖关键技术研究与应用”项目分获2011年度湖南省自然科学二等奖和湖南省科技进步二等奖。
在湖南省重点实验室中,涉农领域的重点实验室已达15家,各自鲜明的学科定位和学术方向使其各显其能,百花争艳。
据统计,2011年,农业领域内湖南省重点实验室共承担课题536 项,共获国家级奖励成果5 项,省部级奖励成果15 项,国家级鉴定成果4 项,省部级鉴定成果13 项,申请专利数80 项,专利授权数48 项。
在湖南省重点实验室中,类似农业生态工程湖南省重点实验室这样学科历史悠久、基础好、实力强的实验室并不少,但学科基础尚浅,仍处于成长期的实验室也不少,喷射沉积技术及应用湖南省重点实验室就是其中一个。
“任何一个学科研究都需要时间,成果的产生也需要周期。”喷射沉积技术及应用湖南省重点实验室主任严红革介绍,“实验室在2001年组建时,与其他的大实验室相比,学科基础、人员力量、科研积累都处于劣势。”
喷射沉积技术虽说是当今金属材料的三大制备方法之一,是材料领域的研究热点和前沿课题,但追溯其研究历史也不过40余年,与已普及的粉末冶金技术相比,只能算是很窄的研究方向。“该技术虽然具有工程型较强、精度高等优势,但也存在成本高、产业化进展慢的问题。”严红革遗憾地表示。
为解决这些现实问题,实验室根据学术发展及国家市场的需求,积极调整自身的研究方向。“将喷射沉积技术作为一种手段,研究一些轻量化材料的先进制备技术,并逐渐将大型复杂精密件的铸造成型、挤压成型、轧制成型、锻造成型、焊接成型等技术纳入研究范围。今后,还计划朝器件化方向努力,将先进的技术手段融入产品,真正与市场和产业对接。”严红革说。
重新定位自身的学科方向后,喷射沉积技术及应用湖南省重点实验室在2011年获评湖南省优秀重点实验室。
创新之源 硕果累累
基础研究和应用基础研究,是科学技术创新的基础和源泉。多年来,定位于基础研究、应用基础和应用开发研究的湖南省重点实验室,承担并完成了大量国家及省部级重大科研任务,取得了丰硕科研成果,在科学前沿探索和解决国家及地方重大需求方面发挥了引领作用。
2011年9月,位于湖南隆回的一块百亩稻田平均亩产达到926.6公斤,创下水稻大面积亩产的世界纪录。而此前不久,在杂交水稻国家重点实验室学术委员会成立以来的首次会议上,实验室学术委员会主任、中国工程院院士袁隆平首次全面阐述了超级稻攻关第四期的战略构想,他表示,力争3年内实现水稻大面积亩产1000公斤,创造新的世界纪录。
与大面积亩产最高的超级稻诞生于重点实验室一样,世界运行速度最快列车的牵引电传动系统、世界臂架最长的泵车、世界功率最强的海上风力发电机、世界起重能力最强的履带起重机、世界人工干预最短的无人驾驶车、世界峡谷跨径最大悬索桥等科技创新“世界之最”,都有着出自重点实验室的背景。而在每个世界纪录和特大工程的背后,都汇聚了一个乃至若干个省重点实验室内最前沿的技术成果,凝聚了众多科技工作者的智慧。
除了这些看得见的世界之最,一大批基础研究领域的重大突破同样令人振奋。
2010年1月,在2009年度全国科学技术奖励大会上,由长沙理工大学郑健龙教授领衔的“膨胀土地区公路修建成套技术研究”项目荣获国家科学技术进步一等奖,孕育该成果的平台正是特殊环境道路工程湖南省重点实验室。
依托重点实验室,郑健龙和他的研究团队提出“以柔治胀”理论,潜心研究出国际领先的柔性支护综合处治技术手段,攻克膨胀土地区道路建设“逢堑必滑,有堤必坍”的“工程癌症”。
经过15年的艰辛历程后,郑健龙团队科研人员的脸上大多留下了风吹日晒的印记。梯队成员们说,这些年一半时间在实验室琢磨膨胀土,另一半时间在野外工地调研,与膨胀土“耳鬓厮磨”。为找寻降服膨胀土良方历尽艰辛,光室内实验就做了4000多组,野外实验多达500多组。
目前,该技术成果已在我国10个省区的23条高速公路和南水北调等重大工程中广泛应用,为国家重大工程建设提供了有效科技支撑,产生直接经济效益11亿多元,节约建设用地16000多亩。此外,该项成果还获得了12项国家专利,制定了4部行业规范,出版了3部专著,发表了213篇论文。更可喜的是,与美国、澳大利亚等国普遍采用的抗滑桩、重力式挡墙相比,“柔性支护技术”不仅更为可靠,而且工程造价降低66%,工期缩短75%。 2012年初,稀有金属冶金与材料制备湖南省重点实验室传来好消息,中南大学教授赵中伟领衔主持的“难冶钨资源深度开发应用关键技术”项目,摘得2011年度国家科技进步一等奖。赵中伟介绍,早在2001年,中南大学就依托实验室力量,集中冶金、材料、化学等优势学科的专家和我国著名的钨企力量,在国家自然科学基金和863计划的支持下,开始了该项目的联合攻关。该研究为我国钨资源使用年限由原来不足5年延长到25年以上提供了技术支撑,生产的系列高技术产品性能达到国际先进水平,解决了我国航空航天等重大领域的亟需。该项目共申请26项发明专利,其中授权21项。项目技术成功应用于厦门钨业股份有限公司、株洲硬质合金集团有限公司等企业,近3年已实现新增产值118亿元、利税26亿多元,潜在经济效益更是高达4100亿元。
近年来,湖南省企业类重点实验室也交出了一份不错的成绩单。
2012年初,三一重工依托基于物联网工程机械智能技术湖南省重点实验室,致力于打破国外企业的技术垄断,研发的“工程机械智能化核心基础部件与关键技术及其物联网系统”项目获2011年度湖南省科技进步一等奖。副总经理周翔介绍,在系统建设过程中,三一重工发明了可实现物联网智能设备“互联互通、即插即用”的开放式通信协议(SCP),使得设备物联网中信息的使用者无需关注提供者细节,大幅提升开发与应用效率。基于SCP协议成功开发了工程机械防盗、故障诊断、质量分析等远程监控及智能服务系统,使企业运营服务成本降低60%,产品性能及竞争力大幅提高。
目前,该项目系列成果共申请专利86项,自主核心部件已全面应用于混凝土泵车等三一工程机械装备,累计装机超过10万台套;物联网远程监控系统中实时运营设备的数量超过4万台。整个项目直接新增产值80.6亿元,创利润20.6亿元。
有数据显示,2004年至2011年底,湖南省重点实验室已累计承担各级课题近11000项,获得省部级以上科技成果奖励近600项,专利授权超过880件,且各项数据呈逐年递增态势。
经过20年的发展,重点实验室已逐步成为湖南自主创新的核心力量。
打造人才摇篮营造创新文化环境
作为吸引优秀科研人才的“强力磁场”,重点实验室里人才辈出,精英云集。在2007年 “湖南省科技领军人才培养计划”首批20名科技人才中,省级重点实验室的主任和学术带头人就有8人。在2011年新增两院院士中,国防科技大学教授于起峰、株洲电力机车研究所高工丁荣军均来自重点实验室。
近年来,有重点实验室背景的科技领军人才、学术带头人承担了多项重大科研项目,取得了一大批自主创新成果,攻克了一批产业化关键技术,突破了一批核心技术瓶颈。中南大学副校长、医学遗传学国家重点实验室主任张灼华带领的团队在国际上首次发现了帕金森病的双基因遗传模式,为治疗帕金森病提供了重要依据;电动汽车动力系统及关键技术湖南省重点实验室负责人、中国南车集团株洲电力机车研究所首席专家、博士后导师郭淑英主持承担了10多项国家“863”电动汽车重大专项研究工作,先后攻克有关电动汽车电机、控制器、变换器等一系列技术难题。2008年北京奥运会上,由南车时代提供的315套交流电动传动系统、180套电池管理系统、240台地面充电机和谐波治理装置以及5台奥运专用整车,在奥运会中心区成功运行,为“绿色奥运、科技奥运”理念做了最好的诠释。同时,长株潭3市已投入由南车时代电动公司研制的节能与新能源车示范推广1585辆,平均节油率超过20%,尾气排放减少60%以上,产业化成效卓著;中科院院士、国防科技大学教授于起峰带领团队,依托图像测量与视觉导航湖南省重点实验室,发明了数字式靶场光测图像分析系统,被应用到我军有光测需求的试验靶场,实现了“国内靶场40年来判读系统的新变革”。
在优秀科学家们的带领下,一大批科研人才和团队迅速成长起来,实验室人才聚集效应凸显。截至2011 年底,湖南省级重点实验室共拥有科研人员3137 人,其中获得高级职称1859人,中级职称890人;实验室自身培养硕士学位以上高级人才1140人,其中博士333人;对外培养研究生1601名。
在培养人才的同时要留住人才。谭支良认为,留住人才的最好办法是创造良好的创新文化环境,实行 “开放、联合、竞争、共享”的机制。
“不是简单地把门打开就叫开放。”中南大学信息物理工程学院院长、有色资源与灾害探查湖南省重点实验室主任柳建新教授告诉记者,“实验室目前正在规划开放基金,为青年科技人才提供资金,欢迎全国各地的科技人才申请课题,共享实验室设备资源。既扩大实验室的影响力,也让真正有实力有能力的个人和单位解决领域内技术难题,推动该领域共性关键问题的解决,促进该领域内的科技进步。此外,实验室也要大胆走出去,加强国际间合作,参加各种国际学术会议,加强与国外学校和科学家们的交流沟通,与国外开展项目合作;同时还要不断地‘请进来’,主办国际学术交流会议,邀请国外知名科学家、学者与国内学者开展交流,了解国外最新科研动态。”
为留住人才,柳建新有自己的一套方法。他给所带的博士和硕士研究生们相当丰厚的待遇,博士每月除国家规定工资外,柳建新另外开出的工资是每月3000至3500元,硕士每月2000月。柳建新开玩笑地说,这些博士毕业后工资都不一定比现在高。玩笑归玩笑,他这样做的目的是为了让青年科研人员没有生活的经济压力,能够安心做研究。
目前,柳建新麾下已有5位与国外大学联合培养的博士,其中3人回国,留校任教2人。刚刚32岁的郭荣文从加拿大维多利亚大学留学归国后,于去年10月留校任教,今年顺利地申请到国家自然科学基金项目。同时,他也成为中南大学改革后,以讲师身份指导硕士研究生的一员。
直面现实迈向“质”变时代
湖南省重点实验室的建设是一项基础的、长期的科技事业,风雨兼程已有20载,其中有辉煌成就,也有面临亟待解决的难题。
实力差距明显实验室布局不均 由于省内各市州经济社会发展水平和高等院校、科研院所分布的不均衡性,湖南省重点实验室的分布情况并不理想。
统计数据表明,截至2011 年底,湖南省共有省级重点实验室81 家,国家省部共建培育基地4 家,国家重点实验室11 家。但所有国家省部共建培育基地、国家重点实验室均在长沙,另外81 家省级重点实验室主要分布在长株潭地区,娄底、永州、邵阳三市仍为空白。这样的局面既不利于湖南省重点实验室的可持续发展和成果辐射作用,也不利于欠发达地区经济社会的发展。
对此,湖南省科技厅相关处室负责人表示:“湖南的重点大学全部集中在长株潭三地,学科基础深厚、科研教学实力强,组建重点实验室有得天独厚的优势。与此形成鲜明对比的是,湖南的一般本科院校大多地处偏远,综合实力与重点大学不可同日而语,组建重点实验室的难度可想而知。同时,重点实验室有严格的准入标准和考核机制,不能因为当地没有就硬送一个。”
经费多为自给政府投入不足
维持一个重点实验室日常运转需要多少经费?在采访过程中,许多重点实验室的负责人都掰着手指头计算回答这个问题。无论答案是多少,得出的结论都是同一个:政府投入的专项经费不够。某重点实验室的负责人有些无奈地说:“这些经费只够维持实验室的日常开支。”
数据显示,2011 年,湖南省省级重点实验室总收入为15.34 亿元,其中政府投入4.8 亿元,依托单位投入5284.85 万元,主管单位投入2975.1 万元。
“对重点实验室而言,一方面理解政府的难处,全省近百家国家级、省级重点实验室,每个实验室都需要给予支持,面面俱到就可能会出现撒胡椒粉的现象;另一方面也希望政府加大对重点实验室的投入力度,确保实验室健康稳定发展。”这是大部分重点实验室负责人的共同心声。
一些新组建的重点实验室日子过得更紧巴。“自实验室组建以来,虽然政府在技术上、科研上给予极大认同,但经费支持和课题方面暂为空白,实验室硬件上目前还达不到要求。希望政府能够提供一些帮助,以便实验室不断提升,争取早日向国家重点实验室迈进。”一家刚刚组建的省级重点实验室的主任说道。
社会服务类实验室产业化进展缓慢
重点实验室一般分为社会公益类重点实验室和产业化重点实验室。前者服务于社会,属于不赚钱的实验室;后者属于见效益的实验室,产值可观。
实验室成果的产业化,对于社会公益类重点实验室来说相对困难。
农业科学领域就是典型。“养殖户不可能为技术买单。原因很简单,一头猪100斤也是卖,200斤也是卖,而且每头猪的利润本来就不高,不会因为一项技术能让猪多长几斤肉,就花大价钱转让技术。即使是大型企业,也往往只会与实验室进行技术服务合作,不会单买技术。虽然目前实验室已与一些大型企业有比较密切的合作,但有实力的大型企业并不多。在目前的机制下,要想真正实现比较理想的农业产业化,还需要进一步努力。”说起农业科学领域的成果产业化,谭支良显得有些无奈。
未来发展由“量变”到“质变”
如果说之前的湖南省重点实验室建设注重的是量的增加,今后的重点则是质的提升。
2011 年,湖南省省级重点实验室按照“开放、流动、联合、竞争”的运行机制,提出了“大专家、大成果、大品牌”的发展战略,力争开创重点实验室建设的新局面。
2012年,湖南省科技厅面向二本院校建立应用基础研究基地,根据地方院校的特色优势学科进行扶植培育。目前已在湖南城市学院、湖南人文科技学院等三家院校建立了应用基础研究基地,并作为湖南省重点实验室的预备队,纳入重点考察范围。
目前,湖南省重点实验室的数量已达到一定规模,接下来的任务是提升实验室整体实力和质量,营造良好的环境,着力提升重点实验室的创新能力;加大科技投入,建立合理的投资结构,争取稳定支持,提高经费使用效益;创新建设模式,鼓励联合共建和开展产学研合作;加强管理,对重点实验室进行分类、分层次管理和考核;采取长效激励措施,鼓励开放共享和对外合作。
风雨兼程20年后的今天,并非终点,而是全新的起点。湖南的重点实验室正按照《创新型湖南建设纲要》的规划方向,继续朝着为增强湖南科技创新能力、为建设创新型湖南做出新贡献而铿锵前行。
自1993年首批建成至今,湖南省重点实验室经历了从无到有、从小到大的发展历程,个中变化可谓沧海桑田、日新月异。
11个国家级重点实验室、4个省部共建国家重点实验室培育基地、84个省级重点实验室。20年里,它们在湖南经济社会发展中始终扮演着坚强后盾和有力支撑的角色。
在重点实验室这片孕育创新的沃土上,一大批享誉世界的成果破土而出:
2000年,“杂交水稻之父”袁隆平荣膺首届国家最高科学技术奖;
2004年,中南大学黄伯云院士等完成的“高性能炭/炭航空制动材料的制备技术”获国家技术发明一等奖,打破该奖项连续六年空缺的窘境;
2009年,长沙理工大学郑健龙教授领衔的“膨胀土地区公路修建成套技术研究”获国家科学技术进步一等奖,成为湖南省属高校获得的第一个国家科学技术进步一等奖;同年的国家科技奖励大会上,湖南主持和参与完成的30项科技成果获得奖励,获奖数量跻身全国前三强,创下了国家科技奖励制度改革以来湖南最好成绩;
2010年国家科学技术奖励大会上,三一重工完成的“工程机械技术创新平台建设”项目斩获湖南第一个“企业技术创新工程奖”;
2011年,中南大学赵中伟教授等完成的“难冶钨资源深度开发应用关键技术”获国家科学技术进步一等奖;
……
重点实验室已成为驱动湖南基础研究走向市场的重要基地和区域创新源头,在全省创新体系建设中发挥着举足轻重的作用,为推动科技创新、提高自主创新能力、建设创新型湖南立下了汗马功勋。
昨日的成绩已写入历史,当下的努力正成为主题。今年3月颁布的《创新型湖南建设纲要》已明确提出,要注重发挥现有重点实验室在集聚高端人才、承接重大项目、转化重大成果中的作用,要在优势和特色领域新组建一批国家级、省级重点实验室。
任务已经明确,未来的方向已经清晰。如何完成新时期的新目标,怎样发挥对湖南支柱产业和经济社会各领域发展的支撑、引领和带动作用,重点实验室建设之路任重道远。
奋发赶超20载
湖南的重点实验室建设起步并不算早。
早在1984年,为支持基础研究及应用基础研究,国家计委就组织实施了国家重点实验室建设计划,在教育部、中科院等部门所属的有关大学和研究所中,依托原有基础建设一批国家重点实验室。
1984至1993年,国家利用科技三项经费投资9.1亿元,建设了81个国家重点实验室,着重在基础理论研究方面进行了布局;1991至1995年,利用世界银行贷款投资8634万美元和1.78亿元人民币,又立项建设了75个国家重点实验室,重点在应用基础研究和工程领域进行了布局。两批重点实验室的建成,形成了国家重点实验室计划初步框架。
而在这个大框架下,湖南只有粉末冶金和医学遗传学两个学科领域拥有国家级重点实验室,显得势单力薄。
直到1993年10月,湖南首批9家省级重点实验室才宣告组建。这与北京、广东等地从1986年就开始建设重点实验室相比,足足晚了7年。
向来“敢为人先”的湖南人勇于后起直追。
1995年,湖南省科技大会召开,提出全面实施“科教兴湘”战略,并出台了一系列加快科技进步的新举措。
2005年省委八届十次全会提出大力实施“科教兴湘、人才强省”战略,把增强自主创新能力作为建设创新型湖南的首要推动力量。
2006年,湖南省委、省政府召开了具有里程碑意义的新世纪第一次科技大会,确立了“科教兴湘、建设创新型湖南”的主导战略。同年,湖南省第九次党代会明确要求以自主创新为动力,推进新型工业化进程,提升发展力和竞争力。
2008年召开的湖南省产学研结合创新大会,决定实施“湖南省促进产学研结合重大专项计划”。
2010年又提出打造创新型湖南新名片。
发展战略的确立和创新,为湖南科技事业的发展提供了保证,自主创新工作呈现崭新局面。一系列举措为湖南重点实验室的建设提供了政策支撑。
2007年,在全国首批36家企业国家重点实验室中,长沙建设机械研究院和中联重科联合组建的湖南建设机械关键技术国家重点实验室、依托长沙矿冶研究院组建的深海矿产资源开发利用技术国家重点实验室名列其中。
2010年,依托湘潭电机股份有限公司组建的海上风力发电技术与检测等4个企业国家重点实验室落户湖南。
2011年3月,湖南启动企业类省级重点实验室建设工作,首批14家企业类重点实验室涉及高端制造、新一代信息技术、新能源、生物、资源环保、材料等战略性新兴产业领域,以湖南省重大科技创新需求为落脚点,建立优势型和特色型的发展格局,成为全省应用基础研究基地、高层次创新人才团队培养高地和产学研结合创新的桥梁,不仅为湖南重点实验室的建设注入新的活力,也让湖南创新体系建设更加完善。
2011年,湖南创新能力在全国排名第11位,位列中部六省第一,分别比2007年上升5个和2个位次,反映创新能力的重要指标——知识创造潜力和创新绩效潜力跃居全国第一位。这些成绩的背后,重点实验室发挥的原始创新平台支撑作用不可或缺。
2012年3月,《创新型湖南建设纲要》成为创新型湖南建设的纲领性文件,也是创新型国家战略推出之后的第一个省级创新建设纲要。其中,创新体系与平台建设工程被列入九大创新工程建设重点任务,重点实验室作为原始创新和基础研究的重要基地,重要性不言而喻。
20 年来,湖南重点实验室综合实力稳步提高,支撑科技产业发展的人才梯队、研发设备、中试条件配置基本满足研发需求;承担一定科技重大项目能力,成果转化率、技术辐射率稳步上升,已成为湖南组织高水平基础研究与应用基础研究、聚集与培养稳定优秀科技人才、开展高层次学术交流的重要基地和科技原始创新的重要平台。 最新数据显示,仅2011 年,省级重点实验室共承担课题2649 项,其中国家级项目857 项;获省部级以上科研成果奖135 项,其中国家级科技进步一等奖1 项、二等奖6 项,国家自然科学奖二等奖1 项,国家发明奖二等奖1 项;发表著作116 部,论文4889 篇;申请专利830 项,专利授权292 项;成果转化87 项,收入经费7227 万元。
湖南省重点实验室建设,已呈现出蒸蒸日上的态势。
创新高地,精彩纷呈
近年来,湖南加大对创新平台的培育和建设。在这个原始创新高地上,重点实验室的表现尤为活跃,留下了一幕幕精彩纷呈的瞬间,取得了一个个骄人的成绩。
准确定位 有的放矢
要成为一个优秀的重点实验室,必须具备哪些要素?几乎所有接受本刊记者采访的重点实验室负责人都强调,必须瞄准国际前沿和学科前沿,准确定位,有的放矢。
“重点实验室必须具有自身鲜明的研究方向,学科定位要符合本领域的区域需求和国家需求。涉及的学科方向不能太分散,需根据自身的特点和资源有的放矢。”中科院亚热带农业研究所副所长、农业生态工程湖南省重点实验室常务副主任谭支良如是说。
农业生态工程湖南省重点实验室的研究方向有三,分别是农田生态系统过程、农牧复合生态系统过程和农业生态系统功能及其调控机理,具体解决湖南农业生态的过程和格局、具体单元以及种植业等问题。
在准确学术定位下,农业生态工程湖南省重点实验室成绩斐然。2011年,该实验室主持研究的“土壤微生物生物量测定方法及其应用”及“肉鸭高效健康养殖关键技术研究与应用”项目分获2011年度湖南省自然科学二等奖和湖南省科技进步二等奖。
在湖南省重点实验室中,涉农领域的重点实验室已达15家,各自鲜明的学科定位和学术方向使其各显其能,百花争艳。
据统计,2011年,农业领域内湖南省重点实验室共承担课题536 项,共获国家级奖励成果5 项,省部级奖励成果15 项,国家级鉴定成果4 项,省部级鉴定成果13 项,申请专利数80 项,专利授权数48 项。
在湖南省重点实验室中,类似农业生态工程湖南省重点实验室这样学科历史悠久、基础好、实力强的实验室并不少,但学科基础尚浅,仍处于成长期的实验室也不少,喷射沉积技术及应用湖南省重点实验室就是其中一个。
“任何一个学科研究都需要时间,成果的产生也需要周期。”喷射沉积技术及应用湖南省重点实验室主任严红革介绍,“实验室在2001年组建时,与其他的大实验室相比,学科基础、人员力量、科研积累都处于劣势。”
喷射沉积技术虽说是当今金属材料的三大制备方法之一,是材料领域的研究热点和前沿课题,但追溯其研究历史也不过40余年,与已普及的粉末冶金技术相比,只能算是很窄的研究方向。“该技术虽然具有工程型较强、精度高等优势,但也存在成本高、产业化进展慢的问题。”严红革遗憾地表示。
为解决这些现实问题,实验室根据学术发展及国家市场的需求,积极调整自身的研究方向。“将喷射沉积技术作为一种手段,研究一些轻量化材料的先进制备技术,并逐渐将大型复杂精密件的铸造成型、挤压成型、轧制成型、锻造成型、焊接成型等技术纳入研究范围。今后,还计划朝器件化方向努力,将先进的技术手段融入产品,真正与市场和产业对接。”严红革说。
重新定位自身的学科方向后,喷射沉积技术及应用湖南省重点实验室在2011年获评湖南省优秀重点实验室。
创新之源 硕果累累
基础研究和应用基础研究,是科学技术创新的基础和源泉。多年来,定位于基础研究、应用基础和应用开发研究的湖南省重点实验室,承担并完成了大量国家及省部级重大科研任务,取得了丰硕科研成果,在科学前沿探索和解决国家及地方重大需求方面发挥了引领作用。
2011年9月,位于湖南隆回的一块百亩稻田平均亩产达到926.6公斤,创下水稻大面积亩产的世界纪录。而此前不久,在杂交水稻国家重点实验室学术委员会成立以来的首次会议上,实验室学术委员会主任、中国工程院院士袁隆平首次全面阐述了超级稻攻关第四期的战略构想,他表示,力争3年内实现水稻大面积亩产1000公斤,创造新的世界纪录。
与大面积亩产最高的超级稻诞生于重点实验室一样,世界运行速度最快列车的牵引电传动系统、世界臂架最长的泵车、世界功率最强的海上风力发电机、世界起重能力最强的履带起重机、世界人工干预最短的无人驾驶车、世界峡谷跨径最大悬索桥等科技创新“世界之最”,都有着出自重点实验室的背景。而在每个世界纪录和特大工程的背后,都汇聚了一个乃至若干个省重点实验室内最前沿的技术成果,凝聚了众多科技工作者的智慧。
除了这些看得见的世界之最,一大批基础研究领域的重大突破同样令人振奋。
2010年1月,在2009年度全国科学技术奖励大会上,由长沙理工大学郑健龙教授领衔的“膨胀土地区公路修建成套技术研究”项目荣获国家科学技术进步一等奖,孕育该成果的平台正是特殊环境道路工程湖南省重点实验室。
依托重点实验室,郑健龙和他的研究团队提出“以柔治胀”理论,潜心研究出国际领先的柔性支护综合处治技术手段,攻克膨胀土地区道路建设“逢堑必滑,有堤必坍”的“工程癌症”。
经过15年的艰辛历程后,郑健龙团队科研人员的脸上大多留下了风吹日晒的印记。梯队成员们说,这些年一半时间在实验室琢磨膨胀土,另一半时间在野外工地调研,与膨胀土“耳鬓厮磨”。为找寻降服膨胀土良方历尽艰辛,光室内实验就做了4000多组,野外实验多达500多组。
目前,该技术成果已在我国10个省区的23条高速公路和南水北调等重大工程中广泛应用,为国家重大工程建设提供了有效科技支撑,产生直接经济效益11亿多元,节约建设用地16000多亩。此外,该项成果还获得了12项国家专利,制定了4部行业规范,出版了3部专著,发表了213篇论文。更可喜的是,与美国、澳大利亚等国普遍采用的抗滑桩、重力式挡墙相比,“柔性支护技术”不仅更为可靠,而且工程造价降低66%,工期缩短75%。 2012年初,稀有金属冶金与材料制备湖南省重点实验室传来好消息,中南大学教授赵中伟领衔主持的“难冶钨资源深度开发应用关键技术”项目,摘得2011年度国家科技进步一等奖。赵中伟介绍,早在2001年,中南大学就依托实验室力量,集中冶金、材料、化学等优势学科的专家和我国著名的钨企力量,在国家自然科学基金和863计划的支持下,开始了该项目的联合攻关。该研究为我国钨资源使用年限由原来不足5年延长到25年以上提供了技术支撑,生产的系列高技术产品性能达到国际先进水平,解决了我国航空航天等重大领域的亟需。该项目共申请26项发明专利,其中授权21项。项目技术成功应用于厦门钨业股份有限公司、株洲硬质合金集团有限公司等企业,近3年已实现新增产值118亿元、利税26亿多元,潜在经济效益更是高达4100亿元。
近年来,湖南省企业类重点实验室也交出了一份不错的成绩单。
2012年初,三一重工依托基于物联网工程机械智能技术湖南省重点实验室,致力于打破国外企业的技术垄断,研发的“工程机械智能化核心基础部件与关键技术及其物联网系统”项目获2011年度湖南省科技进步一等奖。副总经理周翔介绍,在系统建设过程中,三一重工发明了可实现物联网智能设备“互联互通、即插即用”的开放式通信协议(SCP),使得设备物联网中信息的使用者无需关注提供者细节,大幅提升开发与应用效率。基于SCP协议成功开发了工程机械防盗、故障诊断、质量分析等远程监控及智能服务系统,使企业运营服务成本降低60%,产品性能及竞争力大幅提高。
目前,该项目系列成果共申请专利86项,自主核心部件已全面应用于混凝土泵车等三一工程机械装备,累计装机超过10万台套;物联网远程监控系统中实时运营设备的数量超过4万台。整个项目直接新增产值80.6亿元,创利润20.6亿元。
有数据显示,2004年至2011年底,湖南省重点实验室已累计承担各级课题近11000项,获得省部级以上科技成果奖励近600项,专利授权超过880件,且各项数据呈逐年递增态势。
经过20年的发展,重点实验室已逐步成为湖南自主创新的核心力量。
打造人才摇篮营造创新文化环境
作为吸引优秀科研人才的“强力磁场”,重点实验室里人才辈出,精英云集。在2007年 “湖南省科技领军人才培养计划”首批20名科技人才中,省级重点实验室的主任和学术带头人就有8人。在2011年新增两院院士中,国防科技大学教授于起峰、株洲电力机车研究所高工丁荣军均来自重点实验室。
近年来,有重点实验室背景的科技领军人才、学术带头人承担了多项重大科研项目,取得了一大批自主创新成果,攻克了一批产业化关键技术,突破了一批核心技术瓶颈。中南大学副校长、医学遗传学国家重点实验室主任张灼华带领的团队在国际上首次发现了帕金森病的双基因遗传模式,为治疗帕金森病提供了重要依据;电动汽车动力系统及关键技术湖南省重点实验室负责人、中国南车集团株洲电力机车研究所首席专家、博士后导师郭淑英主持承担了10多项国家“863”电动汽车重大专项研究工作,先后攻克有关电动汽车电机、控制器、变换器等一系列技术难题。2008年北京奥运会上,由南车时代提供的315套交流电动传动系统、180套电池管理系统、240台地面充电机和谐波治理装置以及5台奥运专用整车,在奥运会中心区成功运行,为“绿色奥运、科技奥运”理念做了最好的诠释。同时,长株潭3市已投入由南车时代电动公司研制的节能与新能源车示范推广1585辆,平均节油率超过20%,尾气排放减少60%以上,产业化成效卓著;中科院院士、国防科技大学教授于起峰带领团队,依托图像测量与视觉导航湖南省重点实验室,发明了数字式靶场光测图像分析系统,被应用到我军有光测需求的试验靶场,实现了“国内靶场40年来判读系统的新变革”。
在优秀科学家们的带领下,一大批科研人才和团队迅速成长起来,实验室人才聚集效应凸显。截至2011 年底,湖南省级重点实验室共拥有科研人员3137 人,其中获得高级职称1859人,中级职称890人;实验室自身培养硕士学位以上高级人才1140人,其中博士333人;对外培养研究生1601名。
在培养人才的同时要留住人才。谭支良认为,留住人才的最好办法是创造良好的创新文化环境,实行 “开放、联合、竞争、共享”的机制。
“不是简单地把门打开就叫开放。”中南大学信息物理工程学院院长、有色资源与灾害探查湖南省重点实验室主任柳建新教授告诉记者,“实验室目前正在规划开放基金,为青年科技人才提供资金,欢迎全国各地的科技人才申请课题,共享实验室设备资源。既扩大实验室的影响力,也让真正有实力有能力的个人和单位解决领域内技术难题,推动该领域共性关键问题的解决,促进该领域内的科技进步。此外,实验室也要大胆走出去,加强国际间合作,参加各种国际学术会议,加强与国外学校和科学家们的交流沟通,与国外开展项目合作;同时还要不断地‘请进来’,主办国际学术交流会议,邀请国外知名科学家、学者与国内学者开展交流,了解国外最新科研动态。”
为留住人才,柳建新有自己的一套方法。他给所带的博士和硕士研究生们相当丰厚的待遇,博士每月除国家规定工资外,柳建新另外开出的工资是每月3000至3500元,硕士每月2000月。柳建新开玩笑地说,这些博士毕业后工资都不一定比现在高。玩笑归玩笑,他这样做的目的是为了让青年科研人员没有生活的经济压力,能够安心做研究。
目前,柳建新麾下已有5位与国外大学联合培养的博士,其中3人回国,留校任教2人。刚刚32岁的郭荣文从加拿大维多利亚大学留学归国后,于去年10月留校任教,今年顺利地申请到国家自然科学基金项目。同时,他也成为中南大学改革后,以讲师身份指导硕士研究生的一员。
直面现实迈向“质”变时代
湖南省重点实验室的建设是一项基础的、长期的科技事业,风雨兼程已有20载,其中有辉煌成就,也有面临亟待解决的难题。
实力差距明显实验室布局不均 由于省内各市州经济社会发展水平和高等院校、科研院所分布的不均衡性,湖南省重点实验室的分布情况并不理想。
统计数据表明,截至2011 年底,湖南省共有省级重点实验室81 家,国家省部共建培育基地4 家,国家重点实验室11 家。但所有国家省部共建培育基地、国家重点实验室均在长沙,另外81 家省级重点实验室主要分布在长株潭地区,娄底、永州、邵阳三市仍为空白。这样的局面既不利于湖南省重点实验室的可持续发展和成果辐射作用,也不利于欠发达地区经济社会的发展。
对此,湖南省科技厅相关处室负责人表示:“湖南的重点大学全部集中在长株潭三地,学科基础深厚、科研教学实力强,组建重点实验室有得天独厚的优势。与此形成鲜明对比的是,湖南的一般本科院校大多地处偏远,综合实力与重点大学不可同日而语,组建重点实验室的难度可想而知。同时,重点实验室有严格的准入标准和考核机制,不能因为当地没有就硬送一个。”
经费多为自给政府投入不足
维持一个重点实验室日常运转需要多少经费?在采访过程中,许多重点实验室的负责人都掰着手指头计算回答这个问题。无论答案是多少,得出的结论都是同一个:政府投入的专项经费不够。某重点实验室的负责人有些无奈地说:“这些经费只够维持实验室的日常开支。”
数据显示,2011 年,湖南省省级重点实验室总收入为15.34 亿元,其中政府投入4.8 亿元,依托单位投入5284.85 万元,主管单位投入2975.1 万元。
“对重点实验室而言,一方面理解政府的难处,全省近百家国家级、省级重点实验室,每个实验室都需要给予支持,面面俱到就可能会出现撒胡椒粉的现象;另一方面也希望政府加大对重点实验室的投入力度,确保实验室健康稳定发展。”这是大部分重点实验室负责人的共同心声。
一些新组建的重点实验室日子过得更紧巴。“自实验室组建以来,虽然政府在技术上、科研上给予极大认同,但经费支持和课题方面暂为空白,实验室硬件上目前还达不到要求。希望政府能够提供一些帮助,以便实验室不断提升,争取早日向国家重点实验室迈进。”一家刚刚组建的省级重点实验室的主任说道。
社会服务类实验室产业化进展缓慢
重点实验室一般分为社会公益类重点实验室和产业化重点实验室。前者服务于社会,属于不赚钱的实验室;后者属于见效益的实验室,产值可观。
实验室成果的产业化,对于社会公益类重点实验室来说相对困难。
农业科学领域就是典型。“养殖户不可能为技术买单。原因很简单,一头猪100斤也是卖,200斤也是卖,而且每头猪的利润本来就不高,不会因为一项技术能让猪多长几斤肉,就花大价钱转让技术。即使是大型企业,也往往只会与实验室进行技术服务合作,不会单买技术。虽然目前实验室已与一些大型企业有比较密切的合作,但有实力的大型企业并不多。在目前的机制下,要想真正实现比较理想的农业产业化,还需要进一步努力。”说起农业科学领域的成果产业化,谭支良显得有些无奈。
未来发展由“量变”到“质变”
如果说之前的湖南省重点实验室建设注重的是量的增加,今后的重点则是质的提升。
2011 年,湖南省省级重点实验室按照“开放、流动、联合、竞争”的运行机制,提出了“大专家、大成果、大品牌”的发展战略,力争开创重点实验室建设的新局面。
2012年,湖南省科技厅面向二本院校建立应用基础研究基地,根据地方院校的特色优势学科进行扶植培育。目前已在湖南城市学院、湖南人文科技学院等三家院校建立了应用基础研究基地,并作为湖南省重点实验室的预备队,纳入重点考察范围。
目前,湖南省重点实验室的数量已达到一定规模,接下来的任务是提升实验室整体实力和质量,营造良好的环境,着力提升重点实验室的创新能力;加大科技投入,建立合理的投资结构,争取稳定支持,提高经费使用效益;创新建设模式,鼓励联合共建和开展产学研合作;加强管理,对重点实验室进行分类、分层次管理和考核;采取长效激励措施,鼓励开放共享和对外合作。
风雨兼程20年后的今天,并非终点,而是全新的起点。湖南的重点实验室正按照《创新型湖南建设纲要》的规划方向,继续朝着为增强湖南科技创新能力、为建设创新型湖南做出新贡献而铿锵前行。