高端科学仪器研发也需要“物理第一性原理”?多位知名院士齐聚探讨 | 大湾区科学论坛

11月16日下午,2024大湾区科学论坛“高端科学仪器与高端医疗器械”分论坛在广州生物岛举行。

据了解,科研仪器是用于检验、检测、观测、试验、计量等各类科学研究活动的设备,是开展科学研究、获取科研数据、发现科学现象的专用工具,是推动科技创新的重要支撑。

分论坛聚焦高端科学仪器与高端医疗器械的发展战略、技术研发、标准制定、出海策略,诺贝尔奖获得者、知名院士学者、行业专家大咖、龙头企业代表共聚一堂,深入讨论如何推进高端科学仪器与高端医疗器械自主创新发展、提升国际竞争力与影响力。

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约23%的诺贝尔奖项与仪器创新直接相关

分论坛现场,中国工程院院士钟南山、诺贝尔生理医学奖得主Erwin Neher通过视频分享致辞。“最近我参加了一个有数家生命科学公司参与的会议,”Neher说,“从中可以看到中国在生命科学领域的创新活力和发展潜力。这种创新生态系统的形成,将有力推动全球生命科学的发展。”

随后,科技部原副部长张雨东,中国科学院院士徐涛、王秋良、赵红卫、丁洪围绕高端科研仪器研发、发展形势、挑战以及大科学装置等前沿议题作主题报告。

“高端科研仪器不仅是前沿科学研究的工具和手段,推动科研创新突破,其本身也是举世瞩目的重大科学成果。”张雨东说。

张雨东指出,科学仪器是推动人类认知和社会进步的重要工具。历史统计显示,超过87%的重大实验进展源于科学仪器的突破,约23%的诺贝尔奖项与仪器创新直接相关。“科学进步需要先进工具,工具进步又推动科学发展,两者形成双螺旋式发展态势。”张雨东说。

张雨东犀利指出,我国科学仪器发展仍面临三大挑战:原创性不足、产学研转化不畅、研发成果转化内驱力不足。“现行科研评价体系重论文轻转化,我们对基础研究的本质认识也还不够深入。在仪器研发过程中,我们没有按照某些定性原理,如‘物理第一性原理’,有些科研机构的思维还不如一些企业家。”张雨东说。

数据驱动、AI驱动的新科研范式已经形成

中国科学院院士徐涛认为,今年已产生数据、AI驱动的新科研范式。他向现场观众分享了高端生命科学仪器研发的实践和经验,详细介绍了生物岛实验室多项前沿技术的发展路线,并介绍生物岛实验室关于高端生命科学仪器的发展战略规划。第一步是解决“从无到有”的问题;第二步是实现“从有到优”,“我们要在新产业领域建立比国外更优的技术优势。”他强调。

而在自动化和智能化方面,新项目已经开始布局。“我们的目标是将电镜解析蛋白结构的通量提升100倍,这将大大提高仪器的自动化和智能化水平。”徐涛表示。

第三步是从2030年到2035年实现“从优到新”的跨越。“我们将通过全新的原理和设计来引领行业发展。目前,我们已经实现了核心技术的完全自主研发。”他说。

谈到今年诺贝尔奖授予AI领域科学家这一重要事件,徐涛认为这标志着新科研范式的诞生。“数据驱动、AI驱动的新范式已经形成,我们应该快速抢占新赛道,就像新能源汽车产业一样,直接超越传统路径,发展新赛道。”

中国科学院院士赵红卫就强流离子加速器的发展应用作了重要报告。他介绍,粒子加速器是探索物质微观结构的重要工具。“如果你想探索物质的微观结构,看到夸克、胶子这些基本粒子的层次,就必须使用高能粒子加速器。”他说。

粒子加速器的应用范围十分广泛,包括基础物理研究、材料科学、生命科学、核能技术等领域。赵红卫特别提到,“根据能量的不同,低能量加速器可以产生中子、光子等射线束,用于检测诊断;高能量加速器则可以产生重离子,用于研究物质的基本结构。”

大型科学装置的研发周期普遍较长,“从设计到建造成功,再到投入运行和持续改进,往往需要20-30年时间。”他呼吁加强产学研合作,“我们必须要和企业踏踏实实合作,共同攻克核心技术难题。”赵红卫说。

最后,多位来自科研院所、企业的嘉宾还围绕国产高端科学仪器与高端医疗器械相关标准制定、如何推进高端科学仪器与高端医疗器械出海等话题展开圆桌对话。

文|记者 陈晓楠
图|记者 周巍