国外科学仪器的资助政策及特点分析

0 引言

科学仪器是根据科学的原理和先进的技术，经过精心设计和制作而成的工具，其目的是高效地运用物理原理、物理关系和先进技术进行科学实验和探测，以探寻、获取、转换和存储关于物理量、性质、现象、作用力及材料方面的信息和数据。随着社会和科技水平的发展，科学研究中的重大突破都离不开基础科学仪器设施的支撑，因此科学仪器的创新发展已经成为推进科技进步的关键性因素。在全球范围内，一个国家所拥有的基本仪器设施的先进性直接决定了这个国家的科技水平实力，同时反映了这个国家在国际上的科技地位，因此世界各国都将科学仪器的发展和创新列为国家重点发展战略。

美国为了保持其在世界科学仪器领域的领先地位，对科学仪器的发展进行了全面的战略部署，通过美国国家科学基金会 (NSF)、国立卫生研究院 (NIH)等机构设立了多个学科领域的科学仪器资助计划[1]；日本通过文部科学省 (MEXT)制定了多个科学仪器的研发计划，用于建设国际水平的研究环境和基础设施[2]；英国也通过英国研究理事会 (RCUK)相继启动了一系列科学仪器资助计划，资助英国未来研究用的主要基础设施，以保持其在世界研究领域中的领导地位[3]；除此之外，德国、法国、韩国和俄罗斯等国家也都推出了相应的科学仪器资助政策和计划[4-8]。可以看出，以上国家无一例外都对科学仪器的研发给予了大量、持续的支持，保障了国家科学仪器水平的先进性，而且这些国家在先进科学仪器市场中有较大占比和广泛的影响力。近年来，中国也非常注重对科学仪器的研发，并制定了一系列的项目资助计划：科学仪器基础研究专款 (1996—2013)，国家重大科研仪器设备研制专项 (2011—2013)，国家重大科研仪器研制项目 (2014至今)。随着国家对科学仪器上投入的增加，中国科学仪器的发展在数量和仪器设备占比都积极向好的方向发展，发展了一批具有自主知识产权的科学仪器，为科技进步和经济社会发展提供了重要支撑。但与创新型国家相比，中国在科学仪器的源头创新和关键技术创新上的能力相对薄弱，现有科学仪器主要集中在中低端市场，并且最新科学仪器研制成果市场转化率很低[9-10]。因此，如何更有效地促进中国各学科领域的科学仪器研制与创新是科技部和国家自然科学基金委员会关注的焦点。

本文通过调研美、日、德、英、法等创新型国家对科学仪器的资助政策和体系，并从发展战略、优先领域和仪器转化等方面对其特点进行分析，总结国外先进国家科学仪器的发展规律和政策特点，旨在为优化和完善中国科学仪器资助体制提供参考。

1 国外科学仪器发展战略计划分析

1.1 美国科学仪器发展战略计划

美国把科学仪器设备发展的总目标确定为保持美国在世界科学仪器领域的领先地位[1]。2005年，美国国家科学委员会 (NSB)发布了 “National Science Board 2020 Vision for the National Science Foundation” (简称 《NSF 2020愿景》)的报告，规划了未来15年的发展战略。NSF根据国家战略发展方向每4～5年发布一次 “NSF Strategic Plan for Fiscal Year” ( 《NSF财年战略计划》)，明确规定了NSF将提供关键基础设施，包括先进的仪器、设备、网络基础设备和尖端实验能力，建立国家的研究能力，以推动变革的研究[1]。

美国对科学仪器的资助体系主要是在国家层面上发布宏观的发展战略，为重大科学仪器设备设施和装备提供战略框架与发展思路，如美国能源部 (DOE)于2003年发布的 《未来二十年重大科学装备计划》和NSF定期发布的 《NSF财年战略计划》等。然后再由各联邦机构部门有侧重性地进行资助。其中，NSF主要资助通用型仪器的创新，而专用型仪器的创新则通过各相关需求的联邦机构分别资助，比如DOE主要资助能源领域相关的仪器研发升级与维护，美国标准与技术研究院 (NIST)高度聚焦于基础性和前瞻性的关键共性技术研发的资助，NIH主要在生物和医学领域对科学仪器进行资助。表1为美国各联邦机构对科学仪器的具体资助政策。此外，美国在对科学仪器的资助过程中特别强调企业的参与度，资助过程通常分为三个阶段：第一阶段以创新性方法为主，资助面大但力度小；第二阶段进一步支持第一阶段的成果，资助强度为上一阶段10倍以上，但只资助企业；第三阶段资助科学仪器的产业化，资助力度更大。

表1美国各联邦机构对科学仪器的具体资助政策联邦机构科学仪器计划资助政策NSF大型科学仪器项目(MRI)旨在促进科学仪器设备的研发和培养科研人员。支持单一设备、大型设备系统和具有共同研究焦点的系列设备及其下属计算机系统,资助金额一般在10～400万美元之间,只支持仪器的采购与研发,不支持持续费用仪器发展计划(ID)为生物学研究所用相关设备的研发改造,以及新型仪器仪表的发展提供资助,对申请资金无具体限制,一般为15～25万美元/年,资助期24～36个月仪器与设施计划(IF)为地球科学部的仪器仪表、设备、基础设施的建设提供资助,资助金额最高50万美元先进技术与仪器计划(ATI)为天文科学部提供仪器项目支持,资助最先进的天文探测器,以及可见光、红外、亚毫米波和无线电的光谱区域仪器的研发建设,资助金额多数低于100万美元南极仪器支持计划(AIS)为南极研究考察过程中所使用的仪器提供资助,资助金额多数大于10万美元,有些项目大于100万美元,极少数项目超过千万美元中型仪器计划(MID-SCALE)支持大型项目所需的中等规模仪器的购买和研发,主要是天文学研究中所需的一些仪器化学仪器计划(CHE)用于购买和建设化学研究中所需的仪器设备,以促进国内化学研究和化学教学,多数项目都在10万美元以上,少部分大于100万美元材料学科仪器计划(MDI)主要资助材料学科关键仪器的设计和研发,同时鼓励各类仪器仪表的研发信息技术研究计划(ITR)资助先进网络基础设施、计算机与网络系统等化学测量和成像计划(CMI)侧重支持与化学学科相关的科学测量与成像仪器,以及针对现有新方法提出的创新方法和手段海洋仪器计划(OI)支持与增强海洋船研究相关的仪器和研究用船。资助的仪器主要与海洋数据的收集、处理和分析相关NIH共享仪器计划(SIG)支持购置新的或更新已有的科学仪器、仪器组件或科学仪器集成系统,资助的科学仪器一般为10～60万美元高端仪器计划(HEI)每两年资助一批生物医学领域的科学仪器及其仪器组件,单个项目的资助金额为75～200万美元NIST没有设立专门的仪器计划在各个学科领域或同时在几个学科领域下设置仪器研发项目DOE先进科学计算研究计划(ASCR)探索和开发计算网络,用于能源部的分析建模和预测工作,旨在满足当前计算系统和其他新型计算架构的科学潜在需求基础能源科学计划(BES)对各种基础性研究提供资助,主要在电子、原子和分子水平上来理解能量和物质,为发展新能源技术提供基本的理论支撑生物和环境研究计划(BER)主要研究生物系统和环境科学,旨在深入理解遗传信息的翻译过程,更好用于微生物和植物的工业应用聚变能源科学计划(FES)拓宽对物质在高温和高密度环境状态的认识,并建立必要的磁聚变能源基础理论体系DOE高能物理学计划(HEP)理解宇宙的原理,从探索基础的物质和能量的基本成分开始探讨他们之间相互作用,以及探索的时间和空间的本质物理计划(NP)发现、探索和理解核物质的所有形式,深入理解核物质的基本颗粒———夸克和胶子的相互作用DOD国防大学研究仪器设备计划(DURIP)支持大学或研究机构人员的个人仪器的研发和购置,每年大约资助150个项目,共资助金额4000万美元左右NASA第二次独立任务计划(SALMON-2)支持与地球科学相关的大型仪器研发,资助金额在1000万美元以上,项目周期一般为4年空间与地球科学研究机遇(ROSES)部分项目支持空间科学与地球科学相关的仪器研发,可用于仪器的研发和改进

文章来源：《现代科学仪器》 网址: http://www.xdkxyq.cn/qikandaodu/2021/0728/546.html