英國研究基礎設施概況：多樣性大平台研究基礎設施助力科技創新

來源:中國科協創新戰略研究院《創新研究報告》

第23期（總第224期）2018-5-14

編者按：研究基礎設施是科學界為進行研究和促進創新而使用的設施、資源和服務，是研究人員獲得世界級資源、知識和技能的重要工具。研究基礎設施是英國研究和創新的關鍵，也是英國作為國際研究合作中心的重要組成部分。2017年，英國皇家學會對英國135個研究基礎設施進行了在線或電話調查，並於2018年1月發布了《英國研究基礎設施一覽》報告。此報告詳細介紹了2017年英國的研究基礎設施現狀、內涵，以及如何使用、建立、籌資、運作研究基礎設施等。本文就其主要內容進行摘編。

一

英國研究基礎設施現狀

英國目前有大約400個研究基礎設施在正常運轉和提供科研服務。本報告通過調查對其中的135個研究基礎設施的現狀進行了總結分析，對於規劃英國未來的研究方向有重要意義。

1. 研究基礎設施分布情況

英國的研究基礎設施遍布全國(圖1)，其位置的選擇有諸多決定因素。首先，物理環境是決定其選址的重要原因。例如，位於德文郡農村的北懷克農場是其中的一個研究機構，旨在為未來放牧-牲畜系統和食物鏈開發提供解決方案，便於研究人員能夠研究整個生態系統；位於奧克尼群島的歐洲海洋能源中心(EMEC)可以保證開發商利用波浪和潮汐發電來測試新技術。其次，用戶能夠進入該地點(如運輸連接)或接近其他關鍵設施的能力也十分重要。例如，國家核實驗室提供了涵蓋整個核燃料循環的廣泛技術服務，其主要實驗室設施設在坎布里亞州塞拉菲爾德。

圖1 英國（不包括北愛爾蘭）400個研究基礎設施區域圖

2. 研究基礎設施的生命周期

英國的研究基礎設施是其研究系統的一個動態組成部分。無論何時，舊基礎設施都在退役或升級，而新的基礎設施正在上線。無論實際存在的或是虛擬的基礎設施，都遵循這一生命周期的演變（圖2）。研究基礎設施運營時間長短各異，一些運行了幾十年的研究基礎設施會通過幾輪短期核心資金周轉來實現其持續運營。

圖2 英國研究基礎設施生命周期演變

3. 研究基礎設施的國際合作

對於全球研究界而言，彙集全球各地的資源往往具有重大意義。許多研究基礎設施所需的資金和其他資源，無法僅由一個國家提供。而從研究基礎設施投資中實現最大的價值也往往意味著儘可能多的優秀研究人員能夠利用這些基礎設施。在本報告調查的研究基礎設施中，69%是國際性的，25%隸屬於英國，只有6%的研究基礎設施歸屬於英國某個地方區域或機構。此外，77%的受訪者是至少一個國際合作組織的成員。在這些國際合作組織中，74%的組織包括其他歐盟國家或歐洲經濟區國家（EU/ EEA）的成員，64%的組織包括歐洲經濟區國家（EEA）之外的成員。其中，62%的英國國際合作組織成員參與了國際研究基礎設施的管理。

二

英國研究基礎設施形式多樣

對研究機構和人員而言，完備的研究基礎設施能滿足其高質量研究需求。英國的研究基礎設施形式多樣，規模大小不一，從大型設施、專業設備到電子基礎設施網路、圖書館和藏書等，使用方式、用戶群、成本和資金模式方面往往差異較大。研究基礎設施可能是實體的也可能是虛擬的，可能是一處單一完整的大型試驗裝置（如全環境模擬器和歐共體聯合聚變中心），也可能是分布在英國和國外的多個站點設施（英國國家離子束中心）。本文選取英國典型的大型研究基礎設施進行介紹。

1. 全環境模擬器 （Total Environment Simulator，TES）

全環境模擬器是赫爾大學實驗室的一項重要資產。其研究重點是建立水力學、生態水力學、地球科學、可再生能源和工程的物理模型。水槽設施以精巧的結構再現了水流、波浪和降雨的過程。作為一項獨特的環境、水力研究設施，它能夠在淡水和鹽水中進行動植物實驗。TES提供了一個適應性強的物理建模空間，可以針對各種環境場景進行配置，具備這一有效利用各類資源的罕見功能。

2. 歐洲聯合環 (Joint European Torus ，JET)

歐洲聯合環位於英國牛津郡卡勒姆科學中心（The Culham Centre for Fusion Energy ，CCFE），是目前世界上最大的核聚變反應堆，由英國原子能管理局（The UK Atomic Energy Authority ，UKAEA）代表歐盟在卡勒姆（Culham）負責運營維護。

JET是一項集歐盟最頂級的科學家、工業技術人員和有創新意識的管理團隊共同完成的大科學項目，其科學技術成果和管理經驗都值得學習。該設施可用來測試運行聚變發電廠所需的物理和工程條件。目前，托卡馬克裝置實現的最高參數由JET獲得。此外，旨在提供比JET消耗的聚變功率多10倍的國際熱核聚變實驗堆（ITER）作為JET的後繼者正在法國建造。

3. 英國國家離子束中心(UK National Ion Beam Centre，UKNIBC)

英國國家離子束中心（UKNIBC）為英國研究團體提供了一個獲得世界領先的離子束改性、輻照和分析的基礎設施和專業知識平台。UKNIBC分布在四個區域，是由哈德斯菲爾德大學（主辦兩個設施）、曼徹斯特大學達爾頓坎布里安分校和薩里大學共同合作組建的。

UKNIBC為英國和國際社會在離子束修改和分析方面的發展提供了指導，應用範圍包括法醫和文化遺產調查的材料分析、解決半導體、光子和量子裝置的問題以及核反應堆安全殼材料的選擇等。

三

英國研究基礎設施的使用情況

英國研究基礎設施的使用方式多種多樣。在調查的87個研究基礎設施中，用戶數量每年在幾十到幾百萬不等。例如，鑽石光源有限公司在設施現場進行一項研究項目，歐洲社會調查的用戶通過基礎設施網站獲得統計數據，或者研究人員在大型設備上遠程運行軟體等。

1

研究基礎設施使用者——內外混合體最為常見

在接受調查的44名受訪者中，有一部分被問及使用他們基礎設施的對象。40%的人表示，通常情況下，研究是由內部和外部研究人員合作進行的。這種由外部研究人員和合同制工作人員組成的混合體表明了資源的開放性。第二種最常見(27%)的使用方式是提供服務、資料庫、圖書館或藏書。來自世界各地的用戶都可以訪問英國的研究基礎設施網上平台。調查數據表明，56%的用戶來自英國，26%來自歐盟/歐洲經濟區(不包括英國)，18%來自世界其他地區。

2

研究基礎設施進行的多學科研究

該調查也涉及了在研究基礎設施的五個主要研究領域中，哪一個與其工作最為相關。在135項合格回復中，131個研究基礎設施至少確定下列其中一個為其主要研究領域：物理科學和工程、生物科學、衛生和糧食、生態系統和地球科學、社會科學、人文和能源。64%的研究基礎設施表明，多學科與其研究活動相關。

3

英國研究基礎設施工作人員角色差別大

在受調查的研究基礎設施中工作的員工人數在1～3000人。工作人員可能是全職研究人員、經理或管理人員。研究基礎設施還特別依賴於具有專業技能的人員（從技術人員到計算機科學家），因為這些技能是研究基礎設施運作的關鍵，沒有這些重要技能的員工，許多研究基礎設施對其研究團體的價值相對有限。在研究基礎設施的多樣性方面，工作人員的角色差別很大，主要取決於研究基礎設施是實際存在的、虛擬的、單地點的還是分散式的。研究基礎設施中的永久研究人員平均比例約為35％，其中27％為合同研究人員。除此之外，研究基礎設施也僱傭了大量技術人員。技術人員的平均比例約為25％，另有14％的技術人員為合同工。

四

英國研究基礎設施主要資金來源

研究基礎設施資金來源廣泛。本次調查涉及的135個研究基礎設施均得到了政府資助，但這隻占其全部資金的47%；此外，研究基礎設施還普遍獲得來自大學和機構、企業、慈善機構和歐盟的資助，其中許多來自歐盟結構基金。總體而言，84%的基礎設施目前或曾從歐盟獲得資金；從學科領域來看，能源，社會科學與人文，生態系統與地球科學，生物科學、健康與食品，物理科學與工程五大領域均有超過一半以上的研究基礎設施曾從歐盟獲得過資金資助，而其中生態系統與地球科學領域所有的研究基礎設施均曾獲得過歐盟的資金支持(圖3)。歐盟資金的作用也因學科而異。社會科學與人文、能源領域的資金大部分來自歐盟資助(分別佔24%和27%)。

圖3 英國研究基礎設施從歐盟獲得支持資金的百分比

文章來源：

https://royalsociety.org/~/media/policy/Publications/2018/snapshot-uk-research-infrastructures.pdf

編譯：陳海濤 張新玲

《創新研究報告》編輯：曹學偉 張麗琴

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