攻堅核心關鍵“卡脖子”技術難題，實現從零到一的突破

在我國科研實驗室體系陣容中，有一類堪稱各省科技“奠基者”的平臺機構，那就是省級重點實驗室。它是區域科技創新的主力軍，在服務全省高質量發展中發揮著積極作用。

在祖國大江南北，既有東北零下40攝氏度高寒、南方40攝氏度高溫的鐵路線，又有西北常年大風沙，西南高海拔、長線路的高原鐵路線。要想經受住復雜環境的考驗，高鐵動車組和大功率機車必須有顆強健的心臟。軌道交通牽引電機山西省重點實驗室的任務就是為這顆心臟注入持續的動力。“牽引電機是高鐵的心臟，上線前要接受嚴苛的環境試驗，是為了驗證這顆心臟的可靠性。”中車永濟電機有限公司研究院執行院長劉冠芳解釋說，“絕緣層相當于心臟的血管壁，每次熱壽命評定試驗至少要做12030小時，如果中途失敗，就要推翻設計，重新來過。”在中車永濟電機有限公司電機技術部副部長石永進看來，除了保障牽引電機的壽命，更要賦予它極強的耐力和韌性。“電機高速平穩地旋轉就是靠軸承，這個軸承能滿足高鐵運行的嚴苛環境。我們自主研發的國內首臺試驗平臺，可以模擬高鐵實際運行中的載荷、振動沖擊、溫度、濕度、風沙、走行風等各種復雜工況，正是有了這樣的試驗，電機壽命從原來的運行30萬公里提高到現在的120萬公里，相當于北京到上海往返300趟。”中車永濟電機有限公司電氣研究院院長侯曉軍認為，實驗室是技術的搖籃，是技術研究的基地，借助于完備的實驗裝備和一代又一代永電人的頑強拼搏，成就了高鐵的中國芯，創造了中國速度，實現了關鍵核心技術的自主可控。

牽引電機作為永濟電機公司的核心產品，經過50余年的成長和進步，見證了中國軌道交通事業高速發展的整個歷程，從鐵路大提速到高速動車組運行，從直流傳動到交流傳動系統，產品在不斷更新迭代，而產品技術的提升都離不開實驗室。太原地鐵2號線牽引電機是一款最新智能化的產品，具備故障預測和健康管理能力，這項技術也來自軌道交通牽引電機山西省重點實驗室。中車永濟電機有限公司軌道交通牽引電機山西省重點實驗室主任雷平振認為，實驗室承擔的使命就是要面向國家、面向地方的重大戰略需求，聚焦“卡脖子”領域，集中突破關鍵核心技術難題。山西省科技廳實驗室與平臺基地建設處副處長梅棟良說，山西省重點實驗室的任務有兩項，一要集中突破關鍵核心技術難題，破解“卡脖子”問題的“燃眉之急”和長遠發展的“心腹之患”，在國家戰略科技力量建設中確立山西地位，貢獻山西力量。二要面向山西重大戰略需求，面向重大科學問題和全省高質量轉型發展，發揮科技支撐和引領的積極作用，推進經濟社會高質量發展。

從服務山西到打造國家級實驗室預備隊，實驗室建設還要持續發力

2020年12月召開的中央經濟工作會議部署了2021年我國的八項重點任務。其中，強化國家戰略科技力量排在首位。省級重點實驗室作為高水平基礎研究、應用基礎研究和應用性研究平臺，是國家和地方構建科技創新體系的重要組成部分，各省份紛紛打造實驗室，為對接國家戰略進行前瞻布局。

省級重點實驗室分為省實驗室和省重點實驗室。近年來，全國多省市紛紛投入重金、聘請學術“大腕”，甚至領導親自“掛帥”，為布局省重點實驗室、升級國家實驗室躍躍欲試。從區域分布來看，之前沒有國家實驗室配置的廣東、江蘇、浙江等在此次“國家級實驗室預備隊”建設布局中最為活躍，尤其廣東省已經分別在2017、2018、2019年先后分三批啟動了10家省實驗室的建設，規模和數量領跑其他省市。目前，之江實驗室、張江實驗室、紫金山實驗室、姑蘇實驗室等一大批省實驗室在大江南北紛紛崛起。

眾多省份前瞻布局實驗室建設的目的是什么？雷平振認為，沒有應用基礎研究，無法實現從并跑到領跑的跨越，很多知名企業都紛紛布局實驗室。這些實驗室將面向社會和行業未來的發展需求，展開應用基礎研究和共性技術研究，同時制定行業技術標準，培養企業的科研人才。梅棟良認為，科技創新是創新驅動的核心，誰走好了科技創新這步先手棋，誰就能占領先機、贏得優勢。各省也把創新能力提升擺在更加突出的位置，通過建設省級實驗室等重大創新平臺，打造“國家級實驗室預備隊”。

山西加大重點實驗室建設力度，力爭“蓄勢起跑”。全省已建106個省重點實驗室。近期，按照省委省政府安排部署，圍繞14個戰略性新興產業，新立項籌建了黃河、高速飛車、半導體信息器件與系統等4個省實驗室，籌建了合成生物、人工智能與信創技術、半導體信息器件與系統、雜糧種質創新與分子育種等9個山西省重點實驗室。

山西雜糧有7大類120多種，種植面積超1500萬畝，約占全國的1/10。雜糧種質創新與分子育種山西省重點實驗室主任孔照勝是該實驗室主帥。在他看來，山西雜糧雖然具有區域特色和天然優勢，但缺乏從遺傳背景上的梳理和基因資源發掘，導致存而難用或藏而不用，嚴重影響基因資源的保護與利用。雜糧“特”和“優”的突破，還是得從種子上尋找突破口。他說：“種子是農業領域的芯片，也是一個‘卡脖子’問題，這也是成立重點實驗室的初衷，我們想把水稻先進的分子設計育種經驗和方法引到雜糧作物上來。”雜糧種質創新與分子育種山西省重點實驗室是以國家重點實驗室為標準進行建設，致力構建國際一流平臺，充分發掘我國雜糧基因資源與雜糧功能成分，創新種質，護衛我國基因資源，充分發揮雜糧古老而優異基因資源在糧食安全主戰場的作用。孔照勝表示，山西農業大學將和中國農科院作科所的雜糧團隊強強合作，有信心將實驗室建設為國家唯一的雜糧生物育種的國家實驗室。

山西高位推動高規格建設省級重點實驗室，向實驗室“國家隊”邁進，如何發力？清華大學摩擦學國家重點實驗室主任田煜教授給出建議，全國各地布局自己的省級重點實驗室，向國家實驗室發展，肯定要根據地方的經濟發展特點決定方向。山西在煤炭、電力、高端裝備產業方面發展迅速，可以根據這些方向和領域去支持太原理工大學、山西大學、中北大學等一些有基礎的單位，建設更好的重點實驗室，并長期穩定支持，幫助他們向國家實驗室目標邁進，同時也能為山西經濟發展提供好的支撐和服務。

下好科技創新“先手棋”，贏得發展新機遇

高水平實驗室是培養創新人才的重要陣地，是科技創新的主要場所。聚焦戰略需求，服務轉型大局，對實驗室來說是機遇也是挑戰。

發現DNA的雙螺旋結構、發現X射線的散射現象、發現脈沖星……人類歷史上多次重大的科學發現，都來自劍橋大學著名的實驗室。從1904年至1989年的85年里共產生了29位諾貝爾獎得主，它就是以偉大的物理學家、化學家、劍橋大學校友亨利·卡文迪許命名的“卡文迪許實驗室”。卡文迪許實驗室創建于1874年，是由當時的劍橋大學校長威廉·卡文迪許捐資近9000英鎊建立起來的，在巔峰時期甚至獲譽“全世界二分之一的物理學發現都來自卡文迪許實驗室”，并且是近代科學史上第一個社會化和專業化的科學實驗室。

卡文迪許實驗室培養了無數科學家，并帶來很多科學發現。英國牛津劍橋俱樂部榮譽會員威廉姆·愛丁頓認為，實驗室的成功在于打破傳統，重視培養個人思想和卓越能力，面對廣泛而集中的任務，人們依然迎難而上。在很多英國科學家眼中，這個杰出的機構就是英國科學的殿堂，出色的人們匯聚一堂，有著一流的研究和創新能力，帶來不一樣的火花。

山西省重點實驗室聚焦14個戰略性新興產業，已形成“14+N”的戰略布局，建立半導體、碳基新材料、特種金屬材料、大數據等戰略性新興產業的省重點實驗室共計64個，其他領域39個。截至2020年，這些實驗室成果轉化211項，成果轉化社會效益將近78億元，已形成從事戰略性、前瞻性、顛覆性、交叉性領域研究的戰略科技力量。當下，山西處在轉型發展的關鍵時期，發揮好省重點實驗室對山西高質量轉型發展的支撐作用意義重大。田煜認為：“英國在卡文迪許實驗室運行過程中投入了大量的經費，給予了穩定的支持，這和卡文迪許實驗室的發展是密不可分的。要加強重點實驗室與企業、科研機構之間的聯系和合作，最好是政府一直參與，真正實現政產學研用相結合。”

山西把創新驅動作為第一戰略，致力于為全省高質量發展提供“硬支撐”，在提高關鍵領域自主創新能力、促進科技成果轉移轉化及創優創新環境等方面持續發力。下一步，我省將優化調整方向，按照“去僵尸、調結構，攥拳頭、增合力，上水平、出結果”的原則，對省級重點實驗室進行優化調整，通過優化調整重組我省重點實驗室體系，不斷創新體制機制，對省重點實驗室實行動態、差異化支持和管理，建設一批引領前沿、學科交叉、綜合集成、國內外有影響的省級重點實驗室，打造戰略科技力量，為我省打造一流創新生態發揮積極支撐作用。