壮阔东方潮丨浦东科创密码:规划先行、装置云集、软实力拴心

上海浦东。

长期从事同步辐射技术及应用研究的邰仁忠,2004年被“上海光源”项目吸引至此。形如一只鹦鹉螺的上海光源,作用是给分子“拍照片”,能够服务能源、环境、材料、物质、地球和生命科学等研究学科,已累计提供实验机时280771小时。

80后教授戴汉宁,几个月前刚通过人才引进政策落户上海,成为超冷锂镝原子实验室的一名研究人员。实验室所在的中科大上海研究院量子工程中心,是“墨子号”和中国首条光纤量子保密通信线路“京沪干线”的总控中心。

更多的企业在这里聚集势能。官方数据显示,2017年浦东全社会研发投入相当于地区生产总值的比重达4.05%,张江核心区超过12%。

提到浦东开发,皆知它是中国改革开放发展的重要标志,也是上海现代化建设的缩影。

自1992年开发之日起,浦东就积极实施“高科技先行”战略,坚持以高科技企业发展带动产业发展。依靠上海的科技人才优势、产业基础优势和综合服务优势,外加自身政策优势,浦东在科技开发及产业化方面取得了丰硕成果。

今年年初,《上海市城市总体规划(2017~2035年)》发布,明确城市定位在原有的国际经济、金融、贸易、航运“四个中心”基础上,增加科技创新中心。建设具有全球影响力的科技创新中心,是党中央赋予上海的重大使命。

置身新时代的潮流,浦东面临机遇也担负重责。

8月下旬,“壮阔东方潮 奋进新时代——庆祝改革开放40年”浦东集中采访活动期间,澎湃新闻(www.thepaper.cn)探访了在浦东生根的上海光源、国家蛋白质科学中心(上海)设施、中科大上海研究院量子工程中心、张江药谷、张江国际创新港、上海智能制造研究院等地,了解张江科学城建设规划、科学设施和创新平台效能发挥、人才延揽举措等。

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在推进科创中心建设过程中,浦东一以贯之地秉持了“规划先行”和“软硬兼施”的理念。

张江转型,规划先行

在为《浦东奇迹》一书所做的序言中,曾任上海市长的徐匡迪回忆了浦东开发之初的一个细节——

当时,外方最关心的是基础设施如何保证。他们还提出为实现整个浦东新区的和各功能分区的定位,必须配置相应的要素与设施。如:出口加工区企业的产业链必须“无缝”链接,即元器件、零部件及整机厂应尽可能在一个园区中,而海关、税务、银行、物流则要就近实现“零距离”服务;对高科技园区来说,应该有大学、研究所、“孵化器”、风险投资公司,以及可共用的检测中心、计算中心等。所有这些思路,对以后浦东新区乃至整个上海市规划的形成与修订都产生了重要的影响。这些反映在本书中,就是“规划先行”“基础设施先行”等理念。

“规划先行”,且与世界接轨,是浦东开发始终秉持的做法。

在去年年底,浦东拿出了一份未来两到三年的行动方案。

这份《浦东新区加快建设具有全球影响力的科技创新中心核心功能区2020行动方案》指出,将重点聚焦“两大区域、五大支撑体系”,加快构筑科技创新中心核心功能区基本框架。

两大区域,指的是以提升张江综合性国家科学中心集中度和显示度为核心,布局一批重大科技基础设施,建设世界一流的张江科学城;以临港科创中心主体承载区为平台,建设智能制造发展高地。

五大支撑体系则包括:以推动创新成果蓬勃涌现为导向,构建要素齐全、功能完善、开放协同、专业高效的科技成果转移转化促进体系;以新一轮科技革命和产业变革为引领,打造高端集聚的创新型产业体系;以高地高峰人才建设为重点,构建具有全球竞争力的人才资源体系;以科创中心与自贸试验区、金融中心联动发展为契机,完善科技创新制度体系;以营造良好创新生态环境、激发创新发展活力为目的,完善科技创新服务模式和服务体系。

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通俗来说,张江将尽可能拓展科技创新的深度和广度,而临港的科创更重在服务以制造业为代表的产业升级。这或许是帮助浦东乃至上海未来量级提升的“两翼”。

张江科学城的建设亦是规划先行。《张江科学城建设规划》去年5月面向社会征求意见,至8月方获上海市政府批复。

始建于1992年的张江高科技园区一直以中国现代化“药谷”和“硅谷”著称,而未来张江科学城将围绕“上海具有全球影响力科技创新中心的核心承载区”和“上海张江综合性国家科学中心”目标战略,实现从“园区”向“城区”的总体转型。

上海市委常委、浦东新区区委书记翁祖亮今年8月28日与媒体座谈时谈到,目前正全力推进张江科学城“五个一批”首轮73个重点项目建设,总投资达1900亿元。

根据《规划》,张江科学城将全力推进国家大科学设施的落地实施。同时,促进科创要素的集聚发展,形成北、中、南三大科创要素集群。

北部依托国家实验室核心区,集聚大科学设施、高水平研究型大学和国家级科研院所。中部结合孙桥地区和李政道实验室,集聚国际一流实验室和科研院所。南部结合国际医学园区,形成以医疗为特色的国际院校、研究所集群。

大科学装置的魅力

如果将群英荟萃比作星光熠熠,那大科学装置往往是科学星河中最为耀眼的地方。这些通过较大规模投入和工程建设而设立的平台,往往集聚一批顶尖的大脑,成为基础研究的突破口和前沿技术的摇篮。

过去由于国内大科学装置的缺位,许多中国科研人员只能借用外国设施,争分夺秒地完成实验任务。但在短短的十多年间,浦东已成功建成一批世界级大科学设施群,保障科学家长期而稳定地追求重要的研究目标。

上海应用物理研究所副所长邰仁忠,2004年正是被“上海光源”项目吸引回国。

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上海光源

上海光源是国际上性能领先的中能第三代同步辐射光源之一,本质上是一台高品质的“巨型X光机”,也是探测围观世界的“超级显微镜”。

当时,他已经在日本原子能研究所学习到了比较先进的技术,但真正参与到建设过程中,他却发现从上游到下游,从科学到工程,每一步都对团队提出了高要求。真空、焊接、机械,样样技术都是挑战,“我们心里把整个未来都搭载在这上面了。”邰仁忠说道。

直到2009年调束成功、正式竣工,光源团队才松了一口气。

如今,形如一只鹦鹉螺的上海光源已累计提供实验机时280771小时,服务能源、环境、材料、物质、地球和生命科学等研究学科,产生研究成果超过4200篇,其中包括实现氢气的低温制备和存储、发现外尔费米子等世界顶级突破。

邰仁忠带着记者走进坐落于浦东张江的鹦鹉螺内部时,正是光源每年暑期例行的休整时间,但工程人员却在紧锣密鼓地进行二期工程的建设。他们的目标是16条性能先进的光束线站。届时,上海光源能够每年接待用户超过5000人,用户实验超过1万人次。

接近光速运动的电子环绕着圆形轨道运动,不断辐射出高能的光子。这些光子被引导到围绕着圆环的一个个线站内,照射相应的研究材料。由于辐射较强,科研人员其实并不在这些站里做实验,而是借助机械臂在外围的操作室工作。

当来到上海光源首批7条光束线站中的生物大分子晶体学线站时,邰仁忠特别介绍道,著名结构生物学家施一公和颜宁的大部分工作,都是在这里完成的。中国疾控中心主任高福院士也正是在这里成功测定包括H1N1和埃博拉病毒在内的多种高致病性病毒的蛋白结构,实现三大顶尖学术期刊NSC的大满贯。

线站在灯光下仍显幽暗,但澎湃新闻注意到,门口的写字板上留下了“道阻且long,行则将至”、“绳锯木断、水滴石穿”一类的光明语句。

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正是因为上海光源能“拍摄”清楚蛋白质分子的三维结构,另一座“大国重器”选择在鹦鹉螺边比邻而居。

2008年启动设计的国家蛋白质科学研究(上海)设施于7年后通过国家验收,并在2017年划归张江实验室管理。这是中国在生命科学领域的首个国家重大科技基础设施项目,也是全球生命科学领域首个综合性的大科学装置。

上海蛋白质设施共分两个部分,其中之一即依托上海光源的5条光束线,并配套了6个实验站。另一部分则位于海科园区内,由核磁大厅、自动化蛋白表达系统、电镜、质谱、超高分辨显微镜、原子力显微镜、高性能计算机房等技术系统构成。

蛋白质是所有生命形式与生命活动的主要物质基础和功能执行者,在基因研究和精准医疗的时代,解开小小蛋白质的结构和功能,就能打开一些神秘的生命密码。

中科院上海分院副院长张旭院士介绍道,无论是生物技术本身,还是医学诊断、药物和疫苗开发、现代工农业,都需要蛋白质测序技术平台来提供科研和服务功能。

“一个科学设施的价值不在于本身做了多少研究,而是它提供的技术为理解整个生命体系作出的贡献,对药物开发做出的贡献。这才是一个大的科学装置必备的素质。”张旭说道。

上海光源实现了给分子“拍照片”,在不远的将来,一座举世瞩目的百亿元级光源将进一步实现给原子“拍电影”:

2018年4月开工的硬X射线自由电子激光装置,是中国迄今为止投资最大、建设周期最长的国家重大科技基础设施项目。与同步辐射光相比,X射线自由电子激光具有更高的亮度、更短的脉冲结构和更好的相干性。

它将与超强超短激光、软X射线自由电子激光装置、活细胞成像平台等大科学设施形成交相辉映的格局,映照张江最终成为全球规模最大、种类最全、综合能力最强的光子大科学设施群。

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合作与集群

“合作”和“集群”是张旭讲述时的两个关键词,也是浦东努力为科创主体营造的环境。

例如,上海蛋白质设施与上海光源、上海高等研究院、上海科技大学、新药创新研发基地等机构形成了有机结合,规模性地将张江实验室的两大主流方向——生命科学和信息技术整体地向前推进,并覆盖到中间过渡的人类类脑研究和脑科学。张旭还同时担任张江实验室脑与智能科技研究院的院长。

蛋白质研究如何转化为智能科技?张旭详细解释了这种学科的交叉和综合。

蛋白质结构有关受体离子通道的开放和关闭,是传达信息的关键部分。蛋白质设施与周边的上海科大、药物所等合作,完成了许多跟神经系统的感受、认知、激励相关的世界顶级工作。而人工智能也需要感受外部世界。这就令科学家们浮想,能否参考蛋白质结构受刺激变化的原理,来进行人工智能传感器的设计?

“在蛋白质结构层面解析神经细胞如何发挥功能、如何感受外界世界,对我们来说是增加知识的过程,这些知识会在下游研究中启迪和延续。”他告诉记者,“你想象不到,蛋白质研究能够和信息技术有关,这就是现代科技,交融性越来越强,相互促进的作用就越来越明显。”

被张江的“合作”和“集群”吸引过来的,不仅是生物学家和药物学家,还有中国科学技术大学的量子信息研究团队。

潘建伟团队最早于2005年在合肥大蜀山实现了13公里的量子纠缠分发,走出了实用性量子密钥的第一步。而在2016年,世界首颗量子通信实验卫星“墨子号”升空时,它的总控中心位于浦东张江的中科大上海研究院量子工程中心。

除了控制“墨子号”,这里也是世界首条千公里级量子保密通信干线 “京沪干线”的总控中心。

为什么会选在上海?中科大教授张强从合作方和用户两方面进行解释。

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原来,长期从事基础物理研究的量子通信团队,一开始并不擅长做卫星、载荷、天地同步之类的工程项目。而在这些方面,上海有很好的基础。

张强提到,中科院系统的上海技术物理研究所、微小卫星创新研究院和上海光学精密机械研究所分别在载荷、卫星和激光领域给予了技术支持。最近,量子工程中心更与复旦大学、上海交通大学、华东师范大学等沪上高校建立了合作。

“至于‘京沪干线’,正好上海也是一个主要节点。上海是金融中心,在应用上比合肥和其他内陆城市更有优势。”他说道。

平台的力量

对一些更小的生物创新企业来说,加入合作和集群的环境,起步之路会减少许多困难。

张江药谷作为中国首个生物医药产业专业基地,自1994年始建以来,孵化出了400多家生物医药企业。这里药品的临床获批率是全球平均水平的3倍以上,平均每天都会有一场国际性的学术交流活动,80多家企业的100多个项目从这里走向全国各地,20款药物从这里走向海外市场。

张江药谷

和记黄埔医药(上海)有限公司是最早进驻张江的企业之一。该公司执行董事及首席科技官苏慰国说道,张江为孵化阶段的企业提供了一整套开放式的科学研究平台,在资金和人才上都给予了支持。

上海优卡迪生物医药科技有限公司的首席执行官及首席科学家俞磊也谈到了这一点。该公司主要开发最新的细胞免疫治疗技术,部分技术已经超过美国现有的产品。

俞磊回忆2012年从美国回来时,“什么都没有。做生物医药的企业一开始需要很多资金,没有五百万元很难起步,不仅要合适的人才,还要很好的实验室、昂贵的仪器。我们在这里可以共享。”

张江对新药创制的整个流程有着非常专业的支持,“跟只是砸钱,钱扔下去就不管了的园区很不一样。”他强调。

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苏慰国认为,药谷作为平台更重要的一项功能是吸收企业意见,不断推动重大的新药政策创新。2016年,药品上市许可人制度在上海等地开展试点,让更多的医药企业放开手脚专注研发和创新,背后就有张江积极的探索和推动。

在集群的创新环境中,不仅是小企业会得到起步的助力,跨国巨头也会收获新鲜的血液。2016年,浦东新区在28年间积聚的一批跨国企业,加入了张江管委会牵头的张江跨国企业联合孵化平台。

这是因为,跨国公司这样的巨兽,虽然内部有一套自给自足的创新体系,但久而久之,也会形成“孤岛”现象,影响创新活力。破除创新“孤岛”,就需要有潜力的中小企业的“造血”。

孵化平台充分利用跨国企业的技术溢出和人才溢出,帮助创新公司站上更高的创业起点,对接优质的全球资源。同时,中小企业也能借助平台迅速实现创新产品的产业化,占据细分市场。

在先进制造业企业集聚的临港产业区,智能制造产业是发展的重中之重。

如何加快高校和科研院所的科技成果转化?如何为先进制造业企业提供技术支撑?2016年6月进驻临港的上海智能制造研究院正在破题。两年来,研究院已经为长三角地区的300多家企业提供过服务,直接帮助企业解决他们在生产、研发过程中遇到的技术难题。

上海智能制造研究院常务副院长、上海交通大学教授习俊通认为,“我们国家最大的问题,技术好像都有,离成熟、离应用还差这么一点距离。上海在建科创中心过程中,产业发展这样快,急需要一些功能性平台。”

他告诉记者,研究院要让企业看到未来的智能制造到底是什么样,要组织力量攻克共性技术难题,也要搭建测试验证平台,让量大面广的研究机构、中小企业到这里来测试它的技术,提升技术成熟度。

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合作与集群的环境成了浦东打造科创中心的“软实力”,良好的产业基础快速生长出自主创新的生长需求,而创新资源的集聚又为自主创新创造了良好的条件。

谁也不愿意是个孤独的人

制度创新和政策出新也在不断塑造浦东的“软实力”。

翁祖亮在座谈会上特别提到了“双自联动”,也就是自由贸易试验区和上海张江国家自主创新示范区的联动发展,以制度创新促进科技创新。

例如药品上市许可持有人制度试点大大降低新药产业化的门槛和成本。目前,浦东已有32家企业申请,试点药物51个品种,其中31个为I类创新药。同时,浦东还将该制度创新模式拓展至医疗器械领域,首个产品已经获批上市,上市时间比法定时间提前近一年。

在知识产权保护方面,浦东也有所作为。

在国家知识产权局的支持下,中国(浦东)知识产权保护中心在去年年中宣告成立,承担生物医药、集成电路、脑科学与人工智能、大数据、汽车、航空航天、船舶、高端装备等浦东的八个优势产业和新兴产业领域的专利申请预审工作,在快速获权、快速确权、快速维权上向前迈了一大步。发明专利审查从3年缩短到3个月,实用新型从1年缩短到1个月,外观设计从3个月缩短到1周。

这样的“浦东速度”对科创人才的吸引力是无限大的。张江跨国企业联合孵化平台董事长吴家翔形象地说道:“想象一下,一个‘技术之父’会很希望他的‘孩子’可以快点有名字,快点得到保护,快点拿到‘身份证’。”

人才是打造科创中心的核心要素。

去年,上海罗氏制药有限公司总经理周虹拿到了全国首张自贸试验区管委会推荐永久居留身份证。在浦东机场出入境时,工作人员们都争相来“参观”这张具有划时代意义的证件。

这得益于2017年6月,浦东新区推出的海外人才“9条”。

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浦东新区关于提高海外人才通行和工作便利度的九条措施,其中之一便是开设自贸区永久居留推荐“直通车”。

此外,浦东还设立了海外人才局,这是全国首个以“海外人才局”命名的政府机构,除了实施海外人才工作许可、永居推荐、身份认定和配套服务等,也将为下一步开展更多制度创新工作奠定基础。

今年,浦东再次推出人才发展“35条”,决心以甘当“店小二”的姿态着力加强和改进人才服务。

值得一提的是,“35条”其中之一提到,要实施人才住房安居新政:由实物配租为主调整为租金补贴为主,实现补房至补人的机制转化。在张江科学城建设9000套以上国际人才公寓。统筹社会租赁房和代理经租房等,未来三年推出15万套(间)以上人才住房。

加强优质教育资源供给、提升人才医疗服务水平、满足人才多样化文化需求等措施都旨在更好地“拴心留才”。

随着科研环境的改善,以及超冷原子模拟研究实验室在上海的集中落户,戴汉宁在今年3月回国加入到中科大的量子信息研究团队。

“我们这一代是比较幸运的,国家开始关注超冷原子研究,在合肥和上海都建立起研究中心。上海这边集中了五到六个超冷原子模拟研究实验室,针对不同原子、不同应用、不同物理模拟,我们可以非常频繁地使用设备,整天呆在一起做研究。”他说。

在张旭看来,浦东对人才最大的吸引力正是研究环境和创新环境。这里的研究机构、大学院所、企业聚集起了世界各地的人才,人才聚集得越多,研究环境和创新环境就越好,对人才吸引力也就越大。

“谁也不愿意是个孤独的人。”他说。

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