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美国能源部最近更新的里程碑计划：“未来科学设备：20年展望”
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当4年前该计划出台时，“设备展望”是当时首个着眼长远的设备计划。那时，世界上任何地方的政府科学资助机构都未曾提出过相关的规程。该计划一直延续至今，现在同样可作为其他拥有发展研究基础设施“路线图”的国家和地区的一种借鉴模式。
2003年提出的计划列出了28个新的科学设备以及现有设备的升级，这些设备将在未来20 年里为能源部科学办公室支持的所有科学领域提供科学机会。这些领域包括：核聚变能量、先进科学计算、材料科学、生物和环境科学、高能物理以及核子物理。根 据它们的科学重要性和建设准备情况，科学家将这些设备建设进行了分类。它们勾勒出了确保美国在进入21世纪仍能保持其在关键科学技术区域首要地位的科学领 域。
美国能源部科学办公室副主任雷蒙德·L·奥尔巴奇在一篇“四年后”的报告引言中这样写道： “我们所创造、维持和操作的世界领先的科学设备对于保持美国在物理和生物学研究方面领导地位是至关重要的”。这篇期中报告的标题是：“未来科学设备：20 年展望”。他在报告中指出：“源于设备计划的这种领导地位以及转化而来的科学发现对于美国坦然面对21世纪在全球经济竞争和能源安全领域的各种挑战是非常 重要的。我们的目的［在期中报告中］在于给予我们的民众、立法者以及风险承担团体一种相对易理解的摘要信息，即我们的设备展望现今所处的地位是怎么样的。 与此同时，我们也可借此继续加大分析、评估以及国内外评审的努力，使我们的设备计划和决策制定得以延续”。
此项新的期中报告为原来的28种设备的地位进行了即时修正，并通过三张图表进行诠释：一张 列举出于2003年11月发布的原来的28种设备，其中包括它们在当时的研究＆发展、概念设计、工程设计、建造以及运作情况。另两张图表则分别显示的是： 截止2007年9月30日（即2007财年结束时）以及2008年9月30日（即2008财年结束时）设备更新后的目录和它们的项目进展情况。
有关28个设备中每一个设备的文章包括一份自设备展望开始以来关于它们状态的更新以及有关它们的科学目的、重要性和预期的社会和其他方面效益的介绍。对于那些能源部决定对设备进行改变的领域，报告为这些决定提供了简要的理论依据。
该期中报告利用在最初的设备展望中使用的同一形式优先列举了28个设备。由于科学办公室计 划顾问委员会未能明确指出其相对优先权，除一些进行单独加注外，报告对其他设备进行了“捆绑式”罗列。除此以外，依照预期的他们可能提供科学机会的研究＆ 发展时间框架，报告在整整20年的时间里将这些设备划分为短期、中期以及远期优先。
依据其引言介绍，2003年设备报告的中心目的在于提供“一个未来的蓝图”，并再次向公众保证“政府在如此重要的和花费昂贵的设备研发计划中所作出的决定是公开的、透明的”。
奥尔巴奇在期中报告中指出，正如原来所想的那样，设备展望“作为一种‘路线图’，可以提供全部的战略框架和长远蓝图，从而指导能源部每年的政策和资助决定。此项计划的执行以及许多计划设备的配备都取得了重大的进步。”例如：
●2003年提出的居首位的国际热核聚变实验堆(ITER)计划，该计划探讨的主题是如何利用为太阳和恒星提供动能的核聚变能量发电。2006年下半年，美国同6个国际伙伴国签署了国际热核聚变实验堆计划协议，大规模核聚变反应堆的建造计划于2008财年展开。
●当最初的设备展望问世时，它的第二个优先权是超标度科学计算能力（USSCC）。此项提 案旨在将现有计算能力提高400倍，以支持开放（与绝密相对）科学研究。美国能源部目前在民用超级计算领域处于世界的领先地位，这将使科学家能够理解燃烧 过程、分析气候变化数据、揭示催化剂的化学机理以及研究超新星的爆炸。
●依照2003年的计划，拥有第三个优先权的项目有4个设备。其中一个是直线型加速器同调 光源(LCLS)，它目前正在斯坦福线形加速器中心(SLAC)进行建造，计划于2009财年首次投入运行。直线型加速器同调光源将成为世界上首个X射线 自由电子激光器，使科学家们能够首次实时地观测分子级的化学反应。其在医学、药物、电子学、材料科学、纳米技术以及还未发明的领域的潜在应用将数不胜数。
奥尔巴奇指出：“与此同时，当代科学和技术也在不断地发展变化着。科学办公室一直保持谨慎 态度，不支持与2003计划不相适宜的举措，但响应科学技术进步的号召，可以对其优先权进行再排序和重组......一些计划中的设备建造得以加速进行， 许多设备的建设将进行再定位，而另一些则保持不变。由于国外设备的原因，一项计划被终止。”例如：
●2003年提出的国家同步辐射光源 II( NSLS-II)，即首个新一代的同步加速器，位置列于第21项优先权。它的科学价值很高，但建造的准备却很不足。于是，经过全世界该领域科学领导人的非 常肯定的评审，2004年提出了一份修正案。美国能源部2005年作出决定批准其任务需求，并于2007年决定选择美国布鲁克海文国家实验室建设该设备。 设计方案将在2007财年完成。国家同步辐射光源 II将使程序能够用材料的纳米标度进行描述。它将主要应用于生物技术、纳米技术以及极限条件下材料研究领域。
●2003年设备展望提议的4种设备的“套餐”（第三优先权有一个，第七优先权有一个，第 14优先权有两个）都是通过其功能决定的——蛋白质和分子标签的生产和表述，分子配合物的描述和摄像，整个蛋白组分析以及单元系统的分析和建模，从而使染 色体组:GTL计划在基础科学取得突破，以满足有成本效益的生物能生产、碳封存和环境治理的需求。2006年2月，国家科学研究委员会专家小组支持将 GTL系统生物研究作为一种“更高优先权的”计划，但他们推荐研究“机构”，而不是一系列相关的设备。2006年8月，美国能源部宣布为生物能研究中心提 供资助机会。能源部部长塞缪尔·博德曼2007年6月宣布，能源部将向其下属的生物能研究中心提供资助，以继续推动低价高效纤维质乙醇和其它新的基于生物 学的可再生能源的研究。
●2003年，优先权排名第12位的BTev（“垓电子伏加速器B-粒子物理学”）计划在 费尔米实验室进行，旨在研究在宇宙中物质和反物质间的不平衡性。然而，由于受到来自欧洲一项被称为LHC-b的相似实验的压力，它的完成日期不得不被推 迟。该计划提议的BTev传感器建设于2005年被终止。
能源部科学办公室在大规模设备的构思、设计、建造以及运作方面都处于世界的领先地位。这些 设备包括：粒子加速器、同步加速光源、中子散射设备、超级计算机、高速网络以及基因排序设备。每年，各所大学、私营企业以及其它联邦科学机构的超过 21,500名研究人员和学生利用这些设备进行研究。这些最先进的设备主要位于国家实验室和大学里，以同业评审为基础，它们对于研究人员是开放的。全世界 的科学团体可以共享这些独一无二的设备以及特征技术和能力。这些非常庞大而复杂的机器已帮助美国的研究人员在过去的60年里作出许多最重要的科学发现，并 且通过技术进步的副产品制造出了全新的设备和产业。想就美国能源部科学办公室及其科学用户设备了解更多信息，请登录能源部科学办公室网站。
受设备展望激发，欧洲推出的研究基础设施“路线图”（2006年报告）请参见：http://www.science.doe.gov/about/Future/Facilities%20for%20the%
20Future%20of%20Science.htm
英文原文链接参见：http://www.doe.gov/news/5617.htm
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