中國網/中國發展門戶網訊 開放科學正蓬勃發展，科技基礎設施、科學數據、科技期刊等科技活動關鍵要素的開放共享推動著科學研究的廣泛合作與創新。重大科技基礎設施（以下簡稱“重大設施”）開放共享，作為開放科學的重要組成部分，是指面向社會開放共享大型復雜科學研究裝置或系統，為高水平研究九宮格活動提供服務。21世紀以來，歐美發達國家將投資與建設重大設施作為提高國家科技能力的重要舉措。例如，美國在物理、天文、生命科學、信息科技等多個領域建設60多個重大設施，英國建設重大設施數量超過40個，德國超過60個，法國則接近60個。在擁有眾多重大設施的同時，這些國家與地區在通過重大設施開放共享促進科技合作、優化資源配置及提升科研效率方面積累了豐富的經驗。
截至2022年6月，我國在建和投入運營的重大設施項目約57個，其中32個已建成運行，部分設施在綜合性能上已達到全球“第一方陣”。作為重大設施的大國之一，我國始終堅持開放共享的原則，以提高重大設施的資源使用效率并促進科學成果的產出。然而，與國際先進水平相比，我國在重大設施開放共享方面仍存在一定差距，突出表現在項目遴選的重點不突出、缺乏持續的資金投入、開放共享服務能力低等。借鑒歐美等國家和地區在重大設施開放共享方面的經驗，有助于改進和提升我國在這一領域的實踐，形成與開放科學理念和實踐相適應的重大設施開放共享模式。
當前學術界關于重大設施開放共享的研究較少，已有研究主要集中于探討重大設施的產出效益、綜合效益評估及評價機制等方面，鮮有對國外重大設施開放共享模式的總結和比較研究。為彌補這一研究議題上的不足，本文從國際比較視角出發，圍繞資源稀缺性和資源可持續性深入分析國外重大設施開放共享方面的典型做九宮格法和經驗，總結不同開放共享模式，以期為我國制定重大設施開放共享政策和改進管理實踐提供決策支撐。
重大科技基礎設施開放共享模式的分類模型
重大設施提供的共享服務是重要科技資源，具有準公共物品屬性，非排他但具有使用上的競爭性，即設施共享服務不能同時滿足每一位有需求的科研人員。因此，從需求上講，重大設施共享具有資源稀缺性。從供給來看，重大設施的建設和運營需要高昂的建設成本和維護費用；如何確保設施能夠持續提供高質量的共享服務，面臨資源可持續性的制約。本文嘗試從資源稀缺性和資源可持續供給2個維度出發，探討重大設施的開放共享模式。
資源稀缺性
稀缺性指的是在有限的資源條件下，人們對資源的需求總是超過可用資源的數量。資源稀缺性要求根據優先級來做出分配決策。重大設施的稀缺性指用于支持研究開發活動的服務有限，遠不能滿足科學家的需求，因此需要在服務于哪些科學家或哪些科研活動之間做出選擇。
根據資源稀缺性的高低，重大設施開放共享服務的分配策略和重點會有差異。當資源稀缺性高，即共享服務嚴重供不應求時，應當優先考慮資源利用效率，將重大設施的分配集中于能夠實現科研產出最大化的用戶或項目。據此，重大設施資源管理者會通過設置遴選標準，優先考慮那些對資源有高度依賴性且能實現高產出的專業用戶。與之相反，當資源稀缺性低，即共享服務供給相對充足時，重大設施的服務范圍和對象則可以更加寬松和多元化。較小的供需壓力使得管理者可以更多考慮資源分配的多樣性和公平性——在滿足專業用戶的基礎上，可以向一般用戶開放更多資源，以促進科研的多樣性和知識的普及。因此，從資源稀缺性的視角來看，重大設施的分配策略呈現差異：在資源稀缺性高時，注重效率和專業用戶的需求；而在資源稀缺性低時，更多地考慮公平性和普及性。
資源可持續性
可持續性是指在長時間內保持福祉，甚至可能無舞蹈場地限期的情況。資源依賴理論提示，應當關注一個組織采取什么樣的行動策略，以獲取對其自身持續運轉至關重要的可持續性資源。在探討重大設施開放共享模式時，必須考慮開放共享服務的成本補償機制。
就重大設施的開放共享服務而言，成本補償一方面依賴于無市場參與時的政府支付，另一方面也可以通過提供有償服務獲得市場化收入。在無市場參與的情況下，政府通過直接投資、科研項目資助等方式，為重大設施提供穩定的資金和專業人才等必要資源。長期穩定的政府支持，覆蓋了重大設施的運行成本，確保重大設施能夠持續地提供開放共享服務。在有市場參與的情況下，市場主體通過購買服務為重大設施的運營、維護和升級提供額外的經濟保障。市場參與模式在增加設施運營經濟來源的同時，還通過價格機制優化資源分配，以及加強科學研究與產業界的聯系，促進技術創新和知識轉化。因此，從資源可持續視角來看，重大設施的開放共享區分無市場參與和有市場參與2種情形：無市場參與時，政府支持保障了重大設施開放共享的可持續；而有市場參與時，有償服務為重大設施的開放共享提供經濟補償，促進利用效率的提升。
開放共享模式的分類模型
綜合考慮“資源稀缺性”和“資源可持續性”2個維度，運用類型學方法，本文提出了4類重大設施開放共享模式（圖1）。
公共普惠共享模式
在資源稀缺性較低且無市場參與的情境下，重大設施資源分配和利用的重點在于確保廣泛的用戶群體能夠平等地訪問重大設施，以促進科研活動的民主化和全球合作，形成以開放訪問策略為核心特征的公共普惠共享模式。在這種模式下，重大設施的使用限制較少，可以為廣泛的科學家群體提供使用機會，但重大設施的運行維護重點依賴于政府資金的支持。而政府除了確保重大設施的持續運營和升級，也指導重大設施管理者制定一套評估和審批流程，以確保重大設施的開放共享符合科學價值和社會效益。
市場響應共享模式
在資源稀缺性較低且有市場參與的情境下，重大設施根據市場需求和價值創造向愿意購買服務的用戶開放設施使用權，形成了以市場機制和成本補償為核心特征的市場響應共享模式。用戶為獲取對重大設施的訪問或使用權支付費用，設施運營方通過部分市場化來提高資源利用的效率。市場響應共享模式下，重大設施的共享服務轉化為市場產品，提供給有需求且愿意支付費用的用戶。收費機制將重大設施的部分運營成本轉嫁給用戶，而支付價格則反映了市場對重大設施共享服務的價值評估。通過有償服務，政府和市場合作運維重大設施，實現重大設施的長期運營和科研支持能力。
集約保障共享模式
在資源高度稀缺且無市場參與的情境下，資源分配的重點在于確保具有戰略意義或承擔關鍵科研任務的用戶群體能夠獲得穩定且持續的資源支持，形成了以集中管理和精細化分配為核心特征的集約保障共享模式。在這一模式下，用戶被要求提交在重大設施上開展研究的詳細研究方案，由管理機構實施用戶篩選和優先級排序，從而確保有限資源得以服務于最具科研潛力和緊迫性的項目。集約保障共享模式強調政府在資源保障、維護和更新方面的關鍵作用。盡管用戶可能需要承擔部分成本，但重大設施整體的資金投入、維護和升級工作主要依賴于政府的財政支持和政策引導。
戰略合作共享模式
在資源高度稀缺和市場參與的情境下，既需要遴選用戶以保證重大設施資源配置的效率，也需要通過政府和市場2種途徑保障設施使用的可持續性，形成了以建立戰略合作伙伴關系為核心特征的戰略合作共享模式。由于資源稀缺，重大設施主要向那些具有研究能力的遴選用戶群體提供共享服務；而為了補償運維成本，會傾向選擇那些具有支付能力的用戶。重大設施與遴選用戶建立戰略伙伴關系，遴選用戶長期依托重大設施開展合作研究。戰略合作共享模式是在資源稀缺約束下，保障重大設施可持續運維和提高開放共享效率的策略選擇。
重大科技基礎設施開放共享模式的典型案例分析
基于上述分類模型，本文選取國外重大設施開放共享的典型案例，分析比較不同模式的運行特征，總結相關經驗。
公共普惠共享模式——歐洲核子研究中心（CERN）開放數據平臺
位于瑞士日內瓦附近的歐洲核子研究中心（CERN）是全球最大的粒子物理實驗室之一，由歐洲12個國家的合作伙伴組成，主要致力于高能物理領域的研究，探索基本粒子和宇宙的起源與性質。CERN建立并運營了包括大型強子對撞機（LHC）、超級質子同步加速器（SPS）、質子同步加速器（PS）等重要設施。為了滿足廣泛的數據需求，CERN推出了開放數據平臺（Open Data Portal），提供公眾訪問其實驗數據的途徑，包括多個實驗和研究項目的數據，以及不同探測器的數據集，以確保實驗數據得以保存并向廣泛受眾開放。
重大設施一般可分為技術平臺的“硬設施”和數據平臺的“軟設施”兩大類。CERN的開放數據平臺作為“軟設施”之一，采用面向公眾的普惠共享模式。在資源稀缺性方面，開放數據平臺的建立降低了高能物理領域中實驗數據稀缺的程度。由于實驗數據的非獨占性，即允許多用戶同時訪問同一數據集而不會導致資源的供應不足；而以往這些高價值的數據主要用于CERN的內部研究和其合作伙伴，普通公眾和非合作的科研人員則難以獲得訪問。從資源可持續性的角度來看，CERN的開放數據平臺并不依賴市場資金來維持其運營。政府資金的支持足以保證數據平臺的開放和持續更新，從而實現了數據的可持續使用。通過訪問開放數據平臺，用戶可以免費獲取設施產生的實驗數據集，滿足研究需求，且無需支付使用費用。
值得注意的是，CERN開放數據平臺向公眾開放數據需遵循特定的時間規定和政策，如LHC的數據在公開前需要在數據存儲中心先保留3年。公共普惠共享模式下，實驗數據的知識產權完全公開，用戶可以自由使用這些數據進行分析、驗證和研究。此外，CERN開放數據平臺為用戶提供了相關的元數據、文檔、軟件和分析工具等附加資源，幫助用戶理解數據背景、實驗設計和處理方法，支持用戶在數據分析和解釋方面的工作。
市場響應共享模式——德國電子同步加速器中心（DESY）
成立于1959年的德國電子同步加速器中心（DESY）位于德國漢堡，已發展成為全球領先的加速器中心之一。DESY配備了先進的大型加速器設施，如正負電子對撞機（PETRA）和環形加速器（HERA），提供用于實驗研究的關鍵光線和粒子束資源。2022年，DESY的年度預算達到2.3億歐元，員工總數約2300人，其中包括約65瑜伽教室0名科學家；每年約有來自40多個國家的3000名客座科學家在DESY開展研究工作。
DESY作為市場響應共享模式的典型，為科學研究與工業界的緊密融合提供了創新性的框架。在資源稀缺性方面，DESY以其資源的相對豐富性和可持續性而著稱——其不僅支持高水平的科學研究活動，還通過向工業界開放其加速器設施。工業企業用戶可以通過聯系相關負責人獲取設施訪問權限，利用這些資源進行項目研發。針對資源可持續性的挑戰，DESY采用了市場化收入機制來提高其資源可持續性。DESY通過服務工業合作伙伴，從而實施使用費用收取機制，為其設施的維護、運營和支持成本提供了穩定的資金來源。DESY的市場響應共享模式通過優化資源供需關系，不僅提升了資源的使用效率，還為科學研究和工業應用之間的融合創造了條件。此外，該模式通過鼓勵科研合作與技術商業化，為不同用戶群體提供了持續有效的服務，為設施的運營模式提供了新的視角。
在市場響應共享模式中，知識產權通常歸屬于申請者，但科研機構可能保留一定的使用權或其他約束，以平衡資源的可持續性和創新的推動。例如，Captor Therapeutics是一家生物制藥公司，其通過利用DESY的PETRA III設施獲取了關鍵的蛋白結晶衍射數據；這些數據幫助該公司解析靶點蛋白與配體復合物的原子級結構，從而設計和優化新型靶向降解藥物。但是，這些數據不會對外共享，屬于雙方共時租空間有產權。DESY的市場響應共享模式體現了如何通過市場機制優化科研資源的供需關系，同時確保科研成果的合理利用和知識產權的管理。
集約保障共享模式——美國國家強磁場實驗室（NHMFL）
美國國家強磁場實驗室（NHMFL）是一家專注于高強度磁場研究的科研機構；其由美國國家科學基金會（NSF）資助，并與多家大學和研究機構合作運營。作為全球最大的強磁場實驗室之一，NHMFL擁有諸如電子磁共振（EMR）、離子回旋共振（ICR）、脈沖場（Pulsed Field）等重大設施，服務于物理、化學、生物學和材料科學等領域。
NHMFL實施集約保障共享模式來管理和分配磁場設施資源。在資源稀缺性方面，NHMFL高強度磁場設施因其數量和供給有限，難以滿足所有潛在用戶的需求，具體表現在設備數量受限、有限的使用時間，以及廣泛的用戶需求等。為應對資源稀缺性挑戰，NHMFL采用申請和科學委員會評審程序來遴選用戶，包括準備文檔、創建用戶配置文件、在線提交請求及報告研究結果等步驟，旨在確保設施資源分配的公平性。在資源可持續性方面，NHMFL幾乎不涉及市場參與，重點依賴政府經費來支持其運營，允許遴選用戶免費使用高強度磁場設施。通過精確的資源分配、用戶遴選和優先級設置，NHMFL提高了設施的使用效率，確保設施資源的持久性和有效性。
在集約保障共享模式中，用戶使用高強度磁場設施產生論文成果時，擁有論文成果歸屬權，可以自主決定論文的出版和利用方式。與此同時，NHMFL要求用戶公開數據，其他研究者通過公開數據可以驗證研究結果、建立新的研究問題，并推動科學社區的合作和創新。此外，NHMFL采用靈活性的訪問策略，用戶既可以直接操作高強度磁場設施，進行實驗和觀察；也可以通過網絡遠程訪問，進行實驗控制和數據采集。NHMFL的綜合管理模式包括內部科學委員會和外部委員會。內部科學委員會負責監督科學研究方向和質量，以確保與實驗室使命和目標的一致性。外部委員會包括用戶委員會和外部咨詢委員會，其中用戶委員會專注于提高服務質量和用戶滿意度，而外部咨詢委員會由各領域專家組成，為實驗室運營和戰略規劃提供建議。
戰略合作共享模式——美國阿貢國家實驗室（ANL）
美國阿貢國家實驗室（ANL）是美國能源部下的一個主要科學與工程研究機構，由芝加哥大學成立的“芝加哥大學阿貢有限責任公司”負責實驗室的管理和運營。作為美國最早建立的國家實驗室之一，ANL的員工團隊包括約3500名正式員工、325名博士后和近500名研究生。ANL擁有多個重大設施，包括超級計算機、中子源、光子源和離子加速器等；這些設施每年服務于約6700名科研用戶，為核能、可再生能源和環境科學等不同領域科研活動提供關鍵支持。
ANL面臨的一項主要挑戰在于如何有效管理和最大化利用重大設施資源。為應對這一挑戰，ANL采取了一種戰略性的合作共享模式，這一模式旨在通過與特定用戶建立穩固的長期合作關系來充分利用其重大設施資源。在戰略合作共享模式下，支付費用或提供經費支持的特定用戶可成為戰略合作伙伴，享受優先服務和其他特殊支持。這種長期的合作關系超越了單個項目，目的在于共同推動重大設施的發展和創新。在資源可持續方面，ANL既參與市場活動以獲得資金，同時也依靠政府的財政支持來維持其運營。
通過戰略合作共享模式，ANL不僅能夠滿足特定用戶的科研需求，還能促進科技成果的應用和商業化。例如，ANL的技術專家常駐計劃、企業優惠券計劃和技術商業化基金等合作計劃，促進了與私營部門的合作，推動了能源技術的商業化和發展。這種融合市場導向的戰略合作方式，為重大設施資源管理提供了一個創新和實效的模式。ANL的戰略合作共享模式不僅為重大設施的長期可持續發展提供了經濟基礎，還通過充分利用市場機制來優化重大設施資源的利用和提高產出效率，有效應對資源稀缺性的挑戰。
總的來看，不同重大設施的開放共享模式各有所長，適應不同的應用場景，取決于重大設施的資源稀缺性和資源可持續性。在用戶類別、市場化程度、知識產權等方面，不同的開放共享模式呈現出各自的特點和差異（表1）。
對我國的啟示
我國已在重大設施建設方面取得了顯著成就，但當前更迫切的需求是如何利用好這些重大設施，擴大開放共享，為國家高水平科技自立自強提供戰略基礎支撐。基于上述開放共享模式分類模型及對國外典型案例的比較分析，本文總結以下5個方面啟示。
依據重大設施類型，分類推進開放共享
國外重大設施依據“資源稀缺性”和“資源可持續性”2個維度，形成差異化的開放共享模式，從而平衡不同用戶群體的需求和重大設施服務能力，提高重大設施的利用效率，促進科研合作和創新的多元化發展。相比而言，我國重大設施的開放模式還較為單一，主要以實驗提案申請為主。為最大化提升重大設施的效用，需要根據不同類型的設施特點和用途，充分考慮不同類型設施的稀缺性水平和服務功能，制定差異化的共享策略。
構建分類共享模式。對于資源稀缺性高的設施，如核聚變實驗裝置或深海探測設施，可實行嚴格的使用審核和調度安排，以確保重大設施資源被高效且專業地使用。對于資源稀缺性低的設施，如數據存儲和分析平臺，應提供更靈活的訪問權限，以促進更廣泛的科學數據開放共享。
采取差異化服務與支持策略。對于學術界用戶，可采用集約保障共享模式或公共普惠共享模式，以開放式申請和非歧視原則，以確保重大設施資源的廣泛可用性；對于產業界用戶，更適宜采用市場響應共享模式或戰略合作共享模式，通過付費使用權限和附加服務訪談滿足其特定需求。
重視用戶遴選機制設計，構建多維度評估體系
鑒于重大設施資源的稀缺性，用戶遴選機制是確保設施資源高效、公平分配的關鍵。在國外重大設施的管理和運營中，用戶遴選機制得到高度重視，綜合考量用戶的背景、研究成果、項目創新性和社會影響等多個方面，確保資源分配的公平和高效，從而最大化其科研潛力和社會價值。相較于國外成熟的用戶遴選體系，我國在用戶遴選機制的設計和實施上，尚未形成一個高效、公正的多維度評估體系，這可能導致重大設施資源利用效率不高、科研潛力未能被充分挖掘。因此，針對資源稀缺性問題，我國重大設施開放共享亟待以“非對稱、重長板”為原則，建立針對不同用戶群體的差異化遴選機制，從而適應科研環境的快速變化和多樣化的用戶需求。
對科學界用戶的遴選，重點評估預期的科研產出。在用戶遴選中突出申請者在科研領域的長板，重視其研究的創新性、學術背景、研究成果，以及項目對科學的潛在貢獻。對于提出新理論或具有潛在重大科學影響的研究項目、合作能力和九宮格研究能力受到廣泛認可的團隊應予以優先支持，從而確保重大設施資源被分配給最有潛力產生重大科學發現的團隊或個人。
對產業界用戶的遴選，重點評估項目促進產業發展或產生顛覆性技術創新的潛力。考察項目對現有技術或產品的改進潛力、市場應用的可行性、商業潛力，以及可能帶來的經濟效益，優先支持那些有望推動產業技術進步或引領新的市場趨勢的項目。這不僅有助于提高重大設施資源使用效率，還能夠促進經濟增長和技術創新。
對市場服務提供定價指導，保障重大設施可持續運維
考慮到重大設施的運營和維護需要顯著的資金投入，引入市場參與機制，特別是通過向企業用戶提供有償服務，是增強重大設施資源可持續性的有效策略。國際經驗表明，重大設施在面向企業用戶開放共享過程中，提供有償服務已經成為一種廣泛采納的做法。然而，我國在這方面的實踐相對落后，企業用戶在重大設施利用中的比例偏低，這導致重大設施潛在的經濟和社會價值未能充分實現，重大設施的市場參與度也未達到預期效果。調研顯示，重大設施資源的可持續性關鍵在于對有償服務提供定價指導，制定既合理又有效的價格政策，鼓勵更廣泛的市場參與和利用，以支持設施長期運行和發展。
堅持成本補償和非營利性原則。有償服務定價策略的核心在于確保價格能夠真實反映重大設施服務的價值。這意味著定價不僅要考慮直接成本、運營維護費用、人員成本等，還要基于全面的成本效益分析，以確保用戶支付的費用合理體現重大設施服務的質量和效益。
差異化或合理分層定價。考慮不同用戶群體的支付能力和服務需求的多樣性，可以通過靈活的定價結構（如分層定價、合作定價、按需定價等）來適應不同用戶的需求。例如，分層定價適用于不同級別的服務需求，合作定價適用于長期合作伙伴，按需定價則貼合特定項目的需求。
定價策略應透明和靈活。為確保重大設施的長期有效運行和社會價值的最大化，重大設施定價結構應是透明的，應使得科研機構、企業、公眾等不同用戶，都能夠理解定價背后的原理和考量因素，以有助于建立信任機制。靈活性則是指定價機制不是一成不變的，而是可以根據實際情況進行及時調整，包括市場需求的波動、技術進步、政策調整等因素。
提高開放共享服務能力，支撐高水平科研活動
在國外，許多設施依托單位已經建立了成熟的重大設施開放共享機制，通過公正、透明的申請評審程序和高效的信息平臺，確保重大設施資源的合理分配和使用。同時，特別注重提供先進的實驗裝備和技術支持，以促進跨學科合作。相比之下，在我國，設施依托單位在開放共享機制的構建和技術支持等方面的服務能力亟待提升。
構建公正、透明且高效的開放共享機制。引入國際化、小同行專家評審團隊，建立公正、透明的申請評審流程，確保資源分配的科學性和公正性。同時，加強流程的透明度，確保用戶對申請過程和結果有清晰的了解。
加強信息平臺建設，提升平臺功能和技術支持。重大設施應增加對設備維護和升級的投入，提高技術服務人員的專業水平，以及提供更加全面和個性化的用戶技術支持，從而提高研究效率和深度，促進高水平研究項目的開展。
重視重大設施的公益性特征，擴大開放科學的獲益范圍
隨著開放科學的發展，越來越多的國家采納普惠性和公益性的策略來管理其重大設施，旨在通過擴大設施的開放共享，覆蓋更廣泛的用戶群體，促進科學知識的民主化和科研機會的均等化。例如，2021年NHMFL用戶的76%來自大學，16%來自政府實驗室，8%來自工業界；而我國一些重大設施的企業用戶不足1%。對比來看，我國重大設施仍然傾向于服務特定的“精英”團體，普惠性尚未充分體現，這在一定程度上限制了重大設施資源的廣泛應用和科技成果的社會化。在開放科學的背景下，我國在推進重大設施開放共享的進程中，應更加重視普惠化的開放共享，以期最大化發揮重大設施資源的社會價值。
在確保核心科研任務不受影響的前提下，逐步降低訪問與使用重大設施的門檻。特別是對于資源匱乏的中小型科研團隊、獨立研究者、企業等用戶提供更多支持。同時，為推動跨學科和跨領域研究的融合與創新，應加強對這些跨界項目的鼓勵與支持，從而促進科學領域內知識與技術的交叉融合。
利用數字化手段，打破地域使用限制。通過建立在線共享平臺等數字化手段，為用戶提供更加靈活便捷的虛擬訪問與遠程操作能力，從而提升重大設施資源的利用效率。
（作者：宋大成、溫珂、郭潤桐，中國科學院小樹屋大學公共政策與管理學院 中國科學院科技戰略咨詢研究院；肖帥、李天鳴、張辰、魏強，中國科學院科技創新發展中心；游玎怡，四川大學公共管理學院。《中國科學院院刊》供稿）