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新一輪科技革命會由哪些領域引領？再一次基礎科學重大突破會在哪一時刻來到？一個世紀以來，科學家們對這些問題有不同的關注和考量，但共識之一，是認為無論未來通往何方，要成功打開一扇扇科技之門，向科技的更廣維度和更深層次進軍，需要在已有的科學體系基礎上，開發更高能量、更大密度、更高強度的極限研究條件，建設功能強大的科學設施。

20世紀三四十年代，世界各科技強國開始重視并著手建設重大科技基礎設施。例如，美國在高能物理、天文、能源、生態環境、信息科技等領域布局一批性能領先的大科學設施，包括先進光子源（APS）、激光干涉引力波天文臺（LIGO）、韋伯太空望遠鏡（JWST）、深地中微子實驗（DUNE，建設中）等。這些大科學設施催生了發現引力波等一系列重大科學成果和相關核心技術。英、德、法等國家在能源、材料、生命健康、資源環境等多個領域，布局建設數量眾多的科學研究設施。為整合資源，提高整體競爭力，歐盟國家聯合建設一批國際領先的大科學設施，如歐洲同步輻射裝置（ESRF）、大型強子對撞機（LHC）、歐洲X射線自由電子激光、歐洲散裂中子源（ESS，建設中）等。這些設施讓歐洲在相關領域保持了科技領先優勢。

1956年12月，我國頒布第一個長期科技發展規劃——《1956—1967年科學技術發展遠景規劃》。在這一規劃指導下，圍繞“兩彈一星”的研制，我國布局建設一些科學研究設施，如點火中子源、實驗性重水反應堆、材料試驗反應堆、小型加速器等。這些是我國重大科技基礎設施的雛形。20世紀60年代，我國部署并啟動高能加速器、短波授時、2.16米口徑光學天文望遠鏡等基礎研究設施的預先研究工作。1983年，北京正負電子對撞機建設得到批準并被列為國家重點工程項目。翌年，鄧小平同志專程到中國科學院高能物理研究所為工程奠基，并鏟下第一鍬土。在接下來的幾年中，成千上萬的科研人員、干部群眾艱苦奮斗、共同努力，克服物質條件和技術基礎等方面的多重困難，完成工程建設。在對撞機建設過程中，為了提供相應技術和產品支持，我國在真空、微波、電磁鐵、大功率高穩定度電源等方面的技術水平都大幅提高。此后，北京正負電子對撞機經歷幾次升級改造，取得許多突出成績。

隨著我國經濟社會快速發展，中國遙感衛星地面站、北京串列加速器核物理國家實驗室、合肥同步輻射裝置、“東方紅2號”海洋綜合調查船、郭守敬望遠鏡、全超導托卡馬克核聚變實驗裝置等建成運行，我國大科學設施建設開始向多學科領域擴展，建設和開放共享水平不斷提升，科研和應用產出能力持續提高。

新時代以來，以習近平同志為核心的黨中央前瞻謀劃、系統部署重大科技基礎設施建設，領導實施《國家重大科技基礎設施建設中長期規劃（2012—2030年）》，幾十個國家重大科技基礎設施先后納入規劃并啟動建設。500米口徑球面射電望遠鏡、高海拔宇宙線觀測站、高效低碳燃氣輪機試驗裝置等落地建成，我國大科學設施的數量和質量都有新的躍升，覆蓋領域不斷拓展，技術水平明顯提升，運行管理體系不斷完善，綜合效益日益顯現。

目前，我國布局建設、在建和運行的重大科技基礎設施項目總量超70個，數量上已處于世界領先梯隊，技術上也逐漸實現部分領跑，比如，北京高能同步輻射光源、高海拔宇宙線觀測站、500米口徑球面射電望遠鏡等，均達到國際先進水平。