攻坚核心关键“卡脖子”技术难题，实现从零到一的突破
在我国科研实验室体系阵容中，有一类堪称各省科技“奠基者”的平台机构，那就是省级重点实验室。它是区域科技创新的主力军，在服务全省高质量发展中发挥着积极作用。
在祖国大江南北，既有东北零下40摄氏度高寒、南方40摄氏度高温的铁路线，又有西北常年大风沙，西南高海拔、长线路的高原铁路线。要想经受住复杂环境的考验，高铁动车组和大功率机车必须有颗强健的心脏。轨道交通牵引电机山西省重点实验室的任务就是为这颗心脏注入持续的动力。“牵引电机是高铁的心脏，上线前要接受严苛的环境试验，是为了验证这颗心脏的可靠性。”中车永济电机有限公司研究院执行院长刘冠芳解释说，“绝缘层相当于心脏的血管壁，每次热寿命评定试验至少要做12030小时，如果中途失败，就要推翻设计，重新来过。”在中车永济电机有限公司电机技术部副部长石永进看来，除了保障牵引电机的寿命，更要赋予它极强的耐力和韧性。“电机高速平稳地旋转就是靠轴承，这个轴承能满足高铁运行的严苛环境。我们自主研发的国内首台试验平台，可以模拟高铁实际运行中的载荷、振动冲击、温度、湿度、风沙、走行风等各种复杂工况，正是有了这样的试验，电机寿命从原来的运行30万公里提高到现在的120万公里，相当于北京到上海往返300趟。”中车永济电机有限公司电气研究院院长侯晓军认为，实验室是技术的摇篮，是技术研究的基地，借助于完备的实验装备和一代又一代永电人的顽强拼搏，成就了高铁的中国芯，创造了中国速度，实现了关键核心技术的自主可控。
牵引电机作为永济电机公司的核心产品，经过50余年的成长和进步，见证了中国轨道交通事业高速发展的整个历程，从铁路大提速到高速动车组运行，从直流传动到交流传动系统，产品在不断更新迭代，而产品技术的提升都离不开实验室。太原地铁2号线牵引电机是一款最新智能化的产品，具备故障预测和健康管理能力，这项技术也来自轨道交通牵引电机山西省重点实验室。中车永济电机有限公司轨道交通牵引电机山西省重点实验室主任雷平振认为，实验室承担的使命就是要面向国家、面向地方的重大战略需求，聚焦“卡脖子”领域，集中突破关键核心技术难题。山西省科技厅实验室与平台基地建设处副处长梅栋良说，山西省重点实验室的任务有两项，一要集中突破关键核心技术难题，破解“卡脖子”问题的“燃眉之急”和长远发展的“心腹之患”，在国家战略科技力量建设中确立山西地位，贡献山西力量。二要面向山西重大战略需求，面向重大科学问题和全省高质量转型发展，发挥科技支撑和引领的积极作用，推进经济社会高质量发展。
从服务山西到打造国家级实验室预备队，实验室建设还要持续发力
2020年12月召开的中央经济工作会议部署了2021年我国的八项重点任务。其中，强化国家战略科技力量排在首位。省级重点实验室作为高水平基础研究、应用基础研究和应用性研究平台，是国家和地方构建科技创新体系的重要组成部分，各省份纷纷打造实验室，为对接国家战略进行前瞻布局。
省级重点实验室分为省实验室和省重点实验室。近年来，全国多省市纷纷投入重金、聘请学术“大腕”，甚至领导亲自“挂帅”，为布局省重点实验室、升级国家实验室跃跃欲试。从区域分布来看，之前没有国家实验室配置的广东、江苏、浙江等在此次“国家级实验室预备队”建设布局中最为活跃，尤其广东省已经分别在2017、2018、2019年先后分三批启动了10家省实验室的建设，规模和数量领跑其他省市。目前，之江实验室、张江实验室、紫金山实验室、姑苏实验室等一大批省实验室在大江南北纷纷崛起。
众多省份前瞻布局实验室建设的目的是什么？雷平振认为，没有应用基础研究，无法实现从并跑到领跑的跨越，很多知名企业都纷纷布局实验室。这些实验室将面向社会和行业未来的发展需求，展开应用基础研究和共性技术研究，同时制定行业技术标准，培养企业的科研人才。梅栋良认为，科技创新是创新驱动的核心，谁走好了科技创新这步先手棋，谁就能占领先机、赢得优势。各省也把创新能力提升摆在更加突出的位置，通过建设省级实验室等重大创新平台，打造“国家级实验室预备队”。
山西加大重点实验室建设力度，力争“蓄势起跑”。全省已建106个省重点实验室。近期，按照省委省政府安排部署，围绕14个战略性新兴产业，新立项筹建了黄河、高速飞车、半导体信息器件与系统等4个省实验室，筹建了合成生物、人工智能与信创技术、半导体信息器件与系统、杂粮种质创新与分子育种等9个山西省重点实验室。
山西杂粮有7大类120多种，种植面积超1500万亩，约占全国的1/10。杂粮种质创新与分子育种山西省重点实验室主任孔照胜是该实验室主帅。在他看来，山西杂粮虽然具有区域特色和天然优势，但缺乏从遗传背景上的梳理和基因资源发掘，导致存而难用或藏而不用，严重影响基因资源的保护与利用。杂粮“特”和“优”的突破，还是得从种子上寻找突破口。他说：“种子是农业领域的芯片，也是一个‘卡脖子’问题，这也是成立重点实验室的初衷，我们想把水稻先进的分子设计育种经验和方法引到杂粮作物上来。”杂粮种质创新与分子育种山西省重点实验室是以国家重点实验室为标准进行建设，致力构建国际一流平台，充分发掘我国杂粮基因资源与杂粮功能成分，创新种质，护卫我国基因资源，充分发挥杂粮古老而优异基因资源在粮食安全主战场的作用。孔照胜表示，山西农业大学将和中国农科院作科所的杂粮团队强强合作，有信心将实验室建设为国家唯一的杂粮生物育种的国家实验室。
山西高位推动高规格建设省级重点实验室，向实验室“国家队”迈进，如何发力？清华大学摩擦学国家重点实验室主任田煜教授给出建议，全国各地布局自己的省级重点实验室，向国家实验室发展，肯定要根据地方的经济发展特点决定方向。山西在煤炭、电力、高端装备产业方面发展迅速，可以根据这些方向和领域去支持太原理工大学、山西大学、中北大学等一些有基础的单位，建设更好的重点实验室，并长期稳定支持，帮助他们向国家实验室目标迈进，同时也能为山西经济发展提供好的支撑和服务。
下好科技创新“先手棋”，赢得发展新机遇
高水平实验室是培养创新人才的重要阵地，是科技创新的主要场所。聚焦战略需求，服务转型大局，对实验室来说是机遇也是挑战。
发现DNA的双螺旋结构、发现X射线的散射现象、发现脉冲星……人类历史上多次重大的科学发现，都来自剑桥大学著名的实验室。从1904年至1989年的85年里共产生了29位诺贝尔奖得主，它就是以伟大的物理学家、化学家、剑桥大学校友亨利·卡文迪许命名的“卡文迪许实验室”。卡文迪许实验室创建于1874年，是由当时的剑桥大学校长威廉·卡文迪许捐资近9000英镑建立起来的，在巅峰时期甚至获誉“全世界二分之一的物理学发现都来自卡文迪许实验室”，并且是近代科学史上第一个社会化和专业化的科学实验室。
卡文迪许实验室培养了无数科学家，并带来很多科学发现。英国牛津剑桥俱乐部荣誉会员威廉姆·爱丁顿认为，实验室的成功在于打破传统，重视培养个人思想和卓越能力，面对广泛而集中的任务，人们依然迎难而上。在很多英国科学家眼中，这个杰出的机构就是英国科学的殿堂，出色的人们汇聚一堂，有着一流的研究和创新能力，带来不一样的火花。
山西省重点实验室聚焦14个战略性新兴产业，已形成“14+N”的战略布局，建立半导体、碳基新材料、特种金属材料、大数据等战略性新兴产业的省重点实验室共计64个，其他领域39个。截至2020年，这些实验室成果转化211项，成果转化社会效益将近78亿元，已形成从事战略性、前瞻性、颠覆性、交叉性领域研究的战略科技力量。当下，山西处在转型发展的关键时期，发挥好省重点实验室对山西高质量转型发展的支撑作用意义重大。田煜认为：“英国在卡文迪许实验室运行过程中投入了大量的经费，给予了稳定的支持，这和卡文迪许实验室的发展是密不可分的。要加强重点实验室与企业、科研机构之间的联系和合作，最好是政府一直参与，真正实现政产学研用相结合。”
山西把创新驱动作为第一战略，致力于为全省高质量发展提供“硬支撑”，在提高关键领域自主创新能力、促进科技成果转移转化及创优创新环境等方面持续发力。下一步，我省将优化调整方向，按照“去僵尸、调结构，攥拳头、增合力，上水平、出结果”的原则，对省级重点实验室进行优化调整，通过优化调整重组我省重点实验室体系，不断创新体制机制，对省重点实验室实行动态、差异化支持和管理，建设一批引领前沿、学科交叉、综合集成、国内外有影响的省级重点实验室，打造战略科技力量，为我省打造一流创新生态发挥积极支撑作用。
