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基礎科學 技術升級關鍵

2019-02-03 00:09經濟日報 陳明俐(國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心)

鑑於大科學(big science)時代,科學技術走向跨領域整合,且需投入龐大的人力、資金與設備,於是許多國家極力爭取機會進入到國際大型合作研究計畫。

經濟日報提供
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大科學時代仰賴大規模的儀器設備、經費規模與人力資源。例如,歐洲核子研究組織(CERN)主導的計畫大強子對撞機(Large Hadron Collider, LHC),其建置成本極為昂貴,人員、儀器研發與建造材料約為30億歐元,匯集全球各地的科學家、技術員與碩博士生,進行跨國跨領域的合作。

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科技部2018年與CERN完成LHC第二階段升級的雙邊合作備忘錄簽署工作,讓國內優秀的高能實驗研究團隊在硬體設計上持續貢獻。由於LHC第二階段的升級,將走向矽偵測器的製作,需要的大量抗輻射晶片要仰賴電機電子與電腦科學相關學研界與產業界通力合作。電腦資通訊則是台灣的優勢產業。

基礎科學研究實為帶動產業升級的關鍵。事實上,CERN的專業知識可廣泛應用於三個技術領域:加速器、偵測器與計算設施。在這些技術的背後,有許多專業的學科領域與產業開發可以投入,如低溫技術、超導真空、粒子追蹤到輻射監測。這些研究成果是可轉化到與人類生活與社會福祉有關之處,如CERN的磁鐵科技可運用在創新的癌症治療方法;或CERN的加速器、偵測器與計算設施需要用到最新的工業4.0相關技術,而CERN成功使用的技術,也可成為產業的最佳解決方案。換言之,這些基礎研究一旦成功商業化,將成為產業發展的基石,甚至翻轉產業及改變人類生活。

物理學相關產業共創造出歐洲國家總營收的15%。根據經濟與商業研究中心(CEBR)在2013年發布一份研究報告指出,物理學相關產業對歐洲國家的影響,其中與物理學有關產業包含依賴電機、土木與機械工程、能源、資訊與通訊設計與交通、醫學與相關生命科學領域、甚至是運用在太空的科技,在2010年共創造出3兆8,000億歐元的營業額,相當於歐洲國家總營收15%。

所謂科技無國界,參與國際大科學研究更可突破我國外交困境。在透過參與國際大科學之基礎科學研究計畫過程中,可發揮台灣高科技與工業發展的強項,更可落實研發國際化的概念,提升台灣能見度。

台灣在CERN邀請下加入CMS的第二階段升級計畫,將成為模組研發與生產中心之一。由於CMS升級將走向矽偵測器的製作,此研發內容可與電子、電機與電腦科學等產業合作,由國內廠商生產所需的大量抗輻射晶片。這種研發與生產成果,有助2019年建造新一代儀器,且預計在2026年開始運轉,以產生高能實驗的數據。CERN與台灣的合作,顯示出對台灣硬體製造能力的信心與肯定,更可提升台灣產業在國際研發的知名度。

大科學研究計畫雖與基礎科學習習相關,但也帶動應用科學發展與相關技術突破,進而產生對產業的影響。例如網際網路即是CERN的Tim Berners-Lee與團隊在1989年開發出來,當時為解決CERN研究人員的訊息交換方式,卻演變成為跨時代的技術突破,更改變了人類的生活型態。

(作者是國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心研究員)

科技部 資通訊
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