“e科研”時代來臨
http://www.debgrams.com 2011-10-07 17:44 來源：中國自動化學會專家咨詢工作委員會
許多人還記得2005年青海湖地區爆發禽流感疫情，導致野生鳥類大規模死亡的事件。由于青海湖是眾多候鳥的繁殖地和越冬地，還是大量候鳥遷徙的通道，當時科學家們急于弄清這些鳥類遷徙中的情況，以防止禽流感的傳播，卻苦于缺乏跟蹤和研究它們的有效手段。
近日從中國科學院了解到，對遷徙鳥類的研究已不再是難題。從2006年到2010年底，科研人員在青海湖保護區內部署了19套網絡視頻監測系統，即使在夜間也能將候鳥行為觀察得十分清楚；2007年至今，還給57只候鳥裝備了衛星跟蹤設備，準確獲取了它們遷徙的軌跡；通過對大量監測數據的分析，科學家不僅弄清了候鳥的活動規律，而且及早發現了其異常狀況，為近幾年禽流感的防治提供了科學支撐。
這一案例告訴我們，信息化手段已經融入到當代科學研究活動中，“e科研”時代已經來臨。自從英國在世界上首次提出e-Science（科研信息化）概念以來，發達國家紛紛將其作為國家間競爭的重要手段，并投入了大量的人力和物力。專家指出，當今科學研究的前沿已步入更加復雜深奧的時代，對傳統科研方式提出了巨大挑戰。科研信息化將帶來一種嶄新的科研模式，引發科學與工程的重大變革。
“e科研”時代有何特征？中科院專家指出，超級計算、數據應用和協同研究是其三大要素。
大規模計算已經成為現代科研的必備利器。通過計算進行模擬，可以對未知世界做深入、精細地研究，它可以把原本漫長的過程加快；也可以把轉瞬即逝的過程放慢……事實上，高性能計算在今天已不是問題，需要解決的是如何將它送到科學家的桌面，使其更加易于獲得和使用。
科學數據是創新的引擎。現代科研正以前所未有的速度產生數據。英國e-Science計劃首席科學家Tony Hey曾指出，傳感器、衛星遙感、高性能計算模擬等產生的科學數據，將很快超過科學史上收集的全部數據總和。例如，大型強子對撞機LHC每秒鐘就會產生300GB的數據。這些捕捉到的數據如不及時保存，瞬間就會消失；即使保存下來，如不及時處理，日積月累，再大的存儲系統也不夠用。因此，如何長久保存和高效處理大量數據并從中挖掘出有用信息？這都是科研信息化必須解決的問題。
協同的重要性也不言而喻。如今，科研的全球化趨勢已十分明顯。例如，全球氣候變化研究必須依靠全球科學家，利用世界各地氣候資料才能開展。互聯網的出現奠定了協同研究的基礎。對某一問題有共同興趣的科學家可以利用網格技術組織起來，形成虛擬實驗室，協作開展研究。
我國科研信息化始于上世紀90年代。在國家863計劃的支持下，中國國家網格已經集成了每秒430萬億次以上的計算能力、2200萬億字節的存儲能力和200多個應用軟件，支撐了700多項國家各類科技計劃項目的研究。
從目前我國開展的一批科研信息化應用項目看，它已經成為提升創新能力、加快成果轉化的有效手段。以可視化鑄鍛技術為例，我國鑄鍛件產量連續8年位居世界第一，但特大型和高附加值鑄鍛件長期依賴進口，嚴重制約了能源、冶金、船舶等產業的發展。原因就在于鑄鍛件形成于高溫，其內部金屬流動和缺陷演化過程不可見，只能依靠經驗積累和“試錯”，而對于大型鑄鍛件來說，單次實驗往往就需耗費成百上千萬元資金，這樣的制造成本是難以承受的。中科院專家與企業合作，采用數字模擬技術使鑄鍛過程變得“可視”，從而突破了大型船用曲軸等若干受制于人的鑄鍛技術瓶頸，滿足了國家重大裝備的迫切需求。
專家指出，目前我國科研信息化水平與發達國家尚有不小的差距，今后的發展還需“頂天立地”，做好頂層設計與推廣應用兩篇文章。
據了解，許多發達國家已從國家層面部署了科研信息化計劃，如英國2001年啟動的e-Science計劃、美國新世紀以來實施的科研信息化基礎設施計劃等，形成了資源共享、跨地合作的嶄新科研模式。而我國的科研信息化多是結合各科技項目本身的目標進行，缺乏整體戰略，還有待于從國家層面加強規劃和引導。同時，還應盡快建立有效共享機制，使寶貴的信息資源為更廣大科研人員所利用。
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