【什么是国家实验室】中国国家实验室有几个

【什么是国家实验室】中国国家实验室有几个

一、国家实验室的缘起与发展回顾

国家实验室缘起于欧洲,起因是发端于18世纪中叶,并于19世纪席卷欧洲、北美乃至整个世界的第一次工业革命。早期的国家实验室包括英国于1842年建立的“国家化学实验室”(LGC),于1900年建立的“国家物理实验室”(NPL)以及美国于1901年建立的国立标准技术研究院(NIST)。建立这些实验室的目的主要是为了满足当时工业技术快速发展的需要。此后,为促进本国科学技术的发展,欧洲一些国家也陆续创建了一批综合性国立科研机构,如1911年德国建立的“威廉皇家协会”(“马普学会”的前身),1923年意大利建立的“国家研究委员会”等。但总的说来,19世纪至20世纪初期,各国政府对科技活动的支持较为有限,这一时期的国家实验室制度体系还基本处于初级发展阶段。

导致国家实验室影响力迅速提升以及日后飞速发展的起因是第二次世界大战。二战期间最富盛名的国家实验室是美国政府于1943年秘密组建的洛斯阿拉莫斯国家实验室。由该实验室研制的两枚原子弹以其前所未有的摧毁性力量提前结束了这场旷日持久的战争。不仅如此,以洛斯阿拉莫斯国家实验室为代表的,在这一时期形成的大体量、积聚世界顶级科学家、进行多学科交叉研究的组织形式与运行机制也延续至今。

二战结束后,世界进入冷战时期。国家实验室对于增强综合国力(包括军事实力)的重要性及其意义已被普遍认知,扶持与新建这类新型国立研究机构也被纳入国家战略考量。这一期间美、苏二国国家实验室在国际政治、军事与科技等领域一直扮演着举足轻重的角色。以核技术与空间科学领域为例,前苏联于1949年成功引爆了原子弹,具体负责核武器研制工作的包括于1943年组建的前苏联科学院原子能科学研究所(即2号实验室),而美国对此作出的回应是于1952年组建了另一家研制核武器的国家实验室――劳伦斯利弗莫(LLNL)国家

实验室,该实验室在不到6年的时间里即扩张至3000人。又如前苏联于1957年成功发射了世界第一枚人造地球卫星,主要研制工作是由科罗廖夫领导的试验设计局完成的,而美国也紧随其步伐,加州理工学院喷气推进实验室于次年便将人造地球卫星送入太空。

上世纪80年代至今的三十余年间,欧美各国经历了由后冷战时期到知识经济时代以及全球化的大跨越,这一时期国家实验室对科技发展的促进作用日趋凸显。以美国为例,在诸多取得世界级成就的研究领域,如原子能利用、集成电路、激光、电子计算机、合成材料、通讯、卫星和航天等,我们几乎都能发现国家实验室的身影。此外,国家实验室对加快经济、社会发展的作用也已不可小觑。以劳伦斯伯克利国家实验室为例。近期,旧金山CBRE咨询公司进行的一项调查显示,劳伦斯伯克利国家实验室2009年为旧金山海湾地区提供的就业机会达5600人次,直接与间接经济贡献近7亿美元,为美国提供就业机会*****人次,直接与间接经济贡献达16亿美元。近20年来,依靠劳伦斯伯克利国家实验室所发明的技术孵化成功的企业已达30家,它们对旧金山海湾地区的经济贡献累计达9.04亿美元。

随着国家实验室在政治、经济、社会、军事以及科技方面影响力的不断增强,欧美各国政府的财政投入也普遍呈上升趋势,这种现象在进入21世纪后尤为明显。以德国的马普学会为例,2003年财政预算约为12亿欧元,2008年已增至约17亿欧元。又如美国国立标准技术研究院2004年的财政预算约为5亿美元,而2010年已增至10亿美元,还不包括《2009年美国复苏与再投资法案》中6.1亿美元的专项拨款。

二、国家实验室的任务、作用与典型特征

(一)国家实验室的任务与作用

作为政府建立并资助的国家研究实验基地,国家实验室主要围绕实现国家、社会发展的

中长期发展目标和急迫的国家战略目标从事顶级科研工作(包括基础研究、竞争前高技术研究和社会公益研究等),并通过将科技进步、创新应用和社会发展远景规划相结合,为经济发展、社会进步以及国家安全作出贡献。

(二)国家实验室的典型特征

尽管各国国家实验室的历史长短不一,建设模式不尽相同,但仍能发现如下的一些典型特征:

1.主要从事市场机制不能有效解决的基础研究、前沿技术研究、社会公益研究、重大共性关键技术研究等公共科技活动。换言之,所谓国家实验室的主要任务或使命与政府职能以及特定时期的国家战略高度一致,这也成为国家实验室存在的主要目的与意义[1-5]。

2.大部分的经费来源于国家财政拨款。如德国的亥姆霍兹国家研究中心联合会每年经费预算约28亿欧元,其中总预算的约70%由联邦政府和各州政府按90:10的比例提供。

3.负责设计、建造、运行以及管理部分世界上最先进的大型科研设施与仪器设备。如美国的阿贡国家实验室,它不仅负责设计与建造相关领域尖端的科研仪器和科研设施,还负责管理7家国家级用户设施――先进光子源(APS)、纳米材料中心(CNM)、阿贡串列直线加速器系统(ATLAS)、电子显微中心(EMC)、阿贡超级计算设施(ALCF)、传输研究与分析计算中心(TRACC)和大气辐射测量气候研究设施(ARM)。

4.汇聚以世界顶尖级科学家为代表的杰出人才以及以他们为IP的研究团队,同时也兼具培养科技精英的职责。德国的马普学会自1948年成立以来,不仅已有17位科学家获得诺贝尔奖,也为德国以及世界培养了大量的科技精英。

5.覆盖自然科学、社会科学诸多学科,研究领域较为广泛。如美国劳伦斯伯克利实验室涉及高能物理、地球科学、环境科学、计算机科学、能源科学、材料科学等学科,研究领域包括高级材料、生命科学、能源效率研究以及加速器服务等。

6.一般规模较大。如美国的洛斯阿拉莫斯国家实验室拥有9000余名雇员,下设13个研究中心与5个教育培训机构。

7.在相关领域取得了诸多有世界影响力的重要科学成就。此类数据已在上文中提及,此处不再赘述。

8.重视开展广泛的对外交流与合作,特别是与世界一流的研究机构、大学、企业等组织以及世界一流的科学家、研究团队的交流与合作。如亥姆霍兹国家研究中心联合会每年来自世界各地的访问学者和研究人员达数千人,仅在2008年一年,来此工作的国外科学家的人数就已超过4000人。

9.拥有卓越的管理者和杰出的管理团队。例如二战期间洛斯阿拉莫斯国家实验室的J.Robert Oppenheimer及其所领导的管理团队;卡文迪什实验室的J.J.Thomson等等。

10.管理体制与运行机制较为完备,但即便如此,适时地推进制度变革也是一种管理常态。事实上,自国家实验室成立之日起,制度变革便如影随形,各国国家实验室概无例外。

从世界范围看,各国的国家实验室基本都具有上述特征。但在某些方面存在数量的多寡与程度不同的差异。

三、我国国家实验室的建设与发展情况

我国国家实验室建设始于上世纪80年代,目前已冠名为“国家实验室”的研究机构共19家。按其建设与发展所处的不同时期,我们将其分为三类。

第一类是已建成的国家实验室,目前共3家,分别是国家同步辐射实验室、北京正负离子对撞机国家实验室和兰州重离子加速器国家实验室。经过近30年的建设,现均已成为国际相关领域有一定影响力的研究基地。

第二类是已通过了建设可行性论证的试点国家实验室,共6家,成立于1999年和2003年,它们是沈阳材料科学(联合)国家实验室、北京凝聚态物理国家实验室、合肥微尺度物质科学国家实验室、武汉光电国家实验室、清华信息科学与技术国家实验室和北京分子科学国家实验室。这6家实验室大都是在原有国家重点实验室的基础上组建而成的,旨在管理体制与运行机制上有所突破,以解决国家重点实验室体量较小,学科单一,研究方向窄、综合实力相对较弱等问题。科技部【国科发基字(2003)389号】文明确提出了国家实验室建设的6条总体要求:1.建设国家实验室要以培育国际一流实验室为目标;2.国家实验室的主要任务是组织开展与国家发展密切相关的基础性、前瞻性、战略性科技创新活动;3.国家实验室要建立全新的运行机制;4.国家实验室实现理事会管理制度;5.国家实验室要把吸引、聚集和培养国际一流人才作为重要任务;6.国家实验室应成为开放的国家公共实验研究平台。该文件同时描绘了国家实验室建设与发展的路线图,即“围绕主要发展方向,依托现有基础,对现有相关实验室进行有机整合,逐步发展。”以及“有效整合科技资源,把科技创新的精华力量和高水平实验平台纳入国家实验室。”

第三类是尚未通过建设可行性论证的试点国家实验室,于2006年11月获科技部批准,现均处于筹建阶段,共10家,分别为青岛海洋科学与技术国家实验室、航空科学与技术国家实验室、重大疾病防治国家实验室、磁约束核聚变国家实验室、洁净能源国家实验室、船舶与海洋工程国家实验室、微结构国家实验室、蛋白质科学国家实验室、现代轨道交通国

家实验室和现代农业国家实验室。我们注意到这10家试点国家实验室的研究领域与《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)》中的相关重点研究领域、优先主题、前沿技术以及面向国家重点战略需求的基础研究等高度契合。

四、国家实验室的未来图景

如前所述,国家实验室的建设与发展主要取决于这个国家政治、经济、军事以及社会发展的需要,当然也取决于科学技术自身发展的需要。在哪些研究领域组建国家实验室,或国家实验室承接哪些科研项目往往具有某一时期该国国家战略风向标意义。

另一方面,从历史经验看,“如何管理国家实验室”或“建立什么样的管理体制与运行机制”等问题不仅始终存在,而且有时候相当棘手。较之欧美发达国家以及俄罗斯等国,我国国家实验室建设历史还不长,未来所面临的挑战似乎更加艰巨。在哪些领域建立国家实验室,在科技资源“条块分割、相互封闭、重复分散”的格局下国家实验室的组织重构和资源整合的政策依据,国家实验室经费的下拨额度与使用效率考评,人力资本管理,国家实验室的绩效评估制度的构建,评审、监督管理机制(如信息公开制度)的建立,相关法律体系的建设与完善等等,都是亟待在理论上论证以及在实践中解决的问题。