淺析各國大科學裝置管理機制對我國的啟示

吳思多 辛勝昌 涂歡 孟祎 舒長青

摘 要：本文從大科學裝置的發展出發，闡述了重大科技基礎設施的由來以及國內外發展情況。從美國能源部、亥姆霍茲聯合會、歐洲核子中心三個不同的大科學裝置建設及管理運行體制分析大科學裝置的發展經驗，通過對比我國重大科技基礎設施在發展中展現出的不足，并針對總體規劃、管理體制、開放共享機制以及考核評價體系四個方面提出政策建議和對策。

關鍵詞：大科學裝置 重大科技基礎設施 管理運行模式

中圖分類號：G32 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）04（a）-0242-03

自20世紀中葉以來，人類科技創新展現出以下三個發展趨勢：（1）關注科學最前沿的重大問題，解決社會發展和國家安全的戰略性、基礎性、前瞻性重大目標；（2）資金和人力投入巨大、信息支持系統龐大、儀器裝備復雜；（3）科技創新趨于組織化和多領域協作化，展現出高集成度的特點。“大科學”的概念因此誕生。最初的大科學主要指國防軍事領域，二戰時期美國的“曼哈頓工程”中的關鍵硬件設施核反應堆和加速器是最早的“大科學裝置”。隨著近年來大區域、大規模集中或網絡式分布的大型設備群相繼建成，“大科學裝置”的概念擴展為“大型研究基礎設施”（Large Research Infrastructures），即我國所稱的“重大科技基礎設施”。在我國重大科技基礎設施建設中長期規劃中，明確給出了重大科技基礎設施的定義：為在科學技術前沿取得重大突破，解決經濟社會發展和國家安全中心的戰略性、基礎性和前瞻性科技問題而建設，并開放運行的大型科學技術研究設施。

1 我國重大科技基礎設施概況

從1979年長短波授時系統投入運行、1987年HI-13串列加速器投入運行到2013年國務院頒布《國家重大科技基礎設施建設中長期規劃（2012—2030年）》，我國運行、在建以及計劃建設的重大科技基礎設施已超過50個。在已有設施升級更新和新設施規劃的整體布局中，瞄準科技前沿研究和國家重大戰略需求，根據重大科技基礎設施發站的國際趨勢和國內基礎，部署以能源、生命、地球系統與環境、材料、粒子物理和核物理、空間和天文、工程技術等7個科學領域為重點的重大科技基礎設施體系。目前我國重大科技基礎設施總體水平已進入國際先進行列，建成一批包括500m口徑球面射電望遠鏡、全超導托卡馬克研究裝置等在內的全球領先的設施，同時在粒子物理和核物理、空間和天文科學等領域持續保持優勢，在工程技術、地球系統與環境科學等薄弱領域得到加強。同時北京、上海、合肥等地初步形成重大科技基礎設施集群化發展態勢。

世界各國目前運行的各種用途、各種形態的重大科技基礎設施很多。在我國所建設的重大科技基礎設施從其建設目的和應用領域看，大致有如下幾種類型：用于基礎研究、應用基礎研究、高技術探索的專用實驗設施，例如正負電子對撞機、全超導托卡馬克裝置、結冰風洞等；對研究具有強大支撐能力的公共平臺設施，例如同步輻射裝置、散裂中子源、綜合海洋考察船等；除支撐自然規律科學研究外還為社會提供科學數據、種質資源等基礎支撐的公益科技設施，例如遙感衛星地面接收站、長短波授時臺、野生生物種質資源庫等。如何針對不同領域、不同類型的重大科技基礎設施展開有針對性的、系統性的管理，是關乎設備運行水平、科技成果產出質量及效率的，也是各國科技主管部門一直關注的重點問題。

2 國外大科學裝置管理模式的典型案例

2.1 美國能源部國家實驗室

美國能源部通過17個國家實驗室管理超過30個大型研究設施。能源部國家實驗室是高能物理與核物理等領域全球規模最大、綜合性最強的研究機構，是美國在國際競爭中不可或缺的關鍵戰略力量之一。能源部管理著美國最重要的、世界級別10個裝置型的國家實驗室（即依托大科學裝置籌建的國家實驗室），包括布魯克海文國家實驗室、勞倫斯伯克利國家實驗室、費米國家實驗室等著名實驗室。能源部所轄國家實驗室主要通過管理與運行合同委托大學、企業或非營利性機構運行管理，即政府所有、合同運行（GOCO，government-owned， contractor-operated）的管理模式。GOCO模式給予運行管理者更多的靈活性，有助于將其研究管理經驗應用到國家實驗室，也可以通過大科學裝置的設備優勢促進國家實驗室與學術界、企業界的杰出，吸引頂尖學者進行學術交流和開展科研工作。

對于裝置型國家實驗室，能源部從1996年起通過競爭遴選的方式確定其管理者，并以5年為合同有效期對其進行監督評估。運行管理績效未達到合同標準時能源部召開新一輪競爭遴選委托新的運行管理者負責國家實驗室的管理運行。如，能源部對加州大學長期以來負責運營管理的洛斯阿拉莫斯國家實驗室近年來的管理績效不滿，于2006年確定洛斯阿拉莫斯國家安全公司作為國家實驗室的新任管理運行者；與此同時，阿貢有限責任公司取代芝加哥大學成為阿貢國家實驗室新的管理運行者。

2.2 德國亥姆霍茲聯合會

德國亥姆霍茲聯合會前身“大科學中心聯合會”，由18個獨立法人性質的研究中心組成。研究中心涵蓋能源、地球與環境、健康、關鍵技術、物質結構以及交通與宇宙六大領域，其性質類似于國家實驗室。亥姆霍茲聯合會管理包括同步輻射光源、重離子裝置、中子源、加速器設施、超算中心、科考船、風洞、航空及衛星系統等15個大科學裝置。在世界大科學裝置的管理者中，赫姆霍茲聯合會是定位和職能最明確的科研機構。這是因為德國政府為科研機構制定了非常明確的戰略定位，例如，馬普學會主要從事國際最前沿的基礎研究，弗勞恩霍夫協會則是歐洲最大的應用科學研究機構，而亥姆霍茲聯合會則主要從事從國家重大戰略出發開展大科學裝置建設并圍繞大科學裝置開展重大領域研究工作。

亥姆霍茲聯合會現行的機制是政府制訂研究政策與科研指標，經聯合會的最高決策機構——成員大會和評議會議定之后與政府協商確定，進而面向各中心科學家發布戰略計劃。值得一提的是，亥姆霍茲聯合會現行的機制是在2001年初由國際知名專家組成的國際評估委員會系統評估之后確定并執行的，這項改革將聯合會由過去的松散協會變成了更有效率和能力的組織，僅用幾年時間就使這個德國最大的科研機構重新煥發新生。

2.3 歐洲核子中心

歐洲核子中心（CERN，European Organization for Nuclear Research）是多國共建科研機構的典型，于1954年起由比利時、丹麥、原聯邦德國、法國等12個歐洲國家聯合在瑞、法邊界的梅蘭地區建起。目前成員國已發展到21個，并吸納了包括美國、歐盟、印度、日本、俄羅斯等國在內的觀察員國家。CERN不僅擁有世界上規模最大、能量最高的粒子加速器——大型強子對撞機以及高能物理所需的先進粒子加速器和探測器，同時設立運算能力強大的大型電腦中心。

作為多方共建研究機構，CERN的管理結構主要由成員國代表組成的理事會、執委會（包括總干事、研究與科學計算委員會、加速器與技術委員會、行政與公用基礎設施委員會）和包括科技政策委員會及財務委員會的咨詢委員會組成。CERN的創建、方針、組織、選題、經費和研究計劃的執行都體現了成員國的共同意志，例如：執委會、咨詢委員會由來自3成員國的理事會任命；CERN的資金和運行經費根據各成員國的凈國民收人按比例分攤。

通過各成員國及參與組織共同協商和通力合作，CERN不僅各項龐大研究計劃得以順利進行，而且在高能物理及相關學科研究上取得了眾多舉世矚目的成就。同時CERN每年接納上千名來自世界各地的訪問學者，使多方共建機構的開放性和合力攻堅能力得到充分體現。

3 我國重大科技基礎設施存在的問題

我國在重大科技基礎設施的布局、建設方面進行了巨大的物力、人力投入，設備先進性已經初步達到世界先進水平。但由于設施的建設和運行時間還不長，其管理辦法、管理體系還不夠完善。主要體現在以下幾個方面。

3.1 總體規劃不夠完善

重大科技基礎設施建設的規模、作用及風險等特點決定其需要長遠發展規劃。事實上，盡管中科院已經開始在重大科技基礎設施展開部署及發展規劃工作外，但仍缺乏配套發展計劃。

3.2 組織管理體制不夠健全

重大科技基礎設施的標志性特點是其裝置、投入的巨大性以及建設、運行所涉及的工程性。由于對這些特點意識不足，同時沒有深刻認識到設施在規劃、建設時就已確定的國家目標和使命，組織管理體制表現出與國家重大戰略脫節的情況。同時，設施的建設經費及運行經費已經落實，但依托設施的科研經費沒有明確的渠道。

3.3 開放共享不夠有效

首先，缺乏用戶的參與機制，在立項、建設和運行各階段用戶的地位和作用體現不夠，開放共享服務設施不足；其次，開放共享的評價、監督和反饋機制不完善，開放共享水平未列入研究機構評估考核之內。

3.4 考核評價體系不盡合理

現有的研究機構的評估體系，視大科學裝置上的科研活動等同于一般科研活動，因而評價體系與大科學裝置的特點不相適應。對于大部分設施來說，其固定人員包括負責設施運行維護的技術人員、研究人員以及設施建設升級的工程技術人員，其中工程技術人員要求同時具備高學歷和工程基礎，對于此類工程型人才的培養、考核、晉升、薪酬體系不夠完善，從而無法最大程度發揮設施的運行效果。

4 各國大科學裝置管理帶來的啟示

借鑒國外大科學裝置的運行經驗、管理模式以及發展趨勢，我國的重大科技基礎設施需要從整體規劃、管理機制、開放共享、考核評估等方面做出行之有效的改進。

4.1 加強規劃

美國能源部國家實驗室通過在核能、高能物理等領域的戰略部署，形成其依托眾多國家實驗室運行管理的大科學裝置集群，而大裝置集群優勢遠大于單體裝置的線性累加，是產生重大成果的關鍵有利條件。德國設立亥姆霍茲協會專門開展大科學裝置的規劃建設以及運行管理，通過其明確的定位和職能劃分，開展大科學裝置從戰略領域布局到規劃、建設以及運行管理的全生命周期管理。對我國來說，也應該由國家主管計劃和基本建設的部門牽頭，成立重大科技基礎設施發展規劃委員會，在學科布局和地域布局上有戰略性、整體性的規劃，對于納入規劃的項目應進行科學目標優化、前期技術研究的立項前準備工作。

4.2 健全管理

美國能源部通過成立國家實驗室，依托國家實驗室進行大科學裝置建設、管理以及運行，進而通過對國家實驗室的運行機構進行考核來保證裝置的高質量運行。重大科技基礎設施應該體現國家建設、國家管理的原則，因此可以依托重大科技基礎設施成立國家實驗室，并在理事會下設管理委員會、科技委員會、用戶委員會，負責設施的立項、建設及建成后的全過程歸口管理。對于平臺型設施可成立國家實驗室用戶委員會，對于專用研究型設施可成立學術委員會，主要負責審議科研規劃、裝置研究計劃以及運行計劃，提出開放機時的分配方案并監督實施。就美國能源部所管轄的實驗室來看，目前的一個趨勢是委托國家實驗室管理公司進行企業化運行，其體制機制更靈活，但也涉及到更細化、前瞻的監管制度的制訂。

4.3 強化共享機制

歐洲核子中心作為多方共建的科研機構代表，實現了在二十多個成員國以及觀察員國家之間科學研究力量之間的科學領域交叉以及知識創新聯動。學科交叉的“干涉效應”是交叉融合產生新領域、新學科的重要因素。事實上，除中科院以外，我國的高校大部分在重大科技基礎設施籌建方面經驗有限。在重大科技基礎設施的建設中，應該充分利用多方共建、理事會決策的建設及管理運行機制，為我國高校院所提高建設及管理運行能力，增加知識創新互動。在設施的規劃設計階段應充分考慮運行時的開放和共享，組織用戶深入地參與裝置主要技術指標的研討；在運行階段，建立用戶委員會，負責年度運行計劃的批準并監督實施，保證開放共享；同時建立經費保障，設立設施科研專項基金，專門受理全國的用戶利用設施開展研究的申請。

4.4 完善考核評價體系

從設施科學目標的實現、裝置運行狀況、運行管理人員團隊情況、經費使用的有效性、設施后續發展的能力等五個方面對設施進行綜合考核。在考核中要針對具體情況細化考核指標，比如既定科學目標、設施性質、人員職責等。

5 結語

重大科技基礎設施不僅會對我國的多學科綜合交叉發展、突破高新技術瓶頸提供顯著的支撐作用，也將對我國的戰略需求、經濟發展、人才培養形成巨大的推動力。因此，以世界先進大科學裝置運行管理經驗為鑒，推進適合我國實情的重大科技基礎設施建設與管理運行機制體制改革，在總體規劃、管理體制、開放共享機制、考核評價體系等方向進行完善，是我國建設管理具有世界先進水平的重大科技基礎設施、產生世界領先科技成果的重要制度保障。

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