掃描美國國家實驗室

李昊　徐源

美國的科研管理沒有全國統(tǒng)一的政府部門，呈現(xiàn)出多元化的特點，突出體現(xiàn)在美國國家實驗的建設和運行管理方面。廣義的美國國家實驗室是個外延非常寬泛的術語。美國聯(lián)邦政府、學術界、工業(yè)界和民間對科學研究的支持和監(jiān)管呈現(xiàn)復雜態(tài)勢。因此對一個科研組織，既不能單純從其名稱判斷其是否可納入國家實驗室范疇，也不能依靠簡單標準來判斷其是否達到國家實驗室的水平，而只能依靠其基本特點來認定。

伴隨國家戰(zhàn)略創(chuàng)建和發(fā)展。美國國家實驗室?guī)缀醵际窃谔囟ǖ臍v史時期，應國家戰(zhàn)略需求而建立的，創(chuàng)建和發(fā)展往往伴隨美國聯(lián)邦政府各級機構的調整，其成果往往對國家的戰(zhàn)略決策具有必要的支撐作用。能源部（DOE）國家實驗室是二戰(zhàn)期間以“曼哈頓計劃”為代表的戰(zhàn)時臨時資源的固化，歷經(jīng)原子能委員會、能源研究開發(fā)署、DOE三個階段的建設與發(fā)展，仍然是世界上最大的科研體系之一。純軍事領域的情況也是一樣，大部分實驗室成立于20世紀90年代。這一時期，正是冷戰(zhàn)結束后，美國聯(lián)邦政府大力縮減軍費開支、掉頭轉向民用科研的大背景下，為了保留軍事領域研究而改組建立國家實驗室的時期。

保持相對穩(wěn)定的動態(tài)平衡。美國的國家實驗室中，絕大多數(shù)是在二戰(zhàn)后至20世紀90年代創(chuàng)建的。而變化最多的聯(lián)邦政府自主的研究與發(fā)展中心（FFRDC），在整個體系內(nèi)也保持著一種相對穩(wěn)定的動態(tài)平衡：占據(jù)核心地位、處于國防和國家安全相關重要領域的實驗室一直處于FFRDC體系內(nèi)。此外，在一個新的國家實驗室創(chuàng)建之前，首先要經(jīng)過非常詳細的論證和討論，以證明該實驗室具有“長期的研究或開發(fā)需求，無法通過已有聯(lián)邦政府內(nèi)部或來自承包商資源有效地滿足該需求”。國家實驗室為聯(lián)邦政府各局提供的是一種可持續(xù)不間斷的能力，針對的是在相對較長時間內(nèi)的研究或開發(fā)需求。

具有特殊且不可替代的地位和作用。美國國家實驗室主要設置在戰(zhàn)略必爭領域。這些領域包括重要基礎前沿研究，關系國家競爭力和國家安全的戰(zhàn)略性高技術研究，諸如武器、能源、航天、國防、信息、科學政策及其他領域的基礎研究和應用基礎研究，以及未來技術先導性研究、產(chǎn)業(yè)通用技術和共性技術研究、重大與關鍵科技創(chuàng)新平臺和基礎設施、顛覆性技術，等等。這些領域具有長遠性、風險大、技術難度高的特點，靠市場機制不能解決，必須由國家集中投資和組織，保證研究開發(fā)的連續(xù)性和穩(wěn)定性。美國國家實驗室非常強調制約與制衡，即在國家實驗室體系的頂層設計中，鼓勵合作與競爭的同時存在。美國國家實驗室的目的和意義中，戰(zhàn)略布局要高于解決具體問題。國家實驗室能夠填補美國聯(lián)邦政府和軍方、學術界、民營公司、軍工企業(yè)、以及其他非政府和非營利組織留下的研究與開發(fā)的真空地帶，并且獨立于標準化的市場環(huán)境。

確保所有資源和能力能夠隨時“為國所用”。美國對于科研的管理一直處于相對松散的狀態(tài)，沒有成立獨立的科技部實現(xiàn)對全國科研資源的統(tǒng)一配置，也無法直接干預各學科領域的發(fā)展趨勢。但是，已有的歷史事實和當前的種種跡象表明，美國國家實驗室本質上是為整個聯(lián)邦政府維持一個巨大的科技資源和科研能力的儲備池。該儲備池中匯集并穩(wěn)定維持著支持國家戰(zhàn)略、維護國家安全的各類戰(zhàn)略資源，包括重大儀器設備、重要實驗平臺、尖端技術、頂級人才團隊，等等。至于國家實驗室究竟以何種模式呈現(xiàn)似乎并不重要。同時，美國國家實驗室體系還擁有世界上覆蓋面最廣、效率最高的成果轉移機制。雖然美國的國家實驗室沿襲了其科研體系松散管理的狀態(tài)，但是長期以來形成一套有效的運行管理模式，確保了國家實驗室的所有科技資源和科研能力能夠隨時“為國所用”，科研成果轉化為產(chǎn)品的周期很短、效率很高。

科研資源集中化程度最高。美國國家實驗室是科研資源集中化程度最高的科研體系。對于某些類型的國家實驗室，體系化的試驗場所和規(guī)模化的儀器設施本身就屬于國有，由聯(lián)邦政府出資建設和研發(fā)，每年有可觀的經(jīng)費用于維護和改造。而對于FFRDC和UARC，在實驗室與作為發(fā)起人的聯(lián)邦政府局之間通過簽訂合同和協(xié)議等形式，能夠非常容易地訪問和使用國家級的科研資源和信息資源。實驗室獲取科研經(jīng)費投入量是科研資源集中化的重要標志，美國聯(lián)邦政府財年計劃中，獲得研發(fā)經(jīng)費最多的研究機構幾乎都是國家實驗室。同時，國家實驗室還以從高校招募頂尖人才到實驗室組建研究團隊的形式，吸引了大量人才集中解決重大科學問題。通過集中優(yōu)勢科研資源，發(fā)揮規(guī)模效應，能夠在很大程度上避免重復建設和資源浪費，特別是在科研投入緊縮或發(fā)生重大調整的歷史時期，龐大的科研實體承受各方面壓力和沖擊的能力更強，也更有利于保持該實驗室所屬領域的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

美國國家實驗室有非常高效的成果轉移機制

取得重大成就，處于領域主導地位。美國國家實驗室所取得的成就是舉世矚目的。學術成就方面，以能源部國家實驗室為例，二戰(zhàn)以來涌現(xiàn)出了30多位諾貝爾獎獲得者，還產(chǎn)生了數(shù)百項國家級重要獎項。每個國家實驗室年度經(jīng)費都在千萬美元量級以上，年人均經(jīng)費約為10～40萬美元。根據(jù)權威機構的評估研究，能源部國家實驗室的物理學和工程學排名第一，材料科學排名第三，計算機科學、空間科學和化學排名第四，數(shù)學排名第五;NASA下屬的研究中心和國家實驗室的空間科學排名第一，地球科學排名第三，工程學排名第五，物理學排名第八，計算機科學排名第九;NIH下屬的國家實驗室在諸多生物和醫(yī)學領域的排名都是第一。建立在重大成就基礎上的領域主導地位，使得國家實驗室在美國的國家科研體系中發(fā)揮了穩(wěn)定的支柱作用，從而確保了國家科研始終保持著正確的發(fā)展方向。

在突出主業(yè)的前提下實現(xiàn)多學科交叉融合。多學科交叉融合是美國國家實驗室的重要特點之一。大部分國家實驗室本身就是多項目/多計劃實驗室，因此實驗室覆蓋一系列寬泛的學科領域。少部分國家實驗室是單項目/單計劃實驗室，其創(chuàng)立之初圍繞單一目標或設備設施而建，但自20世紀90年代以來，隨著信息化的發(fā)展，即使是單項目/單計劃實驗室也在不斷拓展自身的研究領域，向綜合性研發(fā)平臺的方向發(fā)展。以能源部國家實驗室為例，除了在先進計算、基礎能源科學、生物環(huán)境、核聚變能、高能物理及核物理的主業(yè)上保持良好的發(fā)展態(tài)勢，還積極拓展在生物學及生物過程工程、氣候變化科學及大氣科學、賽博與信息科學、決策科學與分析、地球系統(tǒng)科學與工程、機械設計與工程、核工程、核與射電化學、電力系統(tǒng)與電機工程等領域的研究。DoD直屬國家實驗室為了形成支撐軍隊高科技實力水平，將軍事領域的多學科交叉融合發(fā)揮到極致。

運行管理模式和方式靈活多樣。美國國家實驗室在內(nèi)部的運行管理方面采取了靈活多樣的模式和方式。實驗室究竟如何管理，往往不取決于實驗室的類型和所屬領域，更多的是考慮如何有利于實驗室的發(fā)展和發(fā)揮作用。國家實驗室普遍實行院所長負責制，GOGO類國家實驗室的院所長由聯(lián)邦政府各局或其下屬管理機構直接任命，GOCO類國家實驗室的院所長由實驗室理事會任命或遴選。為了不干預科研工作，國家實驗室內(nèi)部實行運行管理與科研工作分開的模式。對于GOGO類型的國家實驗室，往往設置運行管理和財務管理的獨立部門;對于GOCO類型的國家實驗室，幾乎都有配套的承包商負責實驗室運行管理的所有具體工作。自1996年起，DOE開始通過競爭程序遴選其GOCO實驗室的合同管理承包商。DOE與承包商以簽訂M&O合同的形式授權承包商實施國家實驗室的運行管理，M&O合同到期后由DOE對國家實驗室進行評估，以決定M&O合同的續(xù)簽與變更。

美國國家實驗室涌現(xiàn)出很多諾貝爾獎獲得者

普遍采用“小核心、大外圍”的發(fā)展模式。美國國家實驗室雖然已經(jīng)集中了大量的優(yōu)勢科研資源，但是在科學研究和工程任務所需資源在深度和廣度日益提升的趨勢下仍然力有不逮。因此，幾乎所有國家實驗室普遍采用了“小核心、大外圍”的發(fā)展模式，以實現(xiàn)在集中優(yōu)勢資源突破重大科學和工程問題的同時，保障了其內(nèi)部的均衡發(fā)展。一方面，國家實驗室的核心方向不變，代表實驗室特色的基礎設施、基礎方向、核心團隊保持穩(wěn)定的發(fā)展態(tài)勢。另一方面，國家實驗室以牽頭開展合作項目研究，資助通用技術研發(fā)，聯(lián)合培養(yǎng)人才等多種形式，維持著規(guī)模龐大的支撐資源。核心與外圍之間通過國家實驗室的模式和制度實現(xiàn)完美組合。與國防和國家安全、國家戰(zhàn)略等相關的研究，牢牢掌控在聯(lián)邦政府內(nèi)部，作為支撐的基礎研究和應用基礎研究則分別由高校和企業(yè)來完成。

“小核心、大外圍”的發(fā)展模式充分發(fā)揮了國家實驗室承上啟下的銜接作用，既有利于國家戰(zhàn)略的貫徹實施和長期保持，也充分壓縮了維持的代價和成本，提高了靈活性。

采取有效的上層監(jiān)督管理模式。在美國行政系統(tǒng)中，總統(tǒng)具有最高決策權，直接輔助總統(tǒng)進行科技戰(zhàn)略決策和相關預算編制的行政部門包括白宮科技政策辦公室、國家科學技術委員會、總統(tǒng)科技顧問委員會及白宮管理和預算辦公室。在這一層次，聯(lián)邦政府主要通過頂層監(jiān)管的形式實現(xiàn)對國家實驗室的管理，國家實驗室的主要負責人要定期或針對關鍵問題在聽證會上回答來自聯(lián)邦政府的質詢。以書面形式記錄的質詢和答辯內(nèi)容，在整理后編入聯(lián)邦政府科研法規(guī)體系，作為國家實驗室實際運營的法律依據(jù)。聯(lián)邦政府與國家實驗室相關的各部門包括DOE、DoD、NASA等，這些部門定期會同或委托國家科學、工程和醫(yī)學院等對國家實驗室開展評估工作。通過聯(lián)邦政府每一財年在經(jīng)費上的宏觀調控，以及定期的聽證會和實驗室評估，實現(xiàn)了聯(lián)邦政府對國家實驗室的有效監(jiān)督管理。

伴隨國家大型科技計劃而生。美國聯(lián)邦政府是較早組織大型科技計劃以帶動科技整體發(fā)展的國家，而國家實驗室體系的形成和完善，與美國聯(lián)邦政府所組織的大型科技計劃是密不可分的。曼哈頓計劃的順利實施造就了DOE國家實驗室體系;而阿波羅計劃和航天飛機計劃則促成了NASA及其下屬研究中心和實驗室的誕生。此外，星球大戰(zhàn)計劃、人類基因組計劃、信息高速公路計劃、國家納米計劃等，其中都有國家實驗室的參與。通過這些大型科研計劃的實施，為美國在核能、航天、醫(yī)學、信息科學、材料科學等領域的基礎研究、應用基礎研究、關鍵技術突破、科研試驗條件建設、人才團隊建設、產(chǎn)業(yè)發(fā)展等方面奠定良好的基礎，從而聚集了大量科技人才，擁有了空前的智力優(yōu)勢，進而迅速轉化為技術優(yōu)勢，從而奠定了美國作為世界科技中心的地位。

對科研中的沖突持寬容的態(tài)度。幾乎在所有美國國家實驗室的運行管理要求中，都強調“國家實驗室必須允許科研興趣中的組織沖突”，也就是說，不能以政治或商業(yè)行為干預國家實驗室的研究工作。這是國家實驗室在國家科研體系中所處的地位和所承擔的職能所決定的。國家實驗室所承擔的科研任務的周期最長、難度最大、失敗風險最高，這是普通高校或民營企業(yè)所難以承受的，唯有國家實驗室才能勝任。一方面，在經(jīng)費投入上確保了研究的持續(xù)性和穩(wěn)定性，非競爭類項目占據(jù)國家實驗室經(jīng)費來源的大頭;另一方面，國家實驗室工作的目的不是利益的最大化，負責運營國家實驗室的都是高校或非營利組織。

結語

美國作為科技和軍事大國，其科技實力從二戰(zhàn)期間甚至更早時候就開始布局，在歷經(jīng)冷戰(zhàn)至今的70余年的發(fā)展歷程中，一直保持著前沿地位與健康、有序的發(fā)展態(tài)勢，這與其在以國家實驗室為實體的國家科研規(guī)劃有著密切的關系，可以說，美國國家實驗室的總體布局和戰(zhàn)略發(fā)展，在一定程度上左右著美國全國乃至全世界的科技發(fā)展趨勢。因此，通過對美國國家實驗室特點的深入分析和進一步挖掘，將對我國科研體系、特別是國防科研體系的設計與構建，具有非常重要的參考價值。

阿波羅計劃和航天飛機計劃促成了NASA及其下屬研究中心和實驗室的誕生

責任編輯：劉靖鑫