地方支持高水平實驗室建設現狀及對策研究

黃曉林，王 輝，楊彩鳳，章國亮

（湖南省科學技術信息研究所，湖南 長沙 410001）

0 引言

高水平實驗室是聚集學科一流科研人員、擁有世界先進研究設施、從事世界科學前沿問題研究的科研基地，處于創新體系金字塔的塔尖位置。文章所指高水平實驗室主要包括國家實驗室和具有國家實驗室“預備隊”潛力的省實驗室。世界高水平實驗室在頂尖科技人才培養、變革性技術突破、大型科技工程實施上貢獻突出。如今，高水平實驗室已成各國和地區為搶占全球科技、經濟和國家安全制高點的重要載體。建設和升級高水平實驗室，已成為提升國家和區域創新能力、占領原始創新高地的必然選擇。可以認為，誰擁有高水平實驗室，誰就掌握了解決重大科學問題和完成重大科學工程的先機。

1 國家級高水平實驗室建設現狀

1.1 國外高水平實驗室

國外高水平實驗室建設由來已久，從工業革命時期就有英國卡文迪許實驗室、盧瑟福實驗室和美國貝爾實驗室等世界著名實驗室。如今，美國已經建立了橡樹嶺國家實驗室（ORNL）等43個聯邦政府資助的研發中心（FFRDCs）；歐洲各國也建立了英國國家物理實驗室（NPL）等一批獨立國家實驗室和歐洲分子生物學實驗室（EMBL）等一批聯合研究平臺；日本則有鐵路科學技術研究中心（RTRI）、高能加速器研究機構（KEK）等知名研究平臺，并且實施“世界頂級國際研究基地形成促進計劃（WPI）”興建了一批高水平實驗室。從全球看，世界主要科技強國建設了一大批高水平實驗室，占領著科學研究的前沿高地。

1.2 中國國家實驗室

中國國家實驗室是體現國家意志、實現國家使命、代表國家水平的戰略科技力量，是面向國際科技競爭的創新基礎平臺。我國首批建設的國家實驗室始于1984年，進入新世紀后，我國又先后籌建了兩批國家實驗室，國家實驗室名單增至20家（含籌建15家）。2017年出臺《國家實驗室組建方案(試行)》和《國家科技創新基地優化整合方案》著手統籌布局一批高標準、高水平的國家實驗室，目前新增建設的國家實驗室已達9家。

2 地方支持的高水平實驗室建設現狀

各省市根據國家戰略和自身需求，結合本地優勢，圍繞強化基礎研究、實施重大科學工程、籌建國家實驗室和重大科技基礎設施、建設自主創新示范區和國家科學中心等工作也開展了高水平實驗室建設。截至目前，各省市啟動建設的高水平實驗室已多達70余家。

2.1 廣東省

廣東省于2016年開始籌劃省實驗室建設，2018年出臺了《關于加強基礎與應用基礎研究的若干意見》提出到2022年，建設省實驗室約10個，籌建國家實驗室實現突破，新增建設大科學裝置約3個、國家級科技創新平臺20個以上的發展目標。截至目前，廣東省已分三批啟動10個省實驗室建設，涉及再生醫學與健康、網絡空間、先進制造、材料、化學與精細化工、南方海洋、生命信息與生物醫藥等領域，總投資規模超600億元。

2.2 浙江省

浙江省于2017成立之江實驗室，主攻智能感知、智能網絡、智能計算、大數據與區塊鏈、智能系統等方向。2019年，發布《關于全面加強基礎科學研究的實施意見》，提出了創建浙江省實驗室10個的目標。而后良渚、西湖、湖畔、甬江、甌江等10家省實驗室相繼啟動建設，研究方向涉及信息科學、生命科學與醫學、新材料等多個領域，計劃投資規模約1 000億。

2.3 福建省

福建省科技創新基礎一般，高水平實驗室建設起步也相對較晚，但行動迅速。2018年《關于全面加強基礎科學研究的實施意見》首提探索建設福建省實驗室。目前已啟動閩都、嘉庚、清源、寧德時代、翔安、海峽6個創新實驗室建設，分別聚焦光電信息產業、能源與材料、石油化工、能源存儲與轉化、生物醫藥、柔性電子等方向，總投資規模約160億元。

2.4 其他省份

除以上近期已經采取了具體行動的省市外，北京、上海、江蘇、安徽、湖北、四川、河南、山東等多個省市也已啟動高水平實驗室建設。綜合來看，高水平實驗室建設越來越受到各省市的重視，爭奪科技創新關鍵資源、構筑原始創新高地的競爭將十分激烈。

3 高水平實驗室建設的先進經驗做法

3.1 明確的使命定位

國際著名高水平實驗室大都有明確而宏大的使命愿景，例如，美國桑迪亞國家實驗室“為國家利益提供卓越服務”，美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室“通過科學卓越解決國家安全挑戰”，歐洲核子研究中心“揭示宇宙組成及其運作規律”。我國的國家實驗室建設也明確要求體現國家意志、實現國家使命、代表國家水平，均管理著國家戰略性設施或承擔著戰略性任務。各省市的高水平實驗室則主要關注研究領域，較少具有明確使命定位，“爭創國家實驗室”可視為在其使命定位上的最大公約。

3.2 多元化的建設模式

國際高水平實驗室大多規模較大，實驗室通常下設多個研究中心。在位置分布上有單點建設的，也有多點建設的。建設單位既有一國或一組織，也有多國或多組織。我國已建設的國家實驗室中，早期的均是單點單機構建設模式，新增的建設模式開始多元化。各省市高水平實驗室中，建設模式較為多元，包括地市主建（廣東）、省市共建（浙江、江蘇、福建）、地方和機構共建（上海）、省政府主建（安徽）等多種建設模式。在位置分布上，除廣東省外，大多采用單點建設。

3.3 巨額經費投入

美國國家實驗室經費主要來自聯邦政府，以及少量地方政府和私人部門資金，歐洲的主要來自歐盟和會員國分攤，日本的主要來自財政資金。各實驗室年度運行經費一般在數千萬至數十億美元之間。最多的是美國桑迪亞國家實驗室，其2021年運行經費高達39億美元。我國已建成國家實驗室的建設和運行經費，主要由國家承擔，部分由國家、省、市共同承擔，投資規模在數十億元到數百億元不等。各省市高水平實驗室投入力度不一，大部分建設投資在數億元到百余億元不等。地方財政資金在各省高水平實驗室建設中發揮著重要作用，省級財政資金主要用于引導獎勵。

3.4 卓越而龐大的人才團隊

國外成熟高水平實驗室都有一只龐大的人才隊伍，規模在數百人至數千人不等，大型實驗室甚至高達上萬人，其中不乏各領域的頂級科學家。如，英國卡文迪許實驗室共誕生了29位諾貝爾獎獲得者，美國勞倫斯伯克利國家實驗室共誕生了13位諾貝爾獎獲得者、80位美國科學院院士；歐洲核子研究中心擁有世界近一半的粒子物理學科學家。我國已建成的國家實驗室均是數百至數千人的團隊規模，都有院士領銜。各省高水平實驗室基本都有院士等數名領域高級專家領銜的研究團隊，團隊規模在數百人至上千人不等。

3.5 最前沿、高戰略價值的研究方向

早期成立的國外高水平實驗室主要受重大物理學進展和二戰迫切的國家安全需求驅動而成立，研究方向集中在天文學和核物理，而后逐漸延伸至能源、材料、信息、資源、環境、健康等領域。我國國家實驗室中，早期成立的實驗室主要從事核物理研究，新增實驗室的研究方向主要集中在信息科學與生命科學等前沿科技領域。各省市建設的高水平實驗室研究方向較多元，研究方向熱度由高到低依次是信息科學、生命科學、能源與資源、材料與制造、農業與生態等。綜合來看，高水平實驗室的研究都離不開以下五大方向，即宇宙演化、物質結構、生命起源、腦與認知和國家安全，而且越是知名和成功的高水平實驗室，離命題本身越是接近。

3.6 建設與管理機制

一是在建設依托上，國際高水平實驗室依托機構較為多樣，高校、原有和新成立研究機構都有。我國早期建成的5個國家實驗室中，3個依托中科院相關研究所、1個依托高校、1個依托多機構聯合建設。二是在運行管理上，國際高水平實驗室主要由依托單位管理。值得一提的是美國許多高水平實驗室由獨立的第三方管理，日本科研機構經“去行政化”改革后已定位為“特定國立研究開發法人”，擁有相對較多的自主權。三是在入選和退出上，一些國家和組織設立了入選機制，如歐盟的EIT組織、日本的WPI計劃。美國國家實驗室實行“有進有出、優勝劣汰”的評估淘汰機制。我國國家實驗室目前實行嚴格的入選機制，以《國家實驗室組建方案(試行)》為指導，各省市在高水平實驗室建設上也有相關政策出臺。

3.7 “三位一體”的選址布局

從地理位置來看，國際高水平實驗室設在大都市、周邊中小城市、偏僻荒郊都有，但都與科學城、大科學裝置群高度關聯，呈現“三位一體”的分布狀態。例如，法國格勒諾布爾科學中心集中了歐洲分子生物學實驗室（EMBL）、勞厄-朗之萬研究所（ILL）、法國國家電信研究中心（CNET-France）等機構及其大科學裝置。日本筑波科學城集中了高能加速器研究機構（KEK）、理化學研究所（RIKEN）、筑波宇宙中心（TKSC）等，其中僅KEK就集中了質子同步加速器（PS）等10個大科學裝置群。美國的阿貢、橡樹嶺、布魯克海文等一些大型國家實驗室本身就是科學城，擁有規模大科學裝置群。各省市新建的高水平實驗室也有許多位于高科技園區，如在張江高科技園區、杭州城西科創大走廊等，便于為研究平臺提供共性配套服務、有利于研究成果的轉化。

4 對地方建設高水平實驗室的建議

建設高水平實驗室是地方政府以科技創新應對外部壓力和滿足發展內需的有效途徑，是增加地方基礎研究投入，強化原始創新供給的有力舉措。綜合以上分析，提出地方建設高水平實驗室相關建議如下：

1）組織先行。成立高級別的地方高水平實驗室建設工作領導小組或聯席會議，由地方政府主要領導牽頭，相關職能部門主要負責人參與。主要負責高水平實驗室建設重大事項決策和組織協調，統籌全省科技資源支持高水平實驗室建設。

2）政策指引。出臺專門的地方支持高水平實驗室建設方案或相關實施意見，由地方政府或科技主管部門發布，就目標與原則、條件與要求、方式與流程、組織架構與管理運行機制等事項進行規范和明確，以指引高水平實驗室建設相關工作。

3）裝置為“器”。以《國家重大科技基礎設施建設中長期規劃（2012-2030）》為指導，圍繞“四個面向”中的重大科學問題，積極謀劃主導或參與多學科、分布式、系統集成式國家重大科技基礎設施建設，重點爭取地方具有研究優勢或產業需求的設施落地。以“重器”引導資金投入，吸引人才聚集。

4）眾籌共建。采取地方政府統籌規劃、省市區校（企）共建、以市為主、省里獎補的原則建設，一室一案，眾籌建設資金拼盤。采取先期建設核心實驗室，后期探索一核多點的輻射發展模式，建設數個高水平實驗室，每個實驗室5年總投資不低于10億元的支持力度，分別形成500人以上的高水平研究團隊。

5）三位一體。在選址布局、專職人員配置、政策機制等方面，將高水平實驗室與重大科技基礎設施、科學中心（科學城）綜合考慮，充分保障規劃合理協調和建設有序推進。為大科學裝置群、高水平實驗室、科學中心（科學園）在地理上的共生共現積極創造軟硬件環境條件。

6）戰略引領。建議結合國家、地方創新優勢與需求，以打造國家科技戰略力量為目標，重點圍繞信息科學、生命科學、能源科學、制造科學等學科方向，強化重大科學問題和關鍵和性技術攻關，著力突破具有先發優勢的關鍵技術和引領未來發展的基礎前沿技術，從而引領科學探索、促進產業發展。