一个卓越的国家实验室如何运行

吴锦鹏

2017年04月26日  来源：中国青年报

编者按：我们今天刊发一位中国学者在美国国家实验室的见闻。国家实验室是一个国家最高科研力量的“国家队”。实施创新驱动发展战略的中国正在积极稳妥推进国家实验室建设。《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议》提出，“在重大创新领域组建一批国家实验室”。

在中国科学界，国家实验室建设尤其受到关注。部分原因在于，科技部自2000年开始试点国家实验室的探索和实践工作，先后批准试点建设7个国家实验室，此外还有一些国家实验室进入筹建阶段，但十几年后，这些筹建中的国家实验室仍未摘掉“筹”字，可谓一“筹”莫展。最近几年，科学界不少人士提出过对国家实验室建设的建议。

2016年1月至今，作为清华大学与斯坦福大学联合培养的博士后，我进入美国劳伦斯伯克利实验室（Lawrence Berkeley Laboratory，简称“LBL”）开展研究工作，得以近距离观察这个大名鼎鼎的研究机构的运行。在这里，我的具体工作是利用先进光源设备，研究储能电池材料的机理。

在科学界，LBL几乎相当于“卓越”的同义词。作为美国国家实验室之一，与之相关的荣誉灿若星辰：13位科学家获得诺贝尔奖，15位科学家获得美国国家科学勋章，1位科学家获得美国国家技术创新奖章，70位科学家是美国科学院院士……

我的合作导师、斯坦福大学教授、美国科学院院士沈志勋先生一次与我谈话时提到，LBL的运营模式在美国国家实验室中极具代表性。他的这句话使得我对国家实验室的运营模式有了特别的关注。

国家实验室是不是“金饭碗”

正如人们所知，国家实验室作为一种世界通行的科研基地形式，兴起和发展于二战前后，围绕着国家使命开展基础性和战略性科研任务，通过多学科交叉协助，解决事关国家安全和经济社会发展全局的重大科技问题。

国家实验室是国家创新体系的重要组成部分，我国政府在2003年和2006年先后批准建立了15个国家实验室，然而基本仍都处于筹建状态。

直到今年1月的全国科技工作会议，科技部部长万钢提出，2017年将按照“成熟一个、启动一个”的原则，在重大创新领域启动组建国家实验室。在我的理解中，这意味着今年中国的国家实验室将要挂牌，要摘掉“筹”字的帽子。

作为一个科研工作者，我关心的是，我们的国家实验室到底如何运营？每年能拿多少经费？我们这些人能不能用上国家实验室？

恰巧，3月份，我所在的先进光源实验室（Advanced Light Source，简称“ALS”）接受美国能源部的考核，以邮件形式向所有实验室相关人员披露了《ALS向美国能源部提交的汇报材料》。结合我的见闻，我想谈谈我眼中的国家实验室运营机制。

和众多初到者一样，我一度对LBL和加州大学伯克利分校的关系感到困惑。LBL隶属于美国能源部，但有意思的是，美国能源部并不实际参与实验室的运行工作，而是由加州大学负责管理。LBL的主任由加州大学董事会任命，并向加州大学校长报告工作，约20多名能源部雇员进驻LBL，行使联邦政府对LBL的监督工作。这就使得LBL在管理上，摆脱了行政力量的过度乃至盲目干预，而相对独立地依据学术规范进行专业运营。

这种管理模式使得大学与国家实验室形成了有效互补关系，两者可以各自发挥所长开展合作研究。在加州大学系统中，与LBL联系最为密切的是伯克利。天然相近的地理位置使得两者密切关联：2015年的数据显示，有超过200名LBL的研究人员在伯克利兼任教授，500多名伯克利的学生在LBL开展研究，LBL有力地提升了伯克利的研究水平，甚至有人称是LBL成就了今天的伯克利。这种说法虽看似夸张，但我个人觉得并非全无道理。

值得一提的是，虽然LBL看似由加州大学代管具有“想当然”的合理性——历史上，实验室创始人、诺贝尔奖得主欧内斯特·劳伦斯为伯克利教授，且地理上两个机构又如此接近，然而在制度设计上，却存在着竞争淘汰机制：美国能源部每5年对加州大学进行一次考核，评估LBL的管理水平和产出质量。准确地说，加州大学之所以能代为管理LBL，不仅是历史或地理的因素，更重要的是行之有效的管理。而一些国家实验室则在过去发生过“不幸”易主的局面，比如：2006年，洛斯·阿拉莫斯国家实验室不再由加州大学管理，改由洛斯·阿拉莫斯国家安全公司主管；同年，阿贡国家实验室的管理方也由芝加哥大学变更为芝大阿贡有限责任公司。这种淘汰机制打破了第三方机构永久持有“金饭碗”的幻想，有利于提升国家实验室的管理绩效。

科学家为什么不去“申请项目”

LBL规模有多大？它现在有3304名雇员。按照美国能源部的规划，国家实验室应当更注重科学领域的交叉点，而不是各个学科内部；国家实验室的价值，在于它们能从事高校或民间研究机构难以开展的交叉学科综合性研究。为此，LBL已经建成了5套大科学装置，同时成立了相应的研究团队，分别为：先进光源实验室、能源科学网络中心、联合基因组研究所、分子铸造工厂、能源研究科学计算中心。

在我看来，大科学装置与大科研团队形成了LBL十分明显的规模优势：一方面在创造科学上，LBL对拓展人类知识边界形成了强大的冲击作用，以先进光源实验室（ALS）为例，在最新披露的数据中，2014～2016年3年间，ALS直接或间接贡献的研究成果（期刊论文、会议论文、学位论文、专利、书籍等）高达3000余件，相当于每天就有3件成果问世；另一方面在社会贡献上，LBL对发展国民经济也作出了突出的贡献，以2010年的评估结果为例，LBL当年度财务支出约为6.9亿美元，雇佣职员3200余名，而其对美国经济贡献却高达16亿美元，相当于社会每投入1美元即可获得2.3美元的收益，同时还为美国创造就业岗位1.2万个，平均每个职员带动了3.3个岗位。

可见，国家实验室的规模优势不容小觑。我国在布局建设国家实验室时，应充分考虑大学及大型工业企业的需求及优势，有效凝聚和整合全国财物资源和科技资源，发挥其国家创新平台和经济增长引擎的功能。

LBL差不差钱？我无法概括LBL里所有实验室或研究团队的情况，但是我所在的ALS，或者更确切来说，我所在的研究组是“不差钱”的。ALS是LBL拥有的大科学装置之一，它的人事管理制度具有一定的代表性。

我在ALS访学期间加入了杨万里研究员的课题组。有意思的是，我们虽然有自己的研究课题，但他几乎从不申请项目以争取研究经费。这种“不差钱”的局面，背后则有一套制度来保障。根据官方统计，像杨万里一样在ALS工作的职业科学家目前共有175名。而经费的数额和实用情况更是非常公开和透明。

在经费使用上，ALS每年享有美国能源部6000万美元的财政拨款，其中有约1／3为软硬件费用，其余2／3为科研人员薪资。值得关注的是，ALS对于科研人员的绩效考核十分弹性，他们的薪资水平并不直接取决于其每一年度发表文章、申请专利、完成课题的情况；加之科研经费相对充足，科研人员根本没什么动力去申请项目、争取科研经费，这就规避了许多繁琐的程式化工作。这种持续的大投入和相对宽松的管理，可以使科研人员更多地出于使命和兴趣来选择课题方向，心无旁骛地从事科学研究，而且能让实验室在全球范围内吸引一大批优秀科技人才，有利于催生重大科学发现和颠覆性创新成果。

谁能使用国家实验室

在LBL工作时，我们经常能够看到一些游客在工作人员带领下参观实验室。任何人都可以通过官方网站申请到此参观，程序十分简单便捷。当然，这只是实验室自由开放风格的一个小缩影。

作为实验室的创始人，劳伦斯教授本人十分崇尚自由开放的学术研究氛围，他认为，具有不同领域专业知识的个人组成团队一起工作，可更出色地开展科学研究。

同时，在ALS，每年数以千计的科研人员，从世界各地聚集于此，他们作为用户，借助先进光源开展各种学科的研究工作。美国能源部对ALS进行3年一度的考核，所披露的报告列举了2014～2016年年间运行的一些基本情况：2014～2016年的3年间，ALS累计接待7320名光源用户，比上3年累计增长20％。这意味着，在先进光源运行期间，任一时刻都有60～120名用户在同时使用；在地理分布上，7320名光源用户中，只有16％来自LBL内部，而34％来自加州其他地区，31％来自美国其他地区，其余19％则来自其他国家。在学科分布上，7320名光源用户中，约30％来自生命学科，约30％来自材料学科，约15％来自物理学科，约15％来自化学学科，约8％来自地球生态学科，还有约2％来自其他学科。

通过这些数据我们可以直观地感受这里的研究氛围，来自不同地域、不同学科的研究人员共同工作的局面，对于学术创新非常重要，这也是国家实验室发挥平台性优势、促进学科交叉、开展综合研究的一大体现。

先进光源作为大科学装置，全世界任何地方任何学科的科研人员原则上都可以申请到ALS开展实验，以半年为周期，用户可在上一个半年提交下一个半年的光源使用申请书。根据ALS的统计数据，2014～2016年3年间，ALS年度平均运行时间为5000小时，而每年平均接受的使用申请书则高达1600份。也就是说，平均每份申请书可获得3小时的使用时间，光源的实验时间是极其宝贵的。

那么，如何确定时间分配就变成了一个值得关注的话题。谁能使用实验室？如何排除人情因素对时间分配的影响？再比如，作为美国国家实验室，ALS是否会照顾本国的研究应用？

实际上，为了公正合理地分配光源时间，ALS建立了一个十分庞大的专家库，将申请书随机提交给数据库中的若干位专家进行评审。专家则参考申请书中的内容，只依据研究课题的科学价值进行打分，并不会考量申请书的地域、机构而加以区别对待。这种以学术为本的评审制度，使得在光源时间的分配过程中排除了人情因素的影响，确保有限的资源用在最有价值的研究上。这彰显了美国国家实验室学术为本的社会责任和价值取向。

科技部部长万钢在全国科技工作会议上表示，今年将正式启动组建国家实验室。这标志着我国国家实验室的建设已进入实质性操作阶段；但同时他也表示，当前我们建设国家实验室，关键是要做好管理机制设计和领域的选择。

在我看来，任何一个模式或制度都不是万能的，我们需要根据自身实际情况扬长避短，我们具有后发优势，应该树立信心和决心，努力实现弯道超车。有一点可以肯定的是：在全球经济社会发展突飞猛进的今天，科技创新的力量已经成为国家综合实力的核心，中国的国家实验室建设愈发显得重要且紧迫。