浅析各国大科学装置管理机制对我国的启示

吴思多 辛胜昌 涂欢 孟祎 舒长青

摘 要：本文从大科学装置的发展出发，阐述了重大科技基础设施的由来以及国内外发展情况。从美国能源部、亥姆霍兹联合会、欧洲核子中心三个不同的大科学装置建设及管理运行体制分析大科学装置的发展经验，通过对比我国重大科技基础设施在发展中展现出的不足，并针对总体规划、管理体制、开放共享机制以及考核评价体系四个方面提出政策建议和对策。

关键词：大科学装置 重大科技基础设施 管理运行模式

中图分类号：G32 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）04（a）-0242-03

自20世纪中叶以来，人类科技创新展现出以下三个发展趋势：（1）关注科学最前沿的重大问题，解决社会发展和国家安全的战略性、基础性、前瞻性重大目标；（2）资金和人力投入巨大、信息支持系统庞大、仪器装备复杂；（3）科技创新趋于组织化和多领域协作化，展现出高集成度的特点。“大科学”的概念因此诞生。最初的大科学主要指国防军事领域，二战时期美国的“曼哈顿工程”中的关键硬件设施核反应堆和加速器是最早的“大科学装置”。随着近年来大区域、大规模集中或网络式分布的大型设备群相继建成，“大科学装置”的概念扩展为“大型研究基础设施”（Large Research Infrastructures），即我国所称的“重大科技基础设施”。在我国重大科技基础设施建设中长期规划中，明确给出了重大科技基础设施的定义：为在科学技术前沿取得重大突破，解决经济社会发展和国家安全中心的战略性、基础性和前瞻性科技问题而建设，并开放运行的大型科学技术研究设施。

1 我国重大科技基础设施概况

从1979年長短波授时系统投入运行、1987年HI-13串列加速器投入运行到2013年国务院颁布《国家重大科技基础设施建设中长期规划（2012—2030年）》，我国运行、在建以及计划建设的重大科技基础设施已超过50个。在已有设施升级更新和新设施规划的整体布局中，瞄准科技前沿研究和国家重大战略需求，根据重大科技基础设施发站的国际趋势和国内基础，部署以能源、生命、地球系统与环境、材料、粒子物理和核物理、空间和天文、工程技术等7个科学领域为重点的重大科技基础设施体系。目前我国重大科技基础设施总体水平已进入国际先进行列，建成一批包括500m口径球面射电望远镜、全超导托卡马克研究装置等在内的全球领先的设施，同时在粒子物理和核物理、空间和天文科学等领域持续保持优势，在工程技术、地球系统与环境科学等薄弱领域得到加强。同时北京、上海、合肥等地初步形成重大科技基础设施集群化发展态势。

世界各国目前运行的各种用途、各种形态的重大科技基础设施很多。在我国所建设的重大科技基础设施从其建设目的和应用领域看，大致有如下几种类型：用于基础研究、应用基础研究、高技术探索的专用实验设施，例如正负电子对撞机、全超导托卡马克装置、结冰风洞等；对研究具有强大支撑能力的公共平台设施，例如同步辐射装置、散裂中子源、综合海洋考察船等；除支撑自然规律科学研究外还为社会提供科学数据、种质资源等基础支撑的公益科技设施，例如遥感卫星地面接收站、长短波授时台、野生生物种质资源库等。如何针对不同领域、不同类型的重大科技基础设施展开有针对性的、系统性的管理，是关乎设备运行水平、科技成果产出质量及效率的，也是各国科技主管部门一直关注的重点问题。

2 国外大科学装置管理模式的典型案例

2.1 美国能源部国家实验室

美国能源部通过17个国家实验室管理超过30个大型研究设施。能源部国家实验室是高能物理与核物理等领域全球规模最大、综合性最强的研究机构，是美国在国际竞争中不可或缺的关键战略力量之一。能源部管理着美国最重要的、世界级别10个装置型的国家实验室（即依托大科学装置筹建的国家实验室），包括布鲁克海文国家实验室、劳伦斯伯克利国家实验室、费米国家实验室等著名实验室。能源部所辖国家实验室主要通过管理与运行合同委托大学、企业或非营利性机构运行管理，即政府所有、合同运行（GOCO，government-owned， contractor-operated）的管理模式。GOCO模式给予运行管理者更多的灵活性，有助于将其研究管理经验应用到国家实验室，也可以通过大科学装置的设备优势促进国家实验室与学术界、企业界的杰出，吸引顶尖学者进行学术交流和开展科研工作。

对于装置型国家实验室，能源部从1996年起通过竞争遴选的方式确定其管理者，并以5年为合同有效期对其进行监督评估。运行管理绩效未达到合同标准时能源部召开新一轮竞争遴选委托新的运行管理者负责国家实验室的管理运行。如，能源部对加州大学长期以来负责运营管理的洛斯阿拉莫斯国家实验室近年来的管理绩效不满，于2006年确定洛斯阿拉莫斯国家安全公司作为国家实验室的新任管理运行者；与此同时，阿贡有限责任公司取代芝加哥大学成为阿贡国家实验室新的管理运行者。

2.2 德国亥姆霍兹联合会

德国亥姆霍兹联合会前身“大科学中心联合会”，由18个独立法人性质的研究中心组成。研究中心涵盖能源、地球与环境、健康、关键技术、物质结构以及交通与宇宙六大领域，其性质类似于国家实验室。亥姆霍兹联合会管理包括同步辐射光源、重离子装置、中子源、加速器设施、超算中心、科考船、风洞、航空及卫星系统等15个大科学装置。在世界大科学装置的管理者中，赫姆霍兹联合会是定位和职能最明确的科研机构。这是因为德国政府为科研机构制定了非常明确的战略定位，例如，马普学会主要从事国际最前沿的基础研究，弗劳恩霍夫协会则是欧洲最大的应用科学研究机构，而亥姆霍兹联合会则主要从事从国家重大战略出发开展大科学装置建设并围绕大科学装置开展重大领域研究工作。

亥姆霍兹联合会现行的机制是政府制订研究政策与科研指标，经联合会的最高决策机构——成员大会和评议会议定之后与政府协商确定，进而面向各中心科学家发布战略计划。值得一提的是，亥姆霍兹联合会现行的机制是在2001年初由国际知名专家组成的国际评估委员会系统评估之后确定并执行的，这项改革将联合会由过去的松散协会变成了更有效率和能力的组织，仅用几年时间就使这个德国最大的科研机构重新焕发新生。

2.3 欧洲核子中心

欧洲核子中心（CERN，European Organization for Nuclear Research）是多国共建科研机构的典型，于1954年起由比利时、丹麦、原联邦德国、法国等12个欧洲国家联合在瑞、法边界的梅兰地区建起。目前成员国已发展到21个，并吸纳了包括美国、欧盟、印度、日本、俄罗斯等国在内的观察员国家。CERN不仅拥有世界上规模最大、能量最高的粒子加速器——大型强子对撞机以及高能物理所需的先进粒子加速器和探测器，同时设立运算能力强大的大型电脑中心。

作为多方共建研究机构，CERN的管理结构主要由成员国代表组成的理事会、执委会（包括总干事、研究与科学计算委员会、加速器与技术委员会、行政与公用基础设施委员会）和包括科技政策委员会及财务委员会的咨询委员会组成。CERN的创建、方针、组织、选题、经费和研究计划的执行都体现了成员国的共同意志，例如：执委会、咨询委员会由来自3成员国的理事会任命；CERN的资金和运行经费根据各成员国的净国民收人按比例分摊。

通过各成员国及参与组织共同协商和通力合作，CERN不仅各项庞大研究计划得以顺利进行，而且在高能物理及相关学科研究上取得了众多举世瞩目的成就。同时CERN每年接纳上千名来自世界各地的访问学者，使多方共建机构的开放性和合力攻坚能力得到充分体现。

3 我国重大科技基础设施存在的问题

我国在重大科技基础设施的布局、建设方面进行了巨大的物力、人力投入，设备先进性已经初步达到世界先进水平。但由于设施的建设和运行时间还不长，其管理办法、管理体系还不够完善。主要体现在以下几个方面。

3.1 总体规划不够完善

重大科技基础设施建设的规模、作用及风险等特点决定其需要长远发展规划。事实上，尽管中科院已经开始在重大科技基础设施展开部署及发展规划工作外，但仍缺乏配套发展计划。

3.2 组织管理体制不够健全

重大科技基礎设施的标志性特点是其装置、投入的巨大性以及建设、运行所涉及的工程性。由于对这些特点意识不足，同时没有深刻认识到设施在规划、建设时就已确定的国家目标和使命，组织管理体制表现出与国家重大战略脱节的情况。同时，设施的建设经费及运行经费已经落实，但依托设施的科研经费没有明确的渠道。

3.3 开放共享不够有效

首先，缺乏用户的参与机制，在立项、建设和运行各阶段用户的地位和作用体现不够，开放共享服务设施不足；其次，开放共享的评价、监督和反馈机制不完善，开放共享水平未列入研究机构评估考核之内。

3.4 考核评价体系不尽合理

现有的研究机构的评估体系，视大科学装置上的科研活动等同于一般科研活动，因而评价体系与大科学装置的特点不相适应。对于大部分设施来说，其固定人员包括负责设施运行维护的技术人员、研究人员以及设施建设升级的工程技术人员，其中工程技术人员要求同时具备高学历和工程基础，对于此类工程型人才的培养、考核、晋升、薪酬体系不够完善，从而无法最大程度发挥设施的运行效果。

4 各国大科学装置管理带来的启示

借鉴国外大科学装置的运行经验、管理模式以及发展趋势，我国的重大科技基础设施需要从整体规划、管理机制、开放共享、考核评估等方面做出行之有效的改进。

4.1 加强规划

美国能源部国家实验室通过在核能、高能物理等领域的战略部署，形成其依托众多国家实验室运行管理的大科学装置集群，而大装置集群优势远大于单体装置的线性累加，是产生重大成果的关键有利条件。德国设立亥姆霍兹协会专门开展大科学装置的规划建设以及运行管理，通过其明确的定位和职能划分，开展大科学装置从战略领域布局到规划、建设以及运行管理的全生命周期管理。对我国来说，也应该由国家主管计划和基本建设的部门牵头，成立重大科技基础设施发展规划委员会，在学科布局和地域布局上有战略性、整体性的规划，对于纳入规划的项目应进行科学目标优化、前期技术研究的立项前准备工作。

4.2 健全管理

美国能源部通过成立国家实验室，依托国家实验室进行大科学装置建设、管理以及运行，进而通过对国家实验室的运行机构进行考核来保证装置的高质量运行。重大科技基础设施应该体现国家建设、国家管理的原则，因此可以依托重大科技基础设施成立国家实验室，并在理事会下设管理委员会、科技委员会、用户委员会，负责设施的立项、建设及建成后的全过程归口管理。对于平台型设施可成立国家实验室用户委员会，对于专用研究型设施可成立学术委员会，主要负责审议科研规划、装置研究计划以及运行计划，提出开放机时的分配方案并监督实施。就美国能源部所管辖的实验室来看，目前的一个趋势是委托国家实验室管理公司进行企业化运行，其体制机制更灵活，但也涉及到更细化、前瞻的监管制度的制订。

4.3 强化共享机制

欧洲核子中心作为多方共建的科研机构代表，实现了在二十多个成员国以及观察员国家之间科学研究力量之间的科学领域交叉以及知识创新联动。学科交叉的“干涉效应”是交叉融合产生新领域、新学科的重要因素。事实上，除中科院以外，我国的高校大部分在重大科技基础设施筹建方面经验有限。在重大科技基础设施的建设中，应该充分利用多方共建、理事会决策的建设及管理运行机制，为我国高校院所提高建设及管理运行能力，增加知识创新互动。在设施的规划设计阶段应充分考虑运行时的开放和共享，组织用户深入地参与装置主要技术指标的研讨；在运行阶段，建立用户委员会，负责年度运行计划的批准并监督实施，保证开放共享；同时建立经费保障，设立设施科研专项基金，专门受理全国的用户利用设施开展研究的申请。

4.4 完善考核评价体系

从设施科学目标的实现、装置运行状况、运行管理人员团队情况、经费使用的有效性、设施后续发展的能力等五个方面对设施进行综合考核。在考核中要针对具体情况细化考核指标，比如既定科学目标、设施性质、人员职责等。

5 结语

重大科技基础设施不仅会对我国的多学科综合交叉发展、突破高新技术瓶颈提供显著的支撑作用，也将对我国的战略需求、经济发展、人才培养形成巨大的推动力。因此，以世界先进大科学装置运行管理经验为鉴，推进适合我国实情的重大科技基础设施建设与管理运行机制体制改革，在总体规划、管理体制、开放共享机制、考核评价体系等方向进行完善，是我国建设管理具有世界先进水平的重大科技基础设施、产生世界领先科技成果的重要制度保障。

参考文献

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