中美国家实验室发展路径及特征比较

刘 宁，庄海欢，邱均平

（1.杭州电子科技大学中国科教评价研究院，杭州 310018；2.浙江同济科技职业学院，杭州 310018）

0 引 言

新一轮科技革命兴起，科技创新已成为各国核心竞争力，如何能在新一轮的科技浪潮中，把握机遇，实现弯道超车，关乎我国综合国力提升，关乎中华民族复兴大任。①我国科技创新体系存在短板，一些关键领域“卡脖子”问题依然难以解决。凝聚国家力量，打造国家级创新平台，加快突破关键核心技术，是解决我国目前“卡脖子”困境，提高我国科技创新实力的重要路径。建设面向国际科技前沿、开展原创性、系统性科学研究的国家实验室是我国现阶段科技攻关的迫切需要。②近年来美国对我国进行全方位科技打压，研究其科研发展模式对我国具有重要意义。而且，经过近百年的科技发展，美国形成了独有的科技创新管理经验和国家实验室建设经验，对我国国家实验室建设具有借鉴作用。因此，对中美国家实验室的发展路径进行剖析，探究相关规律和经验显得尤为必要。

1 研究述评

目前，关于中美实验室的讨论主要集中在以下几个方面：①中、美国家实验室发展历史沿革解析，以中国国家实验室发展为主体视角，探究国家实验室问题，例如苏熹［1］从当代中国史角度，对中国国家实验室建设历程进行梳理。吴丹丹［2］梳理了我国国家实验室演进历程，对国家实验室目前存在的问题进行探讨，并提出建议。更多是以美国国家实验室发展为主线，总结其组织模式热点［3-4］。樊春良［3］以美国能源部国家实验室为典型代表，探索美国实验室发展历程，将美国国家实验室发展分为曼哈顿计划时期、原子能委员会时期和能源部时期。聂继凯等［5］将中美国家实验室发展历程进行了对比，得出环境、协同合作、意志注入、项目化、资源全球化等助力国家实验室有序发展的重要启示。②中美国家实验室管理体制及运行机制研究，李昊等［6］以国家实验室特点为基准，对美国国家实验室的体系架构、管理体制和运行机制进行探析。任波等［7］对美国国家实验室进行分类，从目标、学科、人力等方面对美国国家实验室发展特点进行总结。吕永敏［8］分析了我国国家实验室管理体制和运行机制特点。谷峻战等［9］对国家实验室发展与地方经济建设的关系进行探讨。③中美国家实验室人员配置及经费管理研究，寇明婷等［10］从财务管理视角切入，详细梳理美国国家实验室经费配置与管理特点，并探讨我国实验室经费管理的现状和不足。王晓飞等［11］探究美国研究型大学国家实验室的经费来源及构成。

美国国家实验室发展对我国有重要借鉴意义，针对美国实验室的研究也较多，但多从局部探索，难以有一个全面的认识和了解，并且在具体内容分析上，从正面分析美国国家实验室模式不足的文章不多，本文基于以上认知，以中美国家实验室的发展路径为主线，探索比较两国实验室发展的重要因素差异，如管理体制、运行机制、经费管理等，并指出各自存在的问题，以期为我国国家实验室发展提供参考。

2 中国国家实验室发展路径及特征

（1）萌芽、试水期。20 世纪50 年代，面对复杂国际形势，我国将核武器研发列为国防重大战略方向。其中以核物理研究为主要应用的粒子加速器建设是我国首批大科学实验装置，即中国国家实验室的雏形。改革开放后，我国国家实验室发展进入试水期，国家同步辐射实验室率先成立，随后正负电子对撞机国家实验室、北京串列加速器核物理国家实验室和兰州重离子加速器国家实验室，也均依托于物理研究所相继建成。这一时期，我国以追赶国际先进科技水平为战略目标，投入大量人力、物力，最终在核物理领域取得跻身世界前列的重大优势。

萌芽和试水期的国家实验室发展路径较为清晰，以大科学实验装置为轴，着力发展核物理科学基础研究与应用，但关于国家实验室的管理体制、运行机制、人才培养等方面并不完善，经费严重不足，战略战术上严格按照中央政策纲领推动，缺乏自主性。致力于向国内外用户提供稳定运行辐射光源的国家同步辐射实验室是该时期的典型代表［12］。

（2）筹建试点期。进入21 世纪，科技创新进一步成为经济和社会发展的主导力量，作为国家科技创新平台的国家实验室得到新一轮的支持和发展。2000年沈阳材料科学（联合）国家实验室筹建成立，它是我国第一所研究类国家实验室，之后在2003 年和2006年分别筹建两批国家实验室，共计15 个，涉及材料学、生物学、信息科学、航空航天学、医学等多个学科。2003年11 月，科技部发布《国家实验室总体要求》，指出国家实验室具有相对独立的人事权、财务权的科研实体，提出实行理事会管理制度、开放国家公共实验平台等措施。两批试点国家实验室在量子通信、高温超导、纳米技术、光电材料等领域取得突破性成果，提高了我国国际科技影响力。但在运行过程中也暴露了很多问题：科研经费依然不足，国家实验室与依托单位关系不明确，考核评价体系不够健全等，最终仅青岛海洋科学与技术试点实验室在2015 年获得批准立项，正式运行。该实验室建立理事会管理、学术委员会咨询指导、主任委员会负责的“三会”管理架构，有效调动行政、专业和执行的力量。在运行机制上，实验室自主设立开放基金项目，实行项目分类管理，以任务驱动、项目牵引实现协同科研创新［13-14］。这一时期的国家实验室建设在管理体制、运行机制、技术成果转化及推广等方面都有所探索，涉及多个学科应用技术领域，发展路径呈现多点散发态势，均以研究型大学或研究机构为依托运行管理。

（3）调整重布期。2016 年7 月，国务院印发《“十三五”国家科技创新规划》，明确提出要布局建设一批国家实验室。2017 年8 月，科技部、财政部、国家发改委联合印发了《国家科技创新基地优化整合方案》，明确区分国家实验室和国家重点实验室的定位，国家实验室，体现国家意志、实现国家使命、是面向国家重大战略需求和未来科技发展战略制高点。2017 年10月，科技部印发《“十三五”国家科技创新基地与条件保障能力建设专项规划》通知进一步细化国家实验室建设思路，通知要求，采取统筹规划、自上而下为主的决策方式，统筹全国优势科技资源整合组建，坚持高标准、高水平，体现引领性、唯一性和不可替代性，成熟一个，启动一个。多地省市也以此为契机，推出国家实验室预备队，其中，以之江实验室、张江实验室和鹏城实验室为典型代表。最先试水的之江实验室于2017 年9 月成立，是由浙江省政府、浙江大学和阿里巴巴集团共同出资注册的混合所有制事业单位，聚焦网络信息和人工智能。实验室实行理事会领导下的主任负责制，拥有独立法人。通过合同科研、项目经理制、双聘制等形式实现科研开放共享［15］。

3 美国国家实验室发展路径及特征

（1）快速起步和发展期。美国国家实验室可追溯至20 世纪30 年代。1931 年，美国加州大学伯克利分校物理学教授创建了辐射实验室，二战期间，该实验室成为核物理研究的非正式集中地，为“曼哈顿计划”奠定基础。二战是美国国家实验室快速发展的重要推力，战争直接催生了第一批军事类国家实验室。在运行过程中，为保护科学家的学术自由，政府与大学或者私营企业签订合同，由大学或私营企业管理，构建伙伴关系，形成了现在大部分实验室管理模式（GOCO）［16］。中美两国国家实验室都源于核物理发展和核武器研究，时间上美国比中国早了20 年。二战后，美苏冷战开启，军备竞赛和太空竞赛，齐头并进，国防研发开支占到联邦政府研发开支的80%以上，美国国家实验室得到进一步发展，这一时期的国家实验室正逐渐转变为国家永久性研究重镇，此时真正确立了国家顶级科研机构角色。学科领域也从核物理扩展到计算机、生命医学、固体物理、和空间学。1969 年，美国国家实验室数量从1947 年的16 个发展到74个［17］。这一时期美国国家实验室发展呈现出速度和质量的快速提升。

（2）谨慎发展调整期。进入70 年代，日本、德国等国经济快速崛起对美国形成强大竞争压力，迫使其科技体系进入转型期，强调科技与经济结合，注重对冷战时期政府主导科研成果进行技术转移和推广，建立各级政府和企业的广泛合作关系。此时期的军事类实验室一时难以调整自身角色，伴随着联邦政府经费的骤减，陷入迷茫期。由于50、60 年代的过快发展，国家实验室也暴露出定位不清、运行效率过低，与其他科研机构存在不正当竞争等问题，最突出的问题是国家实验室与产业界的技术转移路径不通畅，导致实验室绩效低下。在此背景下，美国联邦政府进行了大规模撤、并、转，至1979 年锐减到35 个。从时代发展来看，中美两国都经历了国家实验室对接经济发展的转型期。走过了转型阵痛期的美国国家实验室更加稳健，之后的20 年里，美国加大法制管理力度，出台了一系列法制法规，如《1984 合同竞争法》定义了FFRDC 的基本概念并概述了在没有竞争性投标情况下的运行秩序。1990 年的《联邦采购规范》，更进一步规范实验室FFRDC运行规则。《史蒂文森-怀德勒技术创新法案》和《国家竞争力技术转移法案》为实现科技成果转移提供了法制保障［18］。随后以UARC（国防部和大学联合建立的战略研究中心）为依托的实验室快速发展，90 年代共有14 个实验室以UARC 和GOCO 形式成立。这一时期的国家实验室发展在运营实践中对决策和管理机制进行调试，步伐走得谨慎且稳健。

（3）国防再发展与改革。“9.11”事件发生后，本土保护和国防安全再一次被推到当局者面前，防恐和国防是各项政策的核心，国家实验室国防科技体系的角色更加稳固。奥巴马时期，美国政府进一步强化科学技术重要地位，致力保障国民生活质量，这一时期国家实验室发展较为多元和均衡，卫生健康、生态环境和能源与再生等领域都得到了进一步发展［19］。2013 年7 月，美国智库题为“能源部国家实验室和科研活动的监察和管理”的报告指出当前美国实验室存在的主要问题和改革动向，报告认为能源部对国家实验室管理缺位和越位并存，组织架构与当前科研活动不相适应。这是美国国家实验室持续发展面临的运行管理与角色定位转变不相适应的共性问题。

美国科研体系没有全国统一科技管理部门，其国家实验室也没有正式的文件做出界定，但从联邦各局的管辖和历史发展脉络梳理，仍可窥见美国国家实验室全貌。从横向维度上来看。国家实验室除5 个民营机构模式外（COCO），其他都隶属于联邦政府各局，即均为GOGO 模式或GOCO 模式。其中国有国营（GOGO）模式实验室有15 个，其他均为国有民营模式（GOCO），国有民营模式与民营合作机构的不同，又分为联邦政府资助的研究和发展中心（FFRDC）和大学附属研究中心（UARC）两种类型实验室。根据实验室类别不同，经费配置模式也有所差异，可分为目标导向机构配置模式、基础研究稳定配置模式、机构配置为主、项目竞争为辅模式和应用导向的市场配置模式。

4 中美国家实验室发展路径对比分析

作为两国科研战略的攻坚力量，两国实验室在建设过程中存在异同点。本文从两者发展路径、管理体制、运行机制、经费管理等方面做了对比分析，具体情况见表1。

表1 中美国家实验室对比

从发展路径上看，两者都萌芽于核科学，只是美国国家实验室早于中国20 年，美国占领了国际领先地位。中国国家实验室尚在萌芽之时，美国国家实验室很快迎来了快速发展期，并持续近30 年，随后在70 年代，美国国家实验室进入转型调整期，中国国家实验室仍在萌芽期徘徊，直到改革开放，我国迎来了第一批国家实验室，虽然经费不足，但取得的成果显著。随后，两国国家实验室的前进方向都朝向助力本国经济建设，这一时期，美国国家实验室的措施是在撤、并、转中保持动态稳定，同时完善相关法律法规，为实验室管理和运行保驾护航。中国则是在探索中筹建国家试点实验室，对管理体制和运行机制做了有益探索。从实力定位来看，美国国家实验室承担了全国基础研究的18%，全部应用研究的16%和全部技术开发13%的研发工作，是名副其实的美国科技创新中坚力量［20］。而我国国家实验室则在重新布局期，要真正撑起中国科研风帆，还有很长一段路要走。总之，两国发展过程都经历波折迷茫期，在实践中曲折前进，由于美国国家实验室发展时期较长，更能看出其曲折前进历程。从整个发展路径来看，中国国家实验室发展路径是政府主导，地方支持的举国体制，而美国国家实验室的发展路径是“小政府、大市场”的市场化发展理念。

从管理体制和运行机制上看，中国以研究型大学或科研所作为依托单位，由科技部地方政府和依托高校共建共办，不具有独立法人，而美国则以研究型大学或私营企业为依托单位，具有独立法人身份。中国由统一科研管理机构科技部统一管理，美国由联邦政府各局单独管理，较为多元，各个决策主体之间，权力相互制衡。相对于美国多角色参与管理决策的模式，我国更偏向“自上而下”式科技决策体系。两国内部都实行主任负责制，建立了理事会制度，并对事务性工作和学术科研进行分开管理模式。在管理法规方面，美国在《联邦规章典》《美国法典》等法律文件中规定了FFRDC、DOD、UARC的职责和权限范围。并且在1980～2000 年间，共出台13 部科技法规，用于规范美国国家实验室管理体系和运行机制。其中包括《机构法》《授权法》《技术转移法》等。

从经费来源、分配和监督管理上看，两国国家级实验室均由国家政府提供稳定的经费支持，对实验室拥有绝对领导权，占据主导地位。中国科研经费由科技部提交计划，财政部进行直接拨付，根据对实验室的评估等建设程度进行经费分档下拨、动态调整策略。而美国方面，实行上下联动的经费拨付制度，由联邦政府与州政府制定科研经费规划预算，明确实验室重点科研支出领域，最终提交国会进行审批。各个决策主体为各部门主管的实验室经费预算进行激烈博弈，造成各部门的实验室主体明晰，对于预算等决策相对独立。该体制有利于减少政府对科技决策的干预，充分发挥市场配置资源的优势。在经费分配上，美国国家实验室极大保障了科研人员自己及其团队的工资和福利，建立了完整的保障和激励互补的科研人员薪酬机制。这也在某种程度上避免了科研经费被滥用，减小了监督难度。而中国国家实验室的经费配置和管理不科学问题仍较为突出。

5 对我国国家实验室建设的启示和建议

国家实验室是国家意志重要体现，现在正值我国国家实验室重新布局期，经过对中国国家实验室建设路径、管理体制、经费管理等方面进行对比分析，得出以下启示：

（1）坚定信心、发挥举国体制优势，建设中国特色国家实验室。纵观两国近几十年发展路径，都在曲折中摸索前进。美国国家实验室发展时间长、投入多、规模大，取得科研成果突出，给我国国家实验室发展提供很多宝贵经验，但也不能简单照搬照抄，应该在美国国家实验室发展经验基础上，发挥自己国体优势，结合我国国情，走中国特色实验室建设路径。近年来，新冠疫情肆虐，我国举国上下共同抗击疫情，在世界范围内取得绝对性胜利，充分说明我国体制优势，在国家实验室建设上，应该积极创造政治、经济等良好外部环境，以重大科技攻关为主导，建立各级联动机制，统一目标，协同发展。

（2）建立多元主体监督考核机制，完善法律法规建设。在管理体系上，我国国家实验室由科技部统一管理，并无专门管理机构对接管理。①会造成权力、资源单向流动，缺乏监督，难以制衡，导致科研腐败。②科技部作为国家科研管理部门，并不能精准对接专业管理流程，容易造成管理偏差，影响管理的科学性和合理性。因此，我国国家实验室首先建立一支国家实验室专业管理队伍，围绕国家实验室，有效衔接科技部、地方政府和依托单位，明确各方实验室建设参与者权责，构建合理分工体系，保障国家实验室健康运行，其次，为保障国家实验室健康发展，相关部门需进一步完善法律法规，有效建立奖惩机制。

（3）提高稳定经费比例，建立精准预算体系。针对我国现行经费配置和管理的问题，首先，我国国家实验室建设过程中，应提高稳定经费比例，①可以避免科研人员为争取竞争性经费耗费精力，造成短视行为。②保证稳定的经费流入和奖励机制，也可避免经费滥用和科研腐败，更有利于科研人员有尊严地开展科研工作。其次，在科研经费的分配上，管理部门要充分发挥经费预算有效性，可通过精细化预算评估、对相关人员进行预算培训，避免预算流于形式化，同时经费配置，要以实际科研需求为导向，按需分配，避免一刀切。