地方支持高水平实验室建设现状及对策研究
时间：2023-04-22 21:25:01 来源：千叶帆 本文已影响人
黄晓林，王 辉，杨彩凤，章国亮
（湖南省科学技术信息研究所，湖南 长沙 410001）
高水平实验室是聚集学科一流科研人员、拥有世界先进研究设施、从事世界科学前沿问题研究的科研基地，处于创新体系金字塔的塔尖位置。文章所指高水平实验室主要包括国家实验室和具有国家实验室“预备队”潜力的省实验室。世界高水平实验室在顶尖科技人才培养、变革性技术突破、大型科技工程实施上贡献突出。如今，高水平实验室已成各国和地区为抢占全球科技、经济和国家安全制高点的重要载体。建设和升级高水平实验室，已成为提升国家和区域创新能力、占领原始创新高地的必然选择。可以认为，谁拥有高水平实验室，谁就掌握了解决重大科学问题和完成重大科学工程的先机。
1.1 国外高水平实验室
国外高水平实验室建设由来已久，从工业革命时期就有英国卡文迪许实验室、卢瑟福实验室和美国贝尔实验室等世界著名实验室。如今，美国已经建立了橡树岭国家实验室（ORNL）等43个联邦政府资助的研发中心（FFRDCs）；
欧洲各国也建立了英国国家物理实验室（NPL）等一批独立国家实验室和欧洲分子生物学实验室（EMBL）等一批联合研究平台；
日本则有铁路科学技术研究中心（RTRI）、高能加速器研究机构（KEK）等知名研究平台，并且实施“世界顶级国际研究基地形成促进计划（WPI）”兴建了一批高水平实验室。从全球看，世界主要科技强国建设了一大批高水平实验室，占领着科学研究的前沿高地。
1.2 中国国家实验室
中国国家实验室是体现国家意志、实现国家使命、代表国家水平的战略科技力量，是面向国际科技竞争的创新基础平台。我国首批建设的国家实验室始于1984年，进入新世纪后，我国又先后筹建了两批国家实验室，国家实验室名单增至20家（含筹建15家）。2017年出台《国家实验室组建方案(试行)》和《国家科技创新基地优化整合方案》着手统筹布局一批高标准、高水平的国家实验室，目前新增建设的国家实验室已达9家。
各省市根据国家战略和自身需求，结合本地优势，围绕强化基础研究、实施重大科学工程、筹建国家实验室和重大科技基础设施、建设自主创新示范区和国家科学中心等工作也开展了高水平实验室建设。截至目前，各省市启动建设的高水平实验室已多达70余家。
2.1 广东省
广东省于2016年开始筹划省实验室建设，2018年出台了《关于加强基础与应用基础研究的若干意见》提出到2022年，建设省实验室约10个，筹建国家实验室实现突破，新增建设大科学装置约3个、国家级科技创新平台20个以上的发展目标。截至目前，广东省已分三批启动10个省实验室建设，涉及再生医学与健康、网络空间、先进制造、材料、化学与精细化工、南方海洋、生命信息与生物医药等领域，总投资规模超600亿元。
2.2 浙江省
浙江省于2017成立之江实验室，主攻智能感知、智能网络、智能计算、大数据与区块链、智能系统等方向。2019年，发布《关于全面加强基础科学研究的实施意见》，提出了创建浙江省实验室10个的目标。而后良渚、西湖、湖畔、甬江、瓯江等10家省实验室相继启动建设，研究方向涉及信息科学、生命科学与医学、新材料等多个领域，计划投资规模约1 000亿。
2.3 福建省
福建省科技创新基础一般，高水平实验室建设起步也相对较晚，但行动迅速。2018年《关于全面加强基础科学研究的实施意见》首提探索建设福建省实验室。目前已启动闽都、嘉庚、清源、宁德时代、翔安、海峡6个创新实验室建设，分别聚焦光电信息产业、能源与材料、石油化工、能源存储与转化、生物医药、柔性电子等方向，总投资规模约160亿元。
2.4 其他省份
除以上近期已经采取了具体行动的省市外，北京、上海、江苏、安徽、湖北、四川、河南、山东等多个省市也已启动高水平实验室建设。综合来看，高水平实验室建设越来越受到各省市的重视，争夺科技创新关键资源、构筑原始创新高地的竞争将十分激烈。
3.1 明确的使命定位
国际著名高水平实验室大都有明确而宏大的使命愿景，例如，美国桑迪亚国家实验室“为国家利益提供卓越服务”，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室“通过科学卓越解决国家安全挑战”，欧洲核子研究中心“揭示宇宙组成及其运作规律”。我国的国家实验室建设也明确要求体现国家意志、实现国家使命、代表国家水平，均管理着国家战略性设施或承担着战略性任务。各省市的高水平实验室则主要关注研究领域，较少具有明确使命定位，“争创国家实验室”可视为在其使命定位上的最大公约。
3.2 多元化的建设模式
国际高水平实验室大多规模较大，实验室通常下设多个研究中心。在位置分布上有单点建设的，也有多点建设的。建设单位既有一国或一组织，也有多国或多组织。我国已建设的国家实验室中，早期的均是单点单机构建设模式，新增的建设模式开始多元化。各省市高水平实验室中，建设模式较为多元，包括地市主建（广东）、省市共建（浙江、江苏、福建）、地方和机构共建（上海）、省政府主建（安徽）等多种建设模式。在位置分布上，除广东省外，大多采用单点建设。
3.3 巨额经费投入
美国国家实验室经费主要来自联邦政府，以及少量地方政府和私人部门资金，欧洲的主要来自欧盟和会员国分摊，日本的主要来自财政资金。各实验室年度运行经费一般在数千万至数十亿美元之间。最多的是美国桑迪亚国家实验室，其2021年运行经费高达39亿美元。我国已建成国家实验室的建设和运行经费，主要由国家承担，部分由国家、省、市共同承担，投资规模在数十亿元到数百亿元不等。各省市高水平实验室投入力度不一，大部分建设投资在数亿元到百余亿元不等。地方财政资金在各省高水平实验室建设中发挥着重要作用，省级财政资金主要用于引导奖励。
3.4 卓越而庞大的人才团队
国外成熟高水平实验室都有一只庞大的人才队伍，规模在数百人至数千人不等，大型实验室甚至高达上万人，其中不乏各领域的顶级科学家。如，英国卡文迪许实验室共诞生了29位诺贝尔奖获得者，美国劳伦斯伯克利国家实验室共诞生了13位诺贝尔奖获得者、80位美国科学院院士；
欧洲核子研究中心拥有世界近一半的粒子物理学科学家。我国已建成的国家实验室均是数百至数千人的团队规模，都有院士领衔。各省高水平实验室基本都有院士等数名领域高级专家领衔的研究团队，团队规模在数百人至上千人不等。
3.5 最前沿、高战略价值的研究方向
早期成立的国外高水平实验室主要受重大物理学进展和二战迫切的国家安全需求驱动而成立，研究方向集中在天文学和核物理，而后逐渐延伸至能源、材料、信息、资源、环境、健康等领域。我国国家实验室中，早期成立的实验室主要从事核物理研究，新增实验室的研究方向主要集中在信息科学与生命科学等前沿科技领域。各省市建设的高水平实验室研究方向较多元，研究方向热度由高到低依次是信息科学、生命科学、能源与资源、材料与制造、农业与生态等。综合来看，高水平实验室的研究都离不开以下五大方向，即宇宙演化、物质结构、生命起源、脑与认知和国家安全，而且越是知名和成功的高水平实验室，离命题本身越是接近。
3.6 建设与管理机制
一是在建设依托上，国际高水平实验室依托机构较为多样，高校、原有和新成立研究机构都有。我国早期建成的5个国家实验室中，3个依托中科院相关研究所、1个依托高校、1个依托多机构联合建设。二是在运行管理上，国际高水平实验室主要由依托单位管理。值得一提的是美国许多高水平实验室由独立的第三方管理，日本科研机构经“去行政化”改革后已定位为“特定国立研究开发法人”，拥有相对较多的自主权。三是在入选和退出上，一些国家和组织设立了入选机制，如欧盟的EIT组织、日本的WPI计划。美国国家实验室实行“有进有出、优胜劣汰”的评估淘汰机制。我国国家实验室目前实行严格的入选机制，以《国家实验室组建方案(试行)》为指导，各省市在高水平实验室建设上也有相关政策出台。
3.7 “三位一体”的选址布局
从地理位置来看，国际高水平实验室设在大都市、周边中小城市、偏僻荒郊都有，但都与科学城、大科学装置群高度关联，呈现“三位一体”的分布状态。例如，法国格勒诺布尔科学中心集中了欧洲分子生物学实验室（EMBL）、劳厄-朗之万研究所（ILL）、法国国家电信研究中心（CNET-France）等机构及其大科学装置。日本筑波科学城集中了高能加速器研究机构（KEK）、理化学研究所（RIKEN）、筑波宇宙中心（TKSC）等，其中仅KEK就集中了质子同步加速器（PS）等10个大科学装置群。美国的阿贡、橡树岭、布鲁克海文等一些大型国家实验室本身就是科学城，拥有规模大科学装置群。各省市新建的高水平实验室也有许多位于高科技园区，如在张江高科技园区、杭州城西科创大走廊等，便于为研究平台提供共性配套服务、有利于研究成果的转化。
建设高水平实验室是地方政府以科技创新应对外部压力和满足发展内需的有效途径，是增加地方基础研究投入，强化原始创新供给的有力举措。综合以上分析，提出地方建设高水平实验室相关建议如下：
1）组织先行。成立高级别的地方高水平实验室建设工作领导小组或联席会议，由地方政府主要领导牵头，相关职能部门主要负责人参与。主要负责高水平实验室建设重大事项决策和组织协调，统筹全省科技资源支持高水平实验室建设。
2）政策指引。出台专门的地方支持高水平实验室建设方案或相关实施意见，由地方政府或科技主管部门发布，就目标与原则、条件与要求、方式与流程、组织架构与管理运行机制等事项进行规范和明确，以指引高水平实验室建设相关工作。
3）装置为“器”。以《国家重大科技基础设施建设中长期规划（2012-2030）》为指导，围绕“四个面向”中的重大科学问题，积极谋划主导或参与多学科、分布式、系统集成式国家重大科技基础设施建设，重点争取地方具有研究优势或产业需求的设施落地。以“重器”引导资金投入，吸引人才聚集。
4）众筹共建。采取地方政府统筹规划、省市区校（企）共建、以市为主、省里奖补的原则建设，一室一案，众筹建设资金拼盘。采取先期建设核心实验室，后期探索一核多点的辐射发展模式，建设数个高水平实验室，每个实验室5年总投资不低于10亿元的支持力度，分别形成500人以上的高水平研究团队。
5）三位一体。在选址布局、专职人员配置、政策机制等方面，将高水平实验室与重大科技基础设施、科学中心（科学城）综合考虑，充分保障规划合理协调和建设有序推进。为大科学装置群、高水平实验室、科学中心（科学园）在地理上的共生共现积极创造软硬件环境条件。
6）战略引领。建议结合国家、地方创新优势与需求，以打造国家科技战略力量为目标，重点围绕信息科学、生命科学、能源科学、制造科学等学科方向，强化重大科学问题和关键和性技术攻关，着力突破具有先发优势的关键技术和引领未来发展的基础前沿技术，从而引领科学探索、促进产业发展。
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