正文
国家实验室（National Laboratory）是国立科研机构的一种特殊形式，应国家战略需求而建立，随国家需求变化而演变，体现国家意志，承担国家任务。美国在20世纪逐步成为世界头号科技强国的过程，也正是美国国家实验室从创立到不断发展的过程，目前已经建成了一个完善而强大的国家实验室体系。
美国国家实验室体系自建立以来，一直扮演着国家创新体系核心力量的角色，覆盖了各大基础性和前沿性领域，主要担负七项重大任务：
一是从事联邦政府必须负责的涉及国家安全、空间科技、能源开发、环境保护、疾病防治等领域内的基础研究和应用研究；
二是承担需要使用大型科研设施且设备昂贵，同时又需要进行多学科综合研究的项目；
三是通过与大学的合作项目，为那些在大学受到一定局限而无法延伸的应用研究领域培养科学家和工程师；
四是从事周期长、投资大、规模大、高风险和高回报，民间企业无力承担或不愿意承担的基础性、前瞻性研发项目；
五是从事那些有助于促进工业部门各企业间竞争的研发项目；
六是从事国家需要而研发成果又不能直接获得经济效益的研究，如农业、卫生、环境保护等；
七是完成政府职能所需要的研究工作。
图1 美国国家实验室在创新体系中的功能定位
（注：引自美国能源部《能源部国家实验室年度报告》，2017年1月）
在美国众多国家实验室中，能源部（DOE）所属的17个国家实验室规模最大也最引人注目。2015年底，这些实验室共有57600名雇员，其中20000名以上科研人员，年总预算高达138亿美元。1946年通过的原子能法案（Atomic Energy Act 1946），确定了能源部国家实验室的性质是联邦政府资助的研究与发展中心，其管理方式是合同管理。2017年1月，美国能源部在其公布的《能源部国家实验室年度报告》中重申了这些国家实验室的使命：包括通过核、能源和环境等方面的科研维护国家安全；推进清洁、安全和繁荣的能源未来；巩固美国的全球科技创新领导地位；建设和运行大科学设施；以及创造经济生产力和就业机会等。如今，因应现代科学发展的需要，国家实验室更多地基于大科学设施，并成为大型的多学科工作平台。
美国建国之初，联邦政府很少在科学、教育、文化等领域履行责任和行使权力。两次世界大战使美国认识到支持科技创新的战略意义。1945年，时任美国科学研究与发展局局长的Vannevar Bush向罗斯福总统提交了著名的报告《科学：无止境的前沿》。报告指出，联邦政府应承担起资助战略性科学研究的责任，否则不足以保证美国在20世纪保持在科技竞争中的领先地位。根据Bush的建议，在原子能法案的授权下，1946年美国原子能委员会的第一个国家实验室阿贡实验室正式成立。
上世纪40年代-90年代期间，美国国家实验室承担了美国绝大部分国防战略科研任务。如喷气推进实验室承担了美国所有的火箭、导弹和太空无人探测研究；洛斯阿拉莫斯实验室研制了世界上第一颗原子弹与第一颗氢弹；橡树岭实验室建造了第一座实用的核反应堆等。国家实验室的科研活动为美国在冷战期间赢得和保持科技战略优势作出了巨大的贡献。
冷战结束后，美国国家实验室面临转型需求。1994年11月，时任阿贡国家实验室主任的Alan Schriesheim发表了题为《新测不准原理——21世纪美国国家实验室将何去何从》的著名演讲。Schriesheim指出，后冷战时代的国家实验室需要由技术推动向市场推动转型，其研究工作必须具有科学、商业、社会和政治方面的意义，需要建立和保持与工业部门的长期可靠关系。同时他指出，基础研究成果往往是以非显性和间接的方式作用于产业，因此有必要向国家和公众阐明对科研投资所能得到的回报。
上世纪90年代以来，美国国家实验室与产业界和私营企业之间的技术创新合作不断加强。在《史蒂文森-怀德勒技术创新法》（1980）、《联邦技术转让法》（1986）和《技术转移商业化法》（2000）等一系列法规的促进下，合作研发协议、科研成果授权等模式逐步成熟起来。2014财年，美国国家实验室与私营企业之间签署的合作研发协议共有9180项，国家实验室授权给企业的有效发明共计3956项。来自国家实验室的大量前沿成果向产业领域转移转化，帮助美国形成了创新经济竞争力的巨大优势。
近年来，美国国家实验室也受到了关于官僚作风和效率低下的质疑。2013年，美国国会委托智库机构对能源部国家实验室进行了调研，指出了行政管理繁琐、对外合作限制过多、对大科学装置的监督缺位等若干问题。2015年，美国科学院国家研究理事会提出对国家实验室治理结构进行渐进式改革的主张，改革的主旨是对外部机构资助的研发活动进行统一规划与管理，并使决策和执行更加及时。在特朗普时代，美国国家实验室还面临着研究经费大幅削减和进一步改革的挑战。
时至今日，由美国联邦政府主办或资助的国家实验室已达到700多所，分别隶属于美国联邦政府的能源部、国防部、卫生与公共事业部、国家航空航天局、国家科学基金会、农业部等部门。国家实验室年度经费总额约占整个联邦政府研究与开发经费总额的1/3。据美国科学基金会（NSF）统计，国家实验室共承担了美国全部基础研究的18%、应用研究的16%和技术开发的13%工作。2013年美国国家实验室预算分配见图2。
图2 2013年度美国联邦政府科研经费按部门分布情况
美国国家实验室的地理分布较为疏散。由于建立时的战略安全需要，大多数实验室在地理位置上远离大城市主要城区。布鲁金斯学会相关研究认为，地处偏远在一定程度上影响了国家实验室与企业、大学和其他创新机构的互动。能源部管理的国家实验室在全美分布情况见图3所示。
图3 美国能源部国家实验室地理分布情况
美国国家实验室管理模式主要可分为国有国营（GOGO）和国有民营（GOCO）两类。国有国营实验室属于联邦政府职能部门下设直属机构，一般由政府各部门出资设立、支持并直接进行管理。如卫生与公共服务部下属的国立卫生研究院（NIH）、商务部下属的国家标准和技术研究院（NIST）、农业部下属的农业研究局（ARS）等均属此列。
国有民营实验室从属联邦政府部门，主要由政府出资，但通过签订合同等方式委托给大学、企业或非营利机构加以管理。所属部门只负责为实验室制定目标、监督和评估，一般对实验室内部具体运作不作干预。因此，目前美国多数国家实验室采用GOCO模式管理，美国能源部旗下的17个国家实验室中，有16个都采用GOCO模式，其中包括加州大学管理的劳伦斯·伯克利实验室，芝加哥大学阿贡有限责任公司管理的阿贡实验室，以及由非营利的Battelle公司单独或者与大学联合管理的六个能源部国家实验室。国防部属下的麻省理工学院管理的林肯实验室也是采用GOCO模式。如果管理方为大学，校董事会是国家实验室的最高决策机构，如果管理方为联合设立的企业或机构，则由利益相关方人员组成理事会作为实验室最高决策机构。
GOCO模式国家实验室的管理并非指定委托给特定机构，而是由公开竞争遴选决定的。例如洛斯阿拉莫斯国家实验室自成立以来长期委托加州大学运营管理，但能源部对其管理绩效不满，于是在2003年决定解除与加州大学的合同，以公开竞标的方式对实验室的管理及运作进行招标。2006年6月，通过竞争选定洛斯阿拉莫斯国家安全公司为新的运营方。由于管理体制等原因，近年来大学独立运营的国家实验室管理绩效不佳，专业化企业和机构在运营权竞争上更具优势。
美国国家实验室的研究主要集中在基础科学、能源以及国防方面的高精尖领域，科研工作往往与所在地区产业集群的技术需求有一定距离，这是较为普遍的情况。而地区提升产业技术创新能力，往往不仅需要完备的产业集群，还需要国家实验室这样的强力聚焦点，来推进创新交流和技术应用。近年来美国国家实验室领导以及政策制定者已开始致力于优化完善实验室职能，使其更好发挥作为国家及地区增长引擎的功能，包括技术转让、与私营部门合作等。实验室的科研工作相比以往也更具包容性，更能应对所在地区行业与公司的中近期技术需求。这些举措基于一种新的共识，即区域经济发展可以也应该对国家实验室完成更大的国家使命起到重要的辅助作用，同时也是国家任务的一部分。
国家可再生能源实验室与科罗拉多州三个地方研究机构联合组建了科罗拉多州能源研究合作实验室，为科罗拉多州能源企业提供与顶尖科学家、工程师直接交流合作的机会。橡树岭国家实验室以其开发的一种更廉价、更易替代钢材的碳纤维为核心，与田纳西州本地企业联合组建了碳纤维协会，并建立了国内外的企业网络，开展广泛的产业技术创新合作。
然而，美国布鲁金斯学会在近期的一份研究报告中指出，目前美国国家实验室为地区经济发展提供的创新支撑还不足够。主要问题在于实验室参与地区发展的激励机制不强；实验室管理机制较为保守，与企业的合作审批流程过长；实验室往往更倾向于与资金雄厚的跨国企业而非本地中小企业合作等。学会提出：应使国家实验室进一步加强与所在州和地区之间的联系，联邦政府部门应当调整实验室绩效系统，鼓励开展区域性合作；各州可以联合国家实验室建立微实验室，或发起面向中小企业的创新券项目等，从而充分发挥国家实验室在提高美国竞争力方面的潜力。
作者：王雪莹，上海市科学学研究所创新政策研究室助理研究员；王鸿飞，复旦大学化学系教授，曾任职于美国能源部西北太平洋国家实验室（PNNL）环境分子科学研究所（EMSL）。文章为作者独立观点，不代表主办方立场。
◆ ◆ ◆
编辑邮箱：[email protected]
