管理模式、核心能力及战略计划是影响国家实验室发展的三项关键要素。基于对美国能源部、国土安全部和航空航天局及下属国家实验室最新资料和数据的挖掘发现：在管理模式方面，美国国家实验室属于垂直式矩阵管理体制，多数关键实验室直接隶属于政府部门，严格实行实验室主任负责制。在核心能力方面，实验室整体上规模较大，质量较高，人员种类配备合理，学科范围涵盖广泛；一般都具有强大的自主研发的大型科研装置及科研设施；财政经费充足且来源广泛，按照大项目制进行统筹规划使用；实验室构成政府多样化任务攻坚体系，与大学及行业关系紧密。在战略计划方面，将短期计划与长期计划相结合，通过绩效目标和年度绩效指标来衡量实现战略目标的进度。我国国家实验室建设在未来的运行方面要一直借鉴国外先进经验，持续创新、变革与完善。

　　《中华人民共和国2020年国民经济与社会持续健康发展统计公报》多个方面数据显示，截至2020年末，我国正在运行的国家重点实验室522个。目前我国正在大力推进国家实验室建设，且已取得一些成绩，但总体来说还处在起步阶段。2017年10月科技部、财政部、国家发展改革委员会三部门出台《“十三五”国家科学技术创新基地与条件保障能力建设专项规划》，在“建设目标”部分明确了要布局建设若干体现国家意志、实现国家使命、代表国家水平的国家实验室，并明确了前期批准立项的国家实验室、国家实验室（筹）、国家研究中心全部纳入国家重点实验室管理序列。由此可见，国家实验室的建设将是未来实现科技自立自强目标的重要一环。

　　国家实验室是国家实现自主创造新兴事物的能力突破及推动经济社会持续健康发展的重要杀手锏和助推器，对国家实验室建设来说，管理模式、核心能力及战略计划影响着国家实验室的发展节奏、发展能力和发展趋势。美国目前仍然是基础研究水平和自主创造新兴事物的能力最强国家，来自多个联邦政府部门的国家实验室为美国的科技领先奠定了重要基础。本文基于美国能源部、国土安全部和航空航天局及下属国家实验室的最新资料和数据，探究国际一流国家实验室的管理模式、核心能力及战略计划，以期为我国国家实验室体系建设提供借鉴。

　　美国国家实验室的宏观管理体制属于垂直式矩阵管理体制，层次清晰、权力分散，主管部门与宏观管理部门基本合二为一，主管部门包括联邦各政府部门，依托单位复杂多样，财政经费预算通过联邦政府部门受到国会的监督与审批。例如国土安全部下设专门管理所属国家实验室以及协助处理不同主管部门所属国家实验室之间关系的国家实验室办公室（Office of National Laboratories，ONL），进行有关任务和项目的设计、合作与交流，实现合作共赢。美国国家实验室的宏观管理体制在某些特定的程度上避免了多头管理、效率低下、重复设计的问题（如图1所示）。

　　美国联邦政府各部门下属的国家实验室采用不一样的管理模式。美国能源部国家实验室除国家能源技术实验室之外全部采用政府所有、管理外包的模式，承包方有研究型大学、企业、科学学会，承包单位包括爱荷华州立科学技术大学、芝加哥大学阿贡有限责任公司、布鲁克海文科学学会、费米研究联盟有限责任公司等，名称中带“国家”的都是多功能实验室，其他皆为单项目实验室，其组织架构如图2所示。美国国土安全部国家实验室于2002年才开始慢慢地建立，成立时间较晚，目前仍在运营和发展中，实验室均为政府所有、政府管理。国土安全部通过国家实验室办公室对下属的化学安全分析中心（Chemical Security Analysis Center）、国家生物防御分析与对策中心（National Biodefense Analysis and Countermeasures Center）、国家城市安全技术实验室（National Urban Security Technology Laboratory）、梅花岛动物疾病中心（Plum Island Animal Disease Center）、运输安全实验室（Transportation Security Laboratory）、国家生物和农业防御设施（National Bio and Agro-Defense Facility，目前仍在建设中）来管理。美国航空航天局（NASA）下属十大国家实验室，分别为埃姆斯研究中心（Ames Research Center）、阿姆斯特朗飞行研究中心（Armstrong Flight Research Center）、格伦研究中心（Glenn Research Center）、戈达德太空飞行中心（Goddard Space Flight Center）、喷气推进实验室（Jet Propulsion Laboratory）、约翰逊航天中心（Johnson Space Center）、肯尼迪航天中心（Kennedy Space Center）、兰利研究中心（Langley Research Center）、马歇尔太空飞行中心（Marshall Space Flight Center）、斯坦尼斯太空中心（Stennis Space Center）。其中9个实验室直接向署长报告、1个实验室（喷气推进实验室）间接向署长报告，其组织架构如图3所示。可见，美国政府不同部门下属实验室管理方式各异，多数关键的实验室直接隶属政府部门。

　　美国强磁场国家实验室是实验室与大学合作的典范，由洛斯阿拉莫斯国家实验室与佛罗里达大学及佛罗里达州立大学合作创建的。根据2021年的资料显示，实验室建立了由主任和副主任领导的各类办公室，这些办公室的功能涵盖实验室日常运营的方方面面。国家实验室严格实行主任负责制，主任在实验室发展事务方面拥有较大的权力，这些发展事务主要属于服务性事务而不是学术性事务。实验室还建立了以用户为核心的涵盖多种大型科研设施的各类用户项目。此外，实验室拥有关键领域的三位首席科学家，其研究人员涉及自然科学、工程科学及人文社会科学等6个研究领域，具体如图4所示。

　　国家实验室的组织管理结构较为灵活，都是为解决科研任务的目的而设立与调整的，很多实验室在开展科研任务时还会采用矩阵式内部管理结构，根据自身的需求形成不同人才业务方向和能力的科研团队。总之，实验室主任负责制是保障实验室功能发挥的基础条件，可避开实验室在人才引进、招生培养、财务资产等方面多头管理、权力重叠的管理弊端。可见，实验室主任既要拥有较强的学术能力，也要拥有较强的行政管理能力。

　　对于国家实验室的发展而言，最重要的当然是核心能力，最重要的包含人力资本、核心设施、财政投入及协同创新。美国国家实验室一般有着非常丰富的顶尖人力资本、世界性大型科研装置等核心设施、充足且持久的财政投入及合作共赢的协同创新能力。

　　以美国能源部国家实验室为例，实验室规模少则几百人，多则上万人，拥有全职员工、联合教师、本科生、研究生、博士后和访问科学家等几乎所有类型的研究群体。最新多个方面数据显示，美国能源部国家实验室人员总数为72700人，其中高层领导（实验室主任、副主任等）为252人，一线和中级研究/技术管理人员5131人，运营（或研究支持）管理人员3264人，技术探讨研究人员29026人，运营支持人员26193人，博士后3526人，研究生（实验室资助）2763人，本科生（由实验室资助，不包括由美国能源部直接资助的本科生）2545人，非技术探讨研究人员所占比例60%左右。美国能源部国家实验室人力资本的详细情况如表1所示。此外，不管是单项目还是多功能国家实验室，吸引了多个学科的高品质人才，实验室人员的教育背景较为多样。

　　美国国家实验室一般都拥有强大的自主研发的大型科研装置及科研设施，在这些科研设施的支持下，一大批国际前沿性科学研究成果不断涌现，实验室拥有大型科研设施也使得在产学研合作中，研究人员能够具备解决现实问题的抓手，完成行业、企业没办法完成的研究目标。以能源部国家实验室为例，各实验室都有大量在全世界内领先的开展任务的独特设施（Mission Unique Facilities），例如阿贡国家实验室有着先进光子源、阿贡领导力计算设施、阿贡串列直线加速器系统等；布鲁克海文国家实验室拥有国家同步加速器光源、相对论重离子对撞机；费米国立加速器实验室拥有费米实验室加速器复合体；爱达荷国家实验室拥有瞬态反应堆试验装置、生物质原料国家用户设施等；劳伦斯伯克利国家实验室有着先进生物燃料工艺示范装置、先进光源、伯克利实验室激光加速器、国家能源研究科学计算中心、88英寸回旋加速器等；洛斯阿拉莫斯国家实验室拥有集成纳米技术中心、洛斯阿拉莫斯中子科学中心；国家能源技术实验室拥有高性能计算中心等；国家可再次生产的能源实验室拥有高通量太阳炉、可再生燃料和润滑剂研究实验室等；橡树岭国家实验室拥有高通量同位素反应堆、橡树岭领导力计算设施、散裂中子源；SLAC国家加速器实验室有着先进加速器实验测试设备等。能源部国家实验室的独特设备、技术市场亮点及研究亮点如表2所示。

　　国家实验室主要的战略目标就是服务国家重大战略需求，因此来自政府部门的财政拨款必须是其最重要的经费来源。美国能源部国家实验室的财政经费及来源如表3所示。美国国家实验室在经费支持方面有以下特点：

　　（1）财政投入按照大项目制（以项目耗时长、参与人员多、研究可持续、任务明确为特征）进行拨款，财政经费得到统筹与规划，经费分配与使用体系促使国家实验室能够集中力量着力攻关重大科学难题；

　　（2）经费来源有一部分来自与大规模的公司的合作，如美国能源部国家实验室来自企业的经费在2019年已接近4亿元人民币；

　　（4）财政经费不只来源于某个联邦部门，而是多个部门和机构，且能够最终靠与不同部门和机构之间的合作获得更广泛的财政支持。

　　在协同创新方面，美国能源部的国家实验室是在能源部的统筹下为满足国家战略需求而设立的，实验室的类型较为多样化（如图5所示），从科学到技术、从单一任务型到多功能任务型都有相应的实验室满足能源部的任务和目标。为了尽最大可能避免研究任务的重复和低效，国土安全部与能源部通过国家实验室办公室等展开合作，实现了大型科研任务的合作共赢；美国能源部国家实验室为其与美国国家科学基金会（NSF）共同建设的下一代暗物质实验SuperCDMS SNOLAB做出了贡献。此外，美国国家实验室与大学及行业之间的联系也非常紧密，通过聘用大学教师和学生、与企业签订合作研发协议及技术转化协议等手段，在某些特定的程度上充当了大学与行业之间的桥梁。美国能源部国家实验室在创新体系中与大学和产业的关系见图6。

　　美国国家实验室依靠大项目制的运作方式着力解决联邦部委及国家的重大战略需求，项目的实施按照战略计划框架有序推进和实施，以《NASA 2018年战略计划》（NASA 2018 Strategic Plan）为例，包括NASA优先事项、顶级目标以及在整个机构范围内在不同层面朝这些优先事项取得进展的战略（如表4所示）。该框架顶部是NASA任务的战略目标，通过绩效目标和年度绩效指标来衡量实现战略目标的进度；年度绩效计划由绩效目标和可衡量的目标组成，这些目标符合NASA的预算并传达预期结果，该计划与完整的预算申请文件一起向公众发布。除了针对预算年度的绩效计划外，NASA还会重新评估和更新以往年份发布的绩效目标和计划，年度绩效计划更新可确保计划仍能准确反映预算、优先事项和方案计划（budget，priorities，and programmatic plans），NASA可以借此机会修改绩效指标说明、添加新指标或删除不需要的指标；从2020财年年度绩效计划开始，NASA修改了绩效目标的报告结构：以前NASA将绩效目标（performance goals）和年度绩效指标（the annual performance indicators）作为单独的计量单元，新的报告结构将年度绩效指标纳入了绩效目标，每个多年绩效目标都将有一个测量说明（measurement statement）和年度目标（annual targets），报告这一变化提升了数据透明度和计划实现结果的清晰度。

　　目前我国正在进行国家实验室建设的探索，虽然不能全盘照搬美国国家实验室建设的模式和经验，但是那些具有共性的国家实验室经验仍然可以让我们充分借鉴。具体而言，我们该亟需加强以下环节。

　　我国国家重点实验室的宏观管理体制属于垂直式金字塔管理体制，层次分明、结构清晰，但是存在层级较多、多头管理的问题。目前国家重点实验室的宏观管理部门为科技部，科技部统筹和规划国家重点实验室的建设，主管部门主要为教育部和中科院，其他部门的参与度及主管的实验室数量较为有限。科技部委托国家自然科学基金委员会对国家重点实验室的建设情况做定期评估，这套评估体系能够较好地关注学术成果的质量，但是评估体系中参与主体较少、评估方案及评估方法亟待体现国家目标与国家战略。为此，未来的评估体系要体现评估主体的多元化，以此驱动实验室目标的定向化（满足实验室自身的目标、社会需求与国家目标）。另外，隶属于美国各职能部门的国家实验室还要受到国会的约束，从这个意义上说，未来在组织架构安排上，中国国家实验室建设的最高领导机构应该是国家科技领导小组，以此确保国家目标的推进，毕竟科技部的领导协调能力还是有限的。

　　在组织管理结构方面，要坚决落实实验室主任负责制，使其具有权责明确的财务、行政、人事等权力，避免长期困扰国家重点实验室发展中的权力过度分散导致的管理失灵问题，从而在实验室科研人员配备、行政管理人员与技术支撑人员之间形成有机的服务与支撑体系，实现实验室能力的提升。

　　人力资本方面。对标美国国家实验室，我国国家重点实验室规模严重偏小（平均人数145人，如果按照固定人员算平均仅为90人），而且实验室的人员学科多样性也不够丰富，这在很大程度上影响了实验室的运行效率和发展活力。因此，未来我国国家实验室必须尽量做到整体上规模适中且人员质量较高、学科结构配置合理、具有高级行政管理人员与科研支持人员能够很好的满足实验室发展要求的支撑性队伍结构。

　　核心设施方面。相较美国能源部国家实验室的核心设施不难发现，我国国家重点实验室在核心设施层面存在以下几个问题：实验室的核心设施数量不多，具有世界领先水平的大型科研设施还较少，因此就需要进一步加强我国实验室大型科研设施建设以提高核心能力；尖端实验室的数量不够多，达到世界顶尖水平的关键技术还有待突破，这就非常需要加强实验室关键领域的基础研究；实验室内部以及实验室之间的协同创造新兴事物的能力有待提升；实验室的技术市场亮点不明确，而美国国家实验室一般都拥有自身明确的技术市场亮点及研究亮点，因此我国需要加强各实验室的技术市场亮点的规划统筹与协同发展。

　　财政投入方面。与美国国家实验室的财政投入相比差距悬殊，因此，必须持续加大财政拨款，而且最好还是不要出现延迟拨款的情况；争取经费来源渠道的多元化，未来国家实验室必须加强与大规模的公司的合作研发；未来国家实验室根据对口单位，相关政府各部门能够最终靠协议合作的方式给实验室投入财政经费以解决自身的需求，不只是局限于下拨课题或者项目的方式。

　　协同创新方面。从现有的国家重点实验室体系来看，国家重点实验室的批准立项主要是按照学科和领域进行划分，这与跨学科的研究需求是不相匹配的，相比于美国国家实验室动辄5—10个左右的学科协同合作有较大的差距。因此，未来国家实验室建设需要在学科结构上整合与扩容，以此拓展实验室的生存能力与发展空间。

　　与美国国家实验室相比，我国国家重点实验室缺少对于自身实验室开展科学研究的整体战略规划，缺少关于开展大型研究项目的长期目标及短期方案，缺少对于国家战略需求及经济社会持续健康发展需要的整体把握，这与主管部门对于实验室发展的规划统筹与战略目标定位不够清晰有很大关系。相较而言，我国国家重点实验室的发展计划一般以某几个研究方向为主进行项目研究，相关研究布局缺乏对国家目标与战略的考虑。因此，兼顾短期和长远目标的战略计划，对于国家实验室发展来说很重要。首先，有关部门应该做好统筹规划，明确需要何种类型与样态的国家实验室、期待国家实验室完成何种使命、通过多长时间完成哪些使命等，制定国家实验室建设的长远目标。其次，有关部门需要转变评估方式，注重考察实验室短期进展与长远目标之间的关系、关键事项的进展情况，从对论文、项目等指标的关注转移到对关键事项进展的考核、及时作出调整短期计划与长期目标之间的均衡发展。

　　综上，在对美国能源部、国土安全部和航空航天局及下属国家实验室的最新资料和数据来进行分析的基础上，不难发现我国国家实验室建设与发达国家国家实验室相比存在比较大的差距，要一直变革和完善。在管理模式方面，要打通管理层级之间的障碍，确保充分实施实验室主任负责制；在核心能力方面，必须要有适当的人才队伍规模并合理配置各类人才，发展自身的核心科研设施，加强经费投入强度，拓展经费来源渠道，并调整投入与评估方式，积极与企业和大学开展协同合作；在战略计划方面，要实施长效评价，减少短期评估，关注尖端科研成果和社会服务能力。值得强调的是，加强国家级实验室的理论与实证研究，是当下科技管理部门和科研工作者亟需解决的基础性任务。

　　项目来源：国家社科基金重点项目“人工智能伦理风险防范研究”（20&ZD041）