2016年9月，经李克强总理签批，国务院印发了《北京加强全国科技创新中心建设总体方案》（以下简称《方案》），明确了北京加强全国科技创新中心建设的总体思路、发展目标、重点。《方案》指出，当前北京科创中心建设的重点任务是……完善创新体系，优化提升首都创新核心功能，突出重点，在基础研究、原始创新和国家急需的领域取得突破，全面服务国家重大战略实施。
这其中尤其强调要强化原始创新，将北京打造成世界知名的科学中心，这就要求加大科研基础设施建设力度，超前部署应用基础及国际前沿技术研究，……形成领跑世界的原始创新策源地。其中的重点举措包括推进三大科技城建、超前部署基础前沿研究等。
这些举措，离不开国家实验室和大科学装置的建设。大装置和实验室的建设，其发展历程是怎样的？对于北京研发产业的发展和科创中心的建设，会产生什么样的作用？《首都研发产业发展路径研究》课题组日前采访了《凝聚态实验室（筹）》执行主任、国家物质科学实验室的召集人和建议人、中国科学院物理研究所研究员丁洪。
问：大科学装置和国家实验室的缘起、定位是什么？其基础作用是如何体现的？
丁洪研究员：大科学装置是大型的、科学的设备和装置，一般由国家出资，交由一些法人单位建设，供广大用户或者专业用户使用。目前在北京的大科学装置，除遥感飞机、遥感卫星地面站外，还有原子能院的CARR堆中子源，北京科技大学的的材料服役与装置（昌平在建）等。大科学装置是一个大科学工程，它的建设不仅仅是买几套设备供几个实验室或几个科研课题组使用，大科学装置需要投资大量资金，因此通常由国家投资，发改委立项，通常是每五年进行立项一次。如果国家实验室建设大科学装置的话，则是要做一个大科学装置集群，比如物质科学方面的大科学装置是由国家实验室决定，由中央决定出资并进行后期建设和监督工作，发改委一般不会参与。
但是对于国家实验室，其发展历程和含义相对复杂。随着时间的变化，国家实验室的含义是发生了巨大的改变。早期建设的国家实验室（筹）和中央现在要建设的国家实验室是完全不相同的概念。
国家实验室的目标使命，是为国家战略目标服务，从事原始创新核心工作，承担前沿基础研究和开展高新技术转移的重要研究机构。美、德等发达国家拥有一大批世界著名的国家实验室，产生了大量的原始创新，对科技进步和产业发展提供了重要的支持。
由于众多原因，我国早期的国家实验室（筹）没有达到预期的效果。因此，国家下决心对此作出改变，建设中国真正的国家实验室。其中一个借鉴的对象是美国的国家实验室。美国有众多国家实验室（National Laboratories），比如伯克利、劳伦斯、阿贡实验室等。从其体量来看，美国的实验室通常有几千人甚至几万人，体量庞大；同时，美国的国家实验室是多学科交叉的，是由国家出全资，国家拥有的大型的国立科研机构。
相对而言，中国以前建设的国家重点实验室，规模相对较小。以物理所为例，全所约有400多名科研人员，11个研究室，3个国家重点实验室，也就是说国家重点实验室的体量只有30-40人，这其中最有名的是国家超导实验室。国家重点实验室通常是由国家科技部认可的。11年前，科技部认为早期的重点实验室体量太小，因此将几个重点实验室整合起来建设国家实验室，就有了国家实验室的“筹”字。但建设的国家实验室（筹）与美国的国家实验室比起来体量还是比较小。
从学科来看，美国的国家实验室是多学科交叉，而中国早期的国家实验室（筹）却集中在单学科上，存在着一定的缺陷。当前，随着中国经济的发展和综合国力的提高，技术和资金的准备已经相对充足，具备了建设大型的国家实验室的基础和能力。另外，有一些技术领域小团体无法承担研发任务，如量子通讯技术，折旧需要集国家的力量来进行研发。将自由探索的科研交给大学，短期产品转换交给企业，但长期的、大型的科学装置，如光源，量子通讯等，需要交给拥有非常强大的技术队伍，研发人员充足的团队才能予以充分运行，发挥基础支撑作用。
问：国家实验室（筹）和现在正在准备建设的国家实验室的作用有什么不同？是规模的差异，还是有更深层次的作用？
丁洪研究员：差异首先体现在规模上和学科上，早期的国家实验室（筹）规模较小，是一种单学科为主的实验室，对于基础科学和原始创新的支撑作用有限。中国目前没有像美国那样体量大的国家科研机构，如何在基础科学领域的创新和发展做出新的部署，这是一个非常重要的科研战略。中国现在高校需要实现双一流，要建设世界一流大学、一流学科。那么，不仅需要科研一流，以企业为主体的研发也要一流。但与此同时，高风险的基础科学研究部分是缺失的，这一部分需要国家出资来对相关研究进行支撑。
中央去年下发文件要建国家实验室，发改委做了大量的调研报告，为国家实验室的筹建做了很多铺垫。中国当前的科研机构属于苏联体制，还有美国体制需要我们注意。现在的国家实验室是明显向美国和欧洲国家实验室学习。
中央确定在重大创新领域组建一批国家实验室，在信息、能源、海洋、物质科学、空天还有人口健康六个方向组建。量子信息科学实验室国家已经批准，物质科学国家实验室在怀柔启动，争取在年底揭牌，后者是怀柔科学城的重要组成部分。怀柔科学城还会建设一些中心，国科大在怀柔建设有校区，北大同样要在怀柔建设校区。
就像以前的驱逐舰叫军舰，现在的航母也叫军舰一样，两者是完全不一样的东西，以前建造的国家实验室（驱逐舰）和现在将要建设的国家实验室（航母）也是完全不一样的。预计将来建设的国家实验室的体量在几千人到几万人。物质科学国家实验室约在三五千人左右，空天国家实验室估计可以到两万人。空天国家实验室就是要造成中国的NASA。美国在空间研究上有两个例子，一个是NASA（国家航空与航天局），另一个是Jet Propulsion Laboratory（喷气推进实验室），后者的体量虽然没有NASA大，但也相当于一个国家实验室，而NASA相当于美国的一个部。国家实验室在未来的作用，正如航空母舰一样，可以为基础科学的研究提供强大的支撑作用，这对于北京科创中心的建设，是十分重要的，可以发挥关键的引领作用。国家实验室的建设，是国家重要的科技战略。
问：国外的国家实验室，如美国的国家实验室，对中国实验室有什么借鉴的成功经验？
丁洪研究员：美国的国家实验室有三种类型，一种是能源部下的17个国家实验室，其中四个综合型多目标的实验室，比如伯克利实验室、阿贡实验室，布鲁克海文实验室和橡树岭实验室，斯坦福的实验室也很强，但不是综合型的。剩下的有三个核武器实验室，劳伦斯·利弗莫尔国家实验室、洛斯·阿拉莫斯国家实验室、桑迪亚国家实验室。第二种是美国卫生部下的国家实验室，另外就是商业部下的标准局，也是国家实验室。
从国家实验室的研究人员来看，大部分是全职的。其中劳伦斯国家实验室把工程师和科学家等同起来，因为建大科学装置需要工程师来支撑，这样可以充分发挥工程人员的积极性。对于科研人员，以发文章等为主的人员很可能是双聘，一点是因为有很多大装置和国家任务是需要科研来牵引，另一点是学术大师不太喜欢只在国家实验室，他们更喜欢学校的自由氛围，这时候就需要双聘，这样就可以充分发挥研究人员的灵活性和创造性。美国做的最好的实验室是劳伦斯伯克利实验室，叫做伯克利模式，国家现在做的就是学习伯克利模式。
美国国家实验室的成功来源于以下三个方面：
一是国家的大力投入。国家每年在国家实验室投入的经费近百亿美元，巧妇难为无米之炊，只有充足的资金投入做后盾，科研才能顺利开展。当前随着经济实力的提高，我国具备了建设国家实验室所需要的财力。
二是和高校的紧密结合。我们上面提到的众多实验室都和一流大学有着密切的合作关系，另外如著名的喷气推进实验室（Jet Propulsion Laboratory）)与加州理工学院在很多人心目中都成了同义词。高校有一流的学者，而实验室可以提供经费和项目。二者的结合，可以充分发挥其优势，怀柔科学城的大学和国家实验的建设正是基于此种考虑。
三是推动大型科研项目。所有国家实验室发展的趋势都是进行各学科的渗透和综合研究，同时开展大型的研究项目。每个实验室都拥有巨大的人力和物质资源，也只有它们能够开展这样的大规模研究。
国家实验室是国家支付、国家拥有，为国家战略服务的实验室。未来中国的国家实验室是由中央财政拨款，全口径年度预算制。中央将一年的费用一次性拨款，不需要单位进行申请。
问：国家实验室在未来会产业化吗？其建设对研发产业的发展有何促进作用？
丁洪研究员：国家实验室不涉及产业化。国家实验室并不是一个竞争性的科研机构，主要以完成国家任务为主。国家把资金给单位，有能力的机构就去承担专项，先承担本机构可以承担的部分，其他不能承担的部分可以分给其他机构去做这个项目。不会存在竞争的问题。以前核武器是战略目标，现在量子通信和网路信息是战略目标，它们的评价体系和评价一个学院或者是课题组是不一样的。国家实验室主要是提供基础的研究和技术。
例如美国页岩气的大部分技术都是国家实验室研究的，但国家并没有盈利，大部分都是公司盈利利。美国政府认为是利用垄断的资源研究出来的专利，必须把专利贡献给社会。当然，只有在垄断的情况下，才可以进行基础科学的研究，不计较成本。
国家实验室不能充分的商业化，充分商业化必然会阻碍政策的实行和国家战略的实施。国家实验室国家的投入是国家的，没有经过充分竞争攻克的技术，国家实验室人员不能拿着这些技术进行商业化和产业化，对此，国外经常会常用反垄断法，但中国的反垄断法不经常用，以后随着国家实验室的建设，对于此问题要充分重视。否则容易形成不正当的竞争和不当谋利。
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