我在美国劳伦斯伯克利实验室的见闻
作者 吴锦鹏
青年参考
（
2017年04月05日
15
版）
三位科学家合影（从左至右）：奥本海默， 西博格，劳伦斯。
2016年3月，我来到美国劳伦斯伯克利国家实验室（LBL）从事博士后研究。我的具体工作就是利用软X射线研究储能电池材料的机理。有一次，我的合作导师、斯坦福大学教授、美国科学院院士沈志勋先生在与我谈话时提到，LBL的运营模式在美国国家实验室极具代表性。他的这句话使得我对美国国家实验室的运营模式产生了极大的兴趣。
实际上，国家实验室是一种世界通行的科研基地形式，在二战前后兴起和发展，主要围绕国家使命，从事基础性和战略性科研任务，通过多学科交叉协助，解决事关国家安全和经济社会发展全局的重大科技问题。我国政府在2003年和2006年先后批准筹建了15个国家实验室，涉及凝聚态物理、海洋、航空航天、人口与健康等多个重要学科方向。然而，到目前为止，这15个国家实验室仍基本处于筹备状态——组建国家实验室责任之重、难度之大、程序之复杂可见一斑。
我的体会是，尊重规律与坚守制度是LBL运转机制的精神实质，也是学术创新的重要保障。
LBL兴起发展的时代烙印：创造科学与服务国家
LBL的源起和发展与时代风云密不可分。
1928年，27岁的劳伦斯从耶鲁大学毕业，来到加州大学伯克利分校（UCB）从事光电学研究。1931年，劳伦斯在UCB创建了辐射实验室，即LBL的前身。1939年，情报显示德国纳粹正在海森堡的主持下进行原子弹的研究，于是美国提出了“曼哈顿计划”，争取在德国之前制造出原子弹。劳伦斯的辐射实验室自然引起美国军政界高度关注，并先后在诸多涉及原子弹的关键技术上取得突破性进展。1958年，劳伦斯病逝，辐射实验室被正式命名为“劳伦斯伯克利实验室”；1993年，以原有的辐射实验室为基础，先进光源实验室（ALS）正式建成。今天的LBL，已经形成了光子科学、气候环境科学、宇宙科学、能源科学等多学科并存交叉的研究格局，成为开展学术研究的圣地。
回顾LBL的发展历史，从劳伦斯创立辐射实验室，到二战期间获得“难得”的发展机遇，再到战后重新调整研究战略、拓展研究方向，LBL始终坚持把“创造科学”与“服务国家”作为自身发展的总体价值观，立足解决世界最前沿的科学问题，力图增进全人类的共同福祉，这应当是LBL保持世界一流研究水平的根本原因。
LBL成就卓越的核心要素：大科学装置与大科研团队
LBL官方网站的实验室简介中，第一句话便写道：“在科学界，LBL就是‘卓越’的同义词。”确实，LBL的11个科学家获得诺贝尔奖；70位科学家是美国国家科学院院士；13位科学家获得了美国国家科学勋章；18位工程师当选为美国国家工程院院士。
LBL能有这样的成就，与其拥有的大科学装置和相应的大科研团队密不可分。按照美国能源部的规划，国家实验室应当更注重科学领域的交叉点，为此，LBL已经建成了5套大科学装置：先进光源实验室（ALS）、能源科学网络中心、联合基因组研究所、分子铸造工厂、能源研究科学计算中心。这5个研究中心从国家层面统筹财力和智力，完成科研攻关。
这种国家实验室，形成了十分明显的规模优势：在创造科学上，LBL对拓展人类知识边界形成了强大的冲击作用，以ALS为例，在2014年至2016年，ALS直接或间接贡献的研究成果（论文、专利、书籍等）多达3000余件，相当于每天有3件成果问世；在社会效益上，LBL对发展国民经济作出了突出贡献，以2010年的评估结果为例，LBL当年度财务支出约为6.9亿美元，雇佣职员3200余名，其对美国经济贡献却高达16亿美元，相当于社会每投入1美元即可获得2.3美元的收益，同时为美国创造就业岗位12000个，平均每个职员带动了3.3个工作岗位！
LBL运转机制的精神实质：尊重规律与坚守制度
科学研究是最高阶的人类创新活动，对科学研究进行管理往往难度极大。在LBL工作期间，我充分了解了这里的运转机制。总体来说，LBL对学术创新规律的尊重、对制度的坚守，体现在其运转机制设计的方方面面。
1.专业独立的托管运营
和众多初到伯克利的人一样，我一度对LBL和UCB的关系感到十分困惑。LBL隶属于美国能源部，但美国能源部并不实际参与实验室的运行，而是由加州大学负责管理。LBL的所长由美国加州大学董事会任命，并向加州大学校长报告工作，只有约20多名能源部雇员进驻LBL，完成联邦政府对LBL的监督工作。这就使得LBL在管理上摆脱了行政力量的过度乃至盲目干预，相对独立地依据学术规范运营。事实上，隶属于美国能源部的17家国家实验室中，只有1家由能源部直接管理，其余16家均采用委托管理的模式，除高校外，研究所、企业、基金会等第三方机构也可参与托管运营。
这种管理模式使得大学与国家实验室形成了有效互补，两者可以各自发挥所长开展合作研究。但这种管理模式并非一成不变，而是有着“优胜劣汰”机制。美国能源部每5年对加州大学进行一次考核，评估LBL的管理水平和产出质量。曾有一些国家实验室“易主”，比如，2006年，洛斯·阿拉莫斯国家实验室不再由加州大学管理，改由洛斯·阿拉莫斯国家安全公司主管。这种淘汰机制打破了第三方机构永久持有“金饭碗”的幻想，有利于提升国家实验室的管理绩效。
2.弹性宽松的人员管理
对科研院所而言，如何管理科学研究人员，充分激发其主观能动性和创新活力，至关重要。因此，人事管理制度在科研院所的管理体系中往往处在十分关键的位置。
在ALS访学期间，我曾在Wanli Yang教授率领的小组里参与研究。我发现，虽然有自己的研究课题，但Wanli Yang几乎从不申请项目以争取研究经费。其实，这种“不差钱”的局面，背后有一套制度来保障。据统计，像Wanli Yang一样在ALS工作的职业科学家目前共有175名。在经费使用上，ALS每年享有美国能源部6000万美元的财政拨款，其中有约1/3为软硬件费用，其余2/3为科研人员薪资。
值得关注的是，ALS对于这些科研人员的绩效考核十分弹性，他们的薪资水平并不直接取决于其每一年度发表文章、申请专利、完成课题的情况；加之科研经费相对充足，科研人员根本没什么动力去申请项目争取科研经费，这就规避了许多繁琐的程式化工作。这种持续的投入和相对宽松的管理，可以使科研人员更多地源于使命和兴趣选择课题，心无旁骛地从事科学研究，而且能让实验室在全球范围内吸引大批优秀科技人才，有利于催生重大科学发现和颠覆性创新成果。
3.自由开放的研究文化
在LBL工作时，我经常能够看到一些游客在工作人员带领下参观实验室。实际上，任何人都可以通过官方网站申请到LBL参观，程序简单。作为实验室的创始人，劳伦斯十分崇尚自由开放的学术研究氛围，他认为，具有不同领域专业知识的个人组成团队一起工作，可更出色地开展科学研究。
时至今日，自由开放已成为LBL的研究文化。以ALS为例，每年数以千计的科研人员从世界各地聚集于此，借助先进光源开展各种学科的研究工作。
前不久，美国能源部对ALS进行了三年一度的考核，考核报告显示，2014年至2016年，ALS累计接待7320名光源用户，其中，在地域分布上，只有16%来自LBL内部，而34%来自加州其他地区，31%来自美国其他地区，其余19%则来自其他国家；在学科分布上，30%来自生命学科，约30%来自材料学科，约15%来自物理学科，约15%来自化学学科，约8%来自地球生态学科，还有约2%来自其他学科。
来自不同地域、不同学科的研究人员共同工作的局面，正是国家实验室发挥平台性优势、促进学科交叉、开展综合研究的一大体现。
4.学术为本的评价制度
先进光源是大科学装置，全世界任何地方任何学科的科研人员原则上都可以申请到ALS开展实验。根据ALS的统计数据，2014年至2016年，ALS年度平均运行时间为5000小时，而每年平均接受的使用申请书多达1600份。因此，光源的实验时间是极其宝贵的。那么，如何确定时间分配就变成了一个值得关注的话题。比如，如何排除人情因素对时间分配的影响？再比如，作为美国国家实验室，ALS是否会照顾本国的研究应用？
实际上，为了公正合理地分配光源时间，ALS建立了一个十分庞大的专家库，将申请书随机提交给数据库中的若干位专家进行评审。专家则参考申请书中的内容，只依据研究课题的科学价值进行打分，并不会考量申请书的地域、机构而加以区别对待。这种以学术为本的评审制度，使得在光源时间的分配过程中排除了人情因素的影响，确保有限的资源用在最有价值的研究上。这彰显了美国国家实验室的社会责任和价值取向。
不久前，科技部部长万钢在全国科技工作会议上表示，今年将正式启动组建国家实验室；当前建设国家实验室，关键是要做好管理机制设计和领域的选择。
在我看来，任何一个体系或制度都不是万能的，生搬硬套是行不通的，一套模式在美国国家实验室运转良好，并不意味着移植到我们这就能开花结果，我们要根据自身实际情况扬长避短。
▋作者系斯坦福大学、清华大学联合培养博士后，目前在美国劳伦斯伯克利国家实验室进行访问研究。
2016年3月，我来到美国劳伦斯伯克利国家实验室（LBL）从事博士后研究。我的具体工作就是利用软X射线研究储能电池材料的机理。有一次，我的合作导师、斯坦福大学教授、美国科学院院士沈志勋先生在与我谈话时提到，LBL的运营模式在美国国家实验室极具代表性。他的这句话使得我对美国国家实验室的运营模式产生了极大的兴趣。
实际上，国家实验室是一种世界通行的科研基地形式，在二战前后兴起和发展，主要围绕国家使命，从事基础性和战略性科研任务，通过多学科交叉协助，解决事关国家安全和经济社会发展全局的重大科技问题。我国政府在2003年和2006年先后批准筹建了15个国家实验室，涉及凝聚态物理、海洋、航空航天、人口与健康等多个重要学科方向。然而，到目前为止，这15个国家实验室仍基本处于筹备状态——组建国家实验室责任之重、难度之大、程序之复杂可见一斑。
我的体会是，尊重规律与坚守制度是LBL运转机制的精神实质，也是学术创新的重要保障。
LBL兴起发展的时代烙印：创造科学与服务国家
LBL的源起和发展与时代风云密不可分。
1928年，27岁的劳伦斯从耶鲁大学毕业，来到加州大学伯克利分校（UCB）从事光电学研究。1931年，劳伦斯在UCB创建了辐射实验室，即LBL的前身。1939年，情报显示德国纳粹正在海森堡的主持下进行原子弹的研究，于是美国提出了“曼哈顿计划”，争取在德国之前制造出原子弹。劳伦斯的辐射实验室自然引起美国军政界高度关注，并先后在诸多涉及原子弹的关键技术上取得突破性进展。1958年，劳伦斯病逝，辐射实验室被正式命名为“劳伦斯伯克利实验室”；1993年，以原有的辐射实验室为基础，先进光源实验室（ALS）正式建成。今天的LBL，已经形成了光子科学、气候环境科学、宇宙科学、能源科学等多学科并存交叉的研究格局，成为开展学术研究的圣地。
回顾LBL的发展历史，从劳伦斯创立辐射实验室，到二战期间获得“难得”的发展机遇，再到战后重新调整研究战略、拓展研究方向，LBL始终坚持把“创造科学”与“服务国家”作为自身发展的总体价值观，立足解决世界最前沿的科学问题，力图增进全人类的共同福祉，这应当是LBL保持世界一流研究水平的根本原因。
LBL成就卓越的核心要素：大科学装置与大科研团队
LBL官方网站的实验室简介中，第一句话便写道：“在科学界，LBL就是‘卓越’的同义词。”确实，LBL的11个科学家获得诺贝尔奖；70位科学家是美国国家科学院院士；13位科学家获得了美国国家科学勋章；18位工程师当选为美国国家工程院院士。
LBL能有这样的成就，与其拥有的大科学装置和相应的大科研团队密不可分。按照美国能源部的规划，国家实验室应当更注重科学领域的交叉点，为此，LBL已经建成了5套大科学装置：先进光源实验室（ALS）、能源科学网络中心、联合基因组研究所、分子铸造工厂、能源研究科学计算中心。这5个研究中心从国家层面统筹财力和智力，完成科研攻关。
这种国家实验室，形成了十分明显的规模优势：在创造科学上，LBL对拓展人类知识边界形成了强大的冲击作用，以ALS为例，在2014年至2016年，ALS直接或间接贡献的研究成果（论文、专利、书籍等）多达3000余件，相当于每天有3件成果问世；在社会效益上，LBL对发展国民经济作出了突出贡献，以2010年的评估结果为例，LBL当年度财务支出约为6.9亿美元，雇佣职员3200余名，其对美国经济贡献却高达16亿美元，相当于社会每投入1美元即可获得2.3美元的收益，同时为美国创造就业岗位12000个，平均每个职员带动了3.3个工作岗位！
LBL运转机制的精神实质：尊重规律与坚守制度
科学研究是最高阶的人类创新活动，对科学研究进行管理往往难度极大。在LBL工作期间，我充分了解了这里的运转机制。总体来说，LBL对学术创新规律的尊重、对制度的坚守，体现在其运转机制设计的方方面面。
1.专业独立的托管运营
和众多初到伯克利的人一样，我一度对LBL和UCB的关系感到十分困惑。LBL隶属于美国能源部，但美国能源部并不实际参与实验室的运行，而是由加州大学负责管理。LBL的所长由美国加州大学董事会任命，并向加州大学校长报告工作，只有约20多名能源部雇员进驻LBL，完成联邦政府对LBL的监督工作。这就使得LBL在管理上摆脱了行政力量的过度乃至盲目干预，相对独立地依据学术规范运营。事实上，隶属于美国能源部的17家国家实验室中，只有1家由能源部直接管理，其余16家均采用委托管理的模式，除高校外，研究所、企业、基金会等第三方机构也可参与托管运营。
这种管理模式使得大学与国家实验室形成了有效互补，两者可以各自发挥所长开展合作研究。但这种管理模式并非一成不变，而是有着“优胜劣汰”机制。美国能源部每5年对加州大学进行一次考核，评估LBL的管理水平和产出质量。曾有一些国家实验室“易主”，比如，2006年，洛斯·阿拉莫斯国家实验室不再由加州大学管理，改由洛斯·阿拉莫斯国家安全公司主管。这种淘汰机制打破了第三方机构永久持有“金饭碗”的幻想，有利于提升国家实验室的管理绩效。
2.弹性宽松的人员管理
对科研院所而言，如何管理科学研究人员，充分激发其主观能动性和创新活力，至关重要。因此，人事管理制度在科研院所的管理体系中往往处在十分关键的位置。
在ALS访学期间，我曾在Wanli Yang教授率领的小组里参与研究。我发现，虽然有自己的研究课题，但Wanli Yang几乎从不申请项目以争取研究经费。其实，这种“不差钱”的局面，背后有一套制度来保障。据统计，像Wanli Yang一样在ALS工作的职业科学家目前共有175名。在经费使用上，ALS每年享有美国能源部6000万美元的财政拨款，其中有约1/3为软硬件费用，其余2/3为科研人员薪资。
值得关注的是，ALS对于这些科研人员的绩效考核十分弹性，他们的薪资水平并不直接取决于其每一年度发表文章、申请专利、完成课题的情况；加之科研经费相对充足，科研人员根本没什么动力去申请项目争取科研经费，这就规避了许多繁琐的程式化工作。这种持续的投入和相对宽松的管理，可以使科研人员更多地源于使命和兴趣选择课题，心无旁骛地从事科学研究，而且能让实验室在全球范围内吸引大批优秀科技人才，有利于催生重大科学发现和颠覆性创新成果。
3.自由开放的研究文化
在LBL工作时，我经常能够看到一些游客在工作人员带领下参观实验室。实际上，任何人都可以通过官方网站申请到LBL参观，程序简单。作为实验室的创始人，劳伦斯十分崇尚自由开放的学术研究氛围，他认为，具有不同领域专业知识的个人组成团队一起工作，可更出色地开展科学研究。
时至今日，自由开放已成为LBL的研究文化。以ALS为例，每年数以千计的科研人员从世界各地聚集于此，借助先进光源开展各种学科的研究工作。
前不久，美国能源部对ALS进行了三年一度的考核，考核报告显示，2014年至2016年，ALS累计接待7320名光源用户，其中，在地域分布上，只有16%来自LBL内部，而34%来自加州其他地区，31%来自美国其他地区，其余19%则来自其他国家；在学科分布上，30%来自生命学科，约30%来自材料学科，约15%来自物理学科，约15%来自化学学科，约8%来自地球生态学科，还有约2%来自其他学科。
来自不同地域、不同学科的研究人员共同工作的局面，正是国家实验室发挥平台性优势、促进学科交叉、开展综合研究的一大体现。
4.学术为本的评价制度
先进光源是大科学装置，全世界任何地方任何学科的科研人员原则上都可以申请到ALS开展实验。根据ALS的统计数据，2014年至2016年，ALS年度平均运行时间为5000小时，而每年平均接受的使用申请书多达1600份。因此，光源的实验时间是极其宝贵的。那么，如何确定时间分配就变成了一个值得关注的话题。比如，如何排除人情因素对时间分配的影响？再比如，作为美国国家实验室，ALS是否会照顾本国的研究应用？
实际上，为了公正合理地分配光源时间，ALS建立了一个十分庞大的专家库，将申请书随机提交给数据库中的若干位专家进行评审。专家则参考申请书中的内容，只依据研究课题的科学价值进行打分，并不会考量申请书的地域、机构而加以区别对待。这种以学术为本的评审制度，使得在光源时间的分配过程中排除了人情因素的影响，确保有限的资源用在最有价值的研究上。这彰显了美国国家实验室的社会责任和价值取向。
不久前，科技部部长万钢在全国科技工作会议上表示，今年将正式启动组建国家实验室；当前建设国家实验室，关键是要做好管理机制设计和领域的选择。
在我看来，任何一个体系或制度都不是万能的，生搬硬套是行不通的，一套模式在美国国家实验室运转良好，并不意味着移植到我们这就能开花结果，我们要根据自身实际情况扬长避短。
▋作者系斯坦福大学、清华大学联合培养博士后，目前在美国劳伦斯伯克利国家实验室进行访问研究。
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