国家实验室：美国体制中的科学（1947-1974）

适读人群 ：主要面向知识读者，以及丛事科技管理和科技政策制定的相关人员

本书系统描述了美国国家实验室的起源、发展，以及存在的争议和问题，使我们能更深入地了解其定位、职能和管理经验。虽然两国国情和起点不同，我们不可能照搬照抄，但其运行机制和成功的管理经验，还是非常值得我们研究和借鉴的。

国家实验室，包括利弗莫尔、伯克利、洛斯阿拉莫斯、阿贡、橡树岭和布鲁克海文，它们在长达五十多年的时间里，占据了美国科学界的中心位置。国家实验室里的科学家们不仅发展核武器、反应堆等一系列塑造了美国冷战政策与文化的技术，还开展物理、生物医学的研究，它们从根本上改变了我们对自然界的认知。所有这些都在资金、设施、人力方面付出了巨大的代价，也致使美国科学界的框架发生了重大调整。

通过深入的研究和清晰的写作，本书是第一本探究国家实验室背后各种利益交汇点的书，正是这种利益交汇创造并维持了这个庞大的体系。作者带领我们从国家实验室在曼哈顿项目中的缘起，到它们建造氢弹、核动力反应堆和高能加速器的时期，再至它们随后进入诸如计算机、气象学、空间科学、分子生物学、环境科学和替代能源等领域。在冷战时期的美国，国家实验室体系的发展映射了竞争和分权的理念。本书通过向展示这段历史，表现了科学机构如何反映出其周围的政治体系及文化的价值观。

彼得·J.维斯特维克：美国加州理工学院人文科学高级研究员

钟扬（1964-2017）：生前是复旦大学生命科学学院教授，复旦大学研究生院院长，生命科学学院进化生物学中心主任，生物多样性与生态工程教育部重点实验室副主任，上海生物信息技术研究中心副主任。2009年被教育部批准为长江计划特聘教授（西藏大学）。获国务院政府特殊津贴（1994）、教育部自然科学一等奖（2001，2007）、上海市自然科学二等奖（2008）、国家杰出青年基金（2009）。长期致力于生物多样性研究和保护，艰苦援藏16年，率团队在青藏高原为国家种质库收集数千万颗植物种子，为西部少数民族地区的人才培养、学科建设和科学研究作出了重要贡献。2017年9月25日，在赴内蒙古为民族干部授课途中遭遇车祸，不幸逝世。2018年3月，中共中央宣传部追授钟扬“时代楷模”称号。

推荐序

致谢

引言 001

第一部分 构架 027

1. 起源 029

2. 独特性 047

3. 相互依存 082

第二部分 环境 131

4. 冷战寒冬（1947—1954） 133

5. 虚假的春天（1954—1962） 179

第三部分 后果 217

6. 适应策略 219

7. 典型新增领域 272

第四部分 尾声和结语 303

8. 尾声（1962—1974） 305

9. 结语：策略与结构 339

附录1 1948—1966年实验室运行预算（以百万美元计） 357

附录2 1973年实验室运行预算（以百万美元计） 363

附录3 人名和机构名中英对照 364

注释 373

推荐序

目前，国家实验室已经发展成为大科学时代通行的科研组织模式，虽然各国发展模式不一，但都在国家创新体系中占据核心地位。我国科技部曾进行国际科技发展的对比研究，结果显示：国家实验室代表一国战略创新的最高水平，是抢占国际科技前沿制高点的主力军，也往往是重大创新成果的诞生地，其影响力和成效成为评估一国综合国力的重要因素。

作为国家实验室制度的发源地，美国目前拥有全球最为完善的国家实验室体系，其具有巨大影响力。本书系统描述了美国国家实验室的起源、发展，以及存在的争议和问题，使我们能更深入地了解其定位、职能和管理经验。由于国情和起点不同，我们不可能照搬照抄，但其运行机制和成功的管理经验，还是非常值得我们研究和借鉴的。

我国的国家实验室建设起源于20世纪80—90年代，原国家计委先后批准成立了国家同步辐射实验室、北京正负电子对撞机国家实验室、兰州重离子加速器国家实验室等。进入21世纪，科技部也进行了筹建国家实验室的探索。经过若干年探索，虽然已初见成效，但与当前我国建设科技强国的战略需求仍有较大差距。

我国科技创新已经步入以跟踪为主转向跟踪和并跑、领跑并存的新阶段，亟须以国家目标和战略需求为导向，瞄准国际科技前沿，在一些重点领域组建一批体量更大、学科交叉融合、综合集成的国家实验室，优化配置人财物资源，组织具有重大突破、引领作用的协同攻关，形成代表国家水平、受国际同行认可、在国际上拥有话语权和影响力的重要战略创新力量。

在美国国家实验室体系中，隶属于联邦政府能源部的17家国家实验室是其中的典型代表。这些实验室的共同特点是依托大科学装置，围绕重大前沿科技问题开展多学科综合性研究、完成国家任务。形成这种以大科学装置为核心的国家实验室结构，既有历史渊源，也与大科学装置交叉融合能力强这一特点紧密相关。某种意义上讲，基于大科学装置的多学科研究机构是“天然的”国家实验室。正是由于掌握了大科学装置建设、运行和发展的完整核心技术，这些国家实验室才长盛不衰，不断解决国家的重大需求，并持续引领科技发展的国际潮流。性能领先的大科学装置是集成多项核心技术的重要实体，也是国家科技实力的体现。在大科学装置上组织的多学科协作研究，在解决国家重大需求的同时，也进一步发展和积累了核心技术，研究实力、技术实力相辅相成，不断增长，形成可持续发展的良性循环。

1984年，中国科学院高能物理研究所启动北京正负电子对撞机工程的建设，这是我国第一台大科学装置。邓小平同志亲自前来参与工程奠基，并欣然题字“北京正负电子对撞机国家实验室奠基”，其中饱含了改革开放初期我国对于建设国家实验室、发展高科技的热切期望。

经过三十多年的努力，中国科学院高能物理研究所以对撞机工程为起点，所形成的大科学装置与大科研团队的规模优势已十分明显，呈现出多学科综合性研究基地的发展形态。如今我们能独立设计建造加速器、探测器并开展物理研究，在τ — 粲物理和中微子研究方面国际领先，在高海拔和空间宇宙线实验、暗物质探测、X射线天体物理研究等领域也取得了巨大进步。同时，中国科学院高能物理研究所建造、运行同步辐射和散裂中子源装置，为诸多学科领域的研究提供了性能先进的实验平台。在此基础上，我们还在规划和预研建设下一代环形正负电子对撞机。

在过去几年中，我国大科学装置的建设发展进入快车道，国家实验室建设也正在步入一个新的时代，这些都将会成为科技创新的“加速器”。衷心希望其建设和运行会沿着正确的轨道前行，突破科研管理体制和组织运行机制方面的限制，利用好我国的制度优势、科技发展积累优势和后发优势，实现弯道超车，建成若干支撑我国科技长远发展的大科学装置，建成若干具有重要影响力的国家实验室，成为国家发展进程中的可靠担当。

很幸运，我们赶上了中国科技发展的好时光。未来，值得期待，更值得全力以赴。

王贻芳

中国科学院院士

2022年6月