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世界顶级专家“头脑风暴”:中国如何建设国家实验室

作为创新驱动发展战略和科研机构改革的重要内容,中国政府计划设立多个综合性的国家实验室,希望以此来提升科研能力。

为了加强国家实验室的建设和管理,中国邀请12名世界顶级国家实验室专家参加了不久前举行的“国家实验室建设管理国际研讨会”。科学出版社旗下英文期刊《国家科学评论》(National Science Review, NSR)发布有关内容。《知识分子》获得授权刊发中文内容。专家们有关建设国家实验室的经验和洞见,值得分享。

建设体量要更大、目标要更高

大多数现有的中国国家实验室出于单一目的,专攻某一个特定研究领域,而美国的国家实验室是融合了多学科的多目标实验室。和单学科实验室相比,综合性的国家实验室能够承担更大规模的科研项目,进行一些国家迫切需要的领域的跨学科研究。

曾在美国能源部阿贡国家实验室工作的丁洪,现在是中国科学院物理研究所凝聚态国家实验室常务主任。他补充说:“中美国家实验室的规模也有差距。我现在的实验室只有500人,而阿贡国家实验室有4000多名工作人员。”他认为,综合性的国家实验室应该着力于宏大的长期研究,这类研究应是大学和企业做不了的。

美国能源部橡树岭国家实验室主任托马斯·梅森认为,虽说国家性质的国家实验室研究项目是着眼于国家利益的,但其设备使用方面可以是全国性,甚至国际性的,而且大多数国家实验室在合作方面应该具有区域特色。

意大利国家核物理研究所副主任安东尼奥·马塞洛表示:“国家实验室集中了大量财力和人力资源。在意大利,大学拿不到这个级别的资金,但大学可以随意使用国家实验室。国家实验室必须具有研究优先性,并随着时间的推移源源不断地提供资源。国家实验室为科学界服务,同时也是很多研究生完成部分论文研究的地方。”

瑞士保罗谢勒研究所主任约尔·梅索特认为,国家实验室建设要考虑长期稳定的预算。“大家会以你首次的成功来衡量你,如果短期内没有成功,就会产生不好的影响,这一点也需考虑清楚。还有,现在有一种趋势是弱化国家实验室的活动,并把一切重心放在国际组织上。这样是不好的,国家实验室和国际组织应该相辅相成。”

国家能源部布鲁克黑文国家实验室主任杜恩·吉布斯强调:“国家实验室是任务导向型的。重要的是,要确定国家的需求是什么,以及如何去满足这些需求。”

与大学的关系应是合作互补

关于国家实验室和大学的关系这一问题,梅索特认为,“要确保国家实验室不去重复而是去补充大学的研究,这一点很关键。”他同时强调,国家实验室应该和大学建立合作关系。“在瑞士,做到这一点很容易,因为大学和国家实验室从属于同一个机构。对中国科学院来说,很重要的一点是把现有的研究所综合到即将设立的国家实验室中。”

作为德国亥姆霍兹国家研究中心联合会的北京代表,何宏博士介绍了这家由18个国家实验室组成的独特科研单位。他说:“国家实验室和大学之间,应既强调竞争也强调合作。我们有固定划拨且保证逐年按比例稳定增长的机构性科研经费。这部分经费占到每家国家实验室年度开支的80%左右,而且其中90%来自联邦政府,10%来自州政府。当然,我们也不时地会因为自己的机构特点和经费优越性而受到来自高校和其他研究机构的抨击。”

英国研究理事会科学与技术设施委员会主任维多利亚·赖特说:“在英国,大学和拥有强大预算与大型设施的机构之间,也存在类似的紧张关系。”

但是丁洪认为,中国科学院有很大的优势来协调二者的关系:“在阿贡国家实验室,有设施,但没有研究生;在美国大学,有学生,但缺乏设备。我认为中国科学院在这方面很独特,因为它两者都有。”

梅索特建议,国家实验室解决的是大学研究范围之外的、国家层面甚至是国际层面的社会挑战。“应建立一个机制来确保国家实验室和其他机构的科学家们平起平坐,用同样的标准来衡量他们。”

基础研究和应用研究要平衡

针对国家实验室在基础研究和应用研究之间如何平衡的问题,中国科学院高能物理研究所所长王贻芳认为,仅仅专注于基础研究的国家实验室未来可能会遇到问题,因为科学研究有好日子,也有坏日子,特别是对粒子物理学而言。最好是既有长远的应用研究,比如我们正在进行的同步辐射光源研发;也要有基础研究,如粒子物理。“我希望中国科学院在规划国家实验室的未来时能考虑到这点。”

吉布斯建议:“除了其他的科学和技术目标之外,美国很多国家实验室感兴趣的是那些能提供现实应用、创造工作岗位和经济效益的研究。这次会议让我认识到,中国的研究者和我们有同样的目标。”

梅索特表示自己的国家实验室背负着很大的期待。他说:“工业领域中的创新链和基础研究完全不匹配。我们通常思考的是未来10—15年,而他们想的是2—3年。要达到这样的预期很具有挑战性。基础研究是关键,但要把基础研究变成创新的工业产品则需要很长的时间。”

美国能源部阿贡国家实验室主任彼特·利特尔伍德另有一番意见。他说:“我不认为基础研究和应用研究之间存在真正的区别。我们面对的是那些需要着手几十年、能带来长期愿景的大型国家级重要问题;要解决这些问题,就要采用基础科学的方法,逐步地实现目标。就像众所周知的那样,我们能从科学中获得技术,也能从技术中发现科学。”

管理的最好方法是汇聚人才和资源

关于如何管理好国家实验室,梅索特认为,“国家实验室的重要特征之一就是把人才和资源聚集在同一个地方。我认为地点比组织结构更重要。我们会尽可能把人员集中到同一个地方工作。中国科学院面临的一个巨大挑战是,已经具备了实验室、研究所和设施,也就是国家实验室的基本构架,但你们缺乏可以让研究人员密切合作的共同场所。你们可以远程合作,但这样难度更大。”

他举例说,气候变化、电脑和环境方面的科学家之间一般是没有沟通的,但如果他们在同一栋楼里,就可以一起吃午饭、一起讨论问题,很快他们就能建立工作上的合作。“如果他们之间相隔几千米,这种情况是不可能发生的”。

丁洪很赞同这个观点。他介绍说,中国科学院有100多个研究所,各自专注于不同的领域,这些研究所和大学、企业之间应该形成一定的区域研究基础。“如何把现有的机构和未来的计划相结合是一个有挑战性的问题。”

但王贻芳并不认为远距离一定会成为问题。他说:“这实际上取决于相关人员是否有相同的理念,是否能成为一个团队来一起工作。否则,即使他们同坐在一个办公室里也无济于事。许多粒子物理方面的项目就是很好的例子,通常这些大型设施及团队均散布在世界各处,我们能把他们组织起来做同一个实验。”

利特尔伍德对此分享了在运营能源储存研究联合中心时遇到的挑战。阿贡国家级项目涉及很多个体研究人员、大学、国家实验室和产业界。他们起初试图建立和传统方法不一样的工作模式——刚开始是通过电邮、电话、语音邮件和视频系统来建立联系,但之后不得不放弃这种做法。“最后,我们实际上组织了很多面对面的小组会议,有的是周会,有的是月会,大家都在不停地飞来飞去。在某些情况下,你真的可以效仿欧洲核子研究组织这种军事化的精密合作模式。这样一来,每个人都清楚他们在某个特定的阶段应该交付怎样的成果。当然,每一项目都是不同的。”


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    世界顶级专家“头脑风暴”:中国如何建设国家实验室

    作为创新驱动发展战略和科研机构改革的重要内容,中国政府计划设立多个综合性的国家实验室,希望以此来提升科研能力。

    为了加强国家实验室的建设和管理,中国邀请12名世界顶级国家实验室专家参加了不久前举行的“国家实验室建设管理国际研讨会”。科学出版社旗下英文期刊《国家科学评论》(National Science Review, NSR)发布有关内容。《知识分子》获得授权刊发中文内容。专家们有关建设国家实验室的经验和洞见,值得分享。

    建设体量要更大、目标要更高

    大多数现有的中国国家实验室出于单一目的,专攻某一个特定研究领域,而美国的国家实验室是融合了多学科的多目标实验室。和单学科实验室相比,综合性的国家实验室能够承担更大规模的科研项目,进行一些国家迫切需要的领域的跨学科研究。

    曾在美国能源部阿贡国家实验室工作的丁洪,现在是中国科学院物理研究所凝聚态国家实验室常务主任。他补充说:“中美国家实验室的规模也有差距。我现在的实验室只有500人,而阿贡国家实验室有4000多名工作人员。”他认为,综合性的国家实验室应该着力于宏大的长期研究,这类研究应是大学和企业做不了的。

    美国能源部橡树岭国家实验室主任托马斯·梅森认为,虽说国家性质的国家实验室研究项目是着眼于国家利益的,但其设备使用方面可以是全国性,甚至国际性的,而且大多数国家实验室在合作方面应该具有区域特色。

    意大利国家核物理研究所副主任安东尼奥·马塞洛表示:“国家实验室集中了大量财力和人力资源。在意大利,大学拿不到这个级别的资金,但大学可以随意使用国家实验室。国家实验室必须具有研究优先性,并随着时间的推移源源不断地提供资源。国家实验室为科学界服务,同时也是很多研究生完成部分论文研究的地方。”

    瑞士保罗谢勒研究所主任约尔·梅索特认为,国家实验室建设要考虑长期稳定的预算。“大家会以你首次的成功来衡量你,如果短期内没有成功,就会产生不好的影响,这一点也需考虑清楚。还有,现在有一种趋势是弱化国家实验室的活动,并把一切重心放在国际组织上。这样是不好的,国家实验室和国际组织应该相辅相成。”

    国家能源部布鲁克黑文国家实验室主任杜恩·吉布斯强调:“国家实验室是任务导向型的。重要的是,要确定国家的需求是什么,以及如何去满足这些需求。”

    与大学的关系应是合作互补

    关于国家实验室和大学的关系这一问题,梅索特认为,“要确保国家实验室不去重复而是去补充大学的研究,这一点很关键。”他同时强调,国家实验室应该和大学建立合作关系。“在瑞士,做到这一点很容易,因为大学和国家实验室从属于同一个机构。对中国科学院来说,很重要的一点是把现有的研究所综合到即将设立的国家实验室中。”

    作为德国亥姆霍兹国家研究中心联合会的北京代表,何宏博士介绍了这家由18个国家实验室组成的独特科研单位。他说:“国家实验室和大学之间,应既强调竞争也强调合作。我们有固定划拨且保证逐年按比例稳定增长的机构性科研经费。这部分经费占到每家国家实验室年度开支的80%左右,而且其中90%来自联邦政府,10%来自州政府。当然,我们也不时地会因为自己的机构特点和经费优越性而受到来自高校和其他研究机构的抨击。”

    英国研究理事会科学与技术设施委员会主任维多利亚·赖特说:“在英国,大学和拥有强大预算与大型设施的机构之间,也存在类似的紧张关系。”

    但是丁洪认为,中国科学院有很大的优势来协调二者的关系:“在阿贡国家实验室,有设施,但没有研究生;在美国大学,有学生,但缺乏设备。我认为中国科学院在这方面很独特,因为它两者都有。”

    梅索特建议,国家实验室解决的是大学研究范围之外的、国家层面甚至是国际层面的社会挑战。“应建立一个机制来确保国家实验室和其他机构的科学家们平起平坐,用同样的标准来衡量他们。”

    基础研究和应用研究要平衡

    针对国家实验室在基础研究和应用研究之间如何平衡的问题,中国科学院高能物理研究所所长王贻芳认为,仅仅专注于基础研究的国家实验室未来可能会遇到问题,因为科学研究有好日子,也有坏日子,特别是对粒子物理学而言。最好是既有长远的应用研究,比如我们正在进行的同步辐射光源研发;也要有基础研究,如粒子物理。“我希望中国科学院在规划国家实验室的未来时能考虑到这点。”

    吉布斯建议:“除了其他的科学和技术目标之外,美国很多国家实验室感兴趣的是那些能提供现实应用、创造工作岗位和经济效益的研究。这次会议让我认识到,中国的研究者和我们有同样的目标。”

    梅索特表示自己的国家实验室背负着很大的期待。他说:“工业领域中的创新链和基础研究完全不匹配。我们通常思考的是未来10—15年,而他们想的是2—3年。要达到这样的预期很具有挑战性。基础研究是关键,但要把基础研究变成创新的工业产品则需要很长的时间。”

    美国能源部阿贡国家实验室主任彼特·利特尔伍德另有一番意见。他说:“我不认为基础研究和应用研究之间存在真正的区别。我们面对的是那些需要着手几十年、能带来长期愿景的大型国家级重要问题;要解决这些问题,就要采用基础科学的方法,逐步地实现目标。就像众所周知的那样,我们能从科学中获得技术,也能从技术中发现科学。”

    管理的最好方法是汇聚人才和资源

    关于如何管理好国家实验室,梅索特认为,“国家实验室的重要特征之一就是把人才和资源聚集在同一个地方。我认为地点比组织结构更重要。我们会尽可能把人员集中到同一个地方工作。中国科学院面临的一个巨大挑战是,已经具备了实验室、研究所和设施,也就是国家实验室的基本构架,但你们缺乏可以让研究人员密切合作的共同场所。你们可以远程合作,但这样难度更大。”

    他举例说,气候变化、电脑和环境方面的科学家之间一般是没有沟通的,但如果他们在同一栋楼里,就可以一起吃午饭、一起讨论问题,很快他们就能建立工作上的合作。“如果他们之间相隔几千米,这种情况是不可能发生的”。

    丁洪很赞同这个观点。他介绍说,中国科学院有100多个研究所,各自专注于不同的领域,这些研究所和大学、企业之间应该形成一定的区域研究基础。“如何把现有的机构和未来的计划相结合是一个有挑战性的问题。”

    但王贻芳并不认为远距离一定会成为问题。他说:“这实际上取决于相关人员是否有相同的理念,是否能成为一个团队来一起工作。否则,即使他们同坐在一个办公室里也无济于事。许多粒子物理方面的项目就是很好的例子,通常这些大型设施及团队均散布在世界各处,我们能把他们组织起来做同一个实验。”

    利特尔伍德对此分享了在运营能源储存研究联合中心时遇到的挑战。阿贡国家级项目涉及很多个体研究人员、大学、国家实验室和产业界。他们起初试图建立和传统方法不一样的工作模式——刚开始是通过电邮、电话、语音邮件和视频系统来建立联系,但之后不得不放弃这种做法。“最后,我们实际上组织了很多面对面的小组会议,有的是周会,有的是月会,大家都在不停地飞来飞去。在某些情况下,你真的可以效仿欧洲核子研究组织这种军事化的精密合作模式。这样一来,每个人都清楚他们在某个特定的阶段应该交付怎样的成果。当然,每一项目都是不同的。”