上海应建立以生命科学为特色的综合性国家实验室

刘民钢

建立国家实验室的必要性

2015年上海开始全面贯彻落实习近平总书记提出的建设具有全球影响力的科技创新中心的要求，当年5月，中共上海市委通过了《关于加快建设具有全球影响力的科技创新的意见》，坚持以体制改革为关键，以创新人才发展为首要，以创新生态环境建设为基础，以重大创新任务布局为抓手，谋划和建设具有全球影响力的科技创新中心。上海市政府加快了张江综合性国家科学中心的建设，组建了若干创新功能性平台，建设了一批科技创新集聚区，引导大众创业、万众创新，积极推进重大科技前瞻布局，不断深化体制机制改革和制度创新。

作为张江综合性国家科学中心建设的重要步骤，相关部门开始谋划在国家科学中心内的国家实验室的建设，这是一个正确的工作方向。

国家实验室作为国家级科研机构的一种重要形式，兴起于第二次世界大战前后，主要为了迎合一个国家重大和紧迫的战略需求。国家实验室一般以明确的国家任务为目标，通过基础科学前沿领域的研究和多学科的交叉研究，寻求基础科学领域的重大发现和解决有关国家安全和发展全局的重大科技问题。在西方发达国家，国家实验室已成为抢占科技创新制高点的重要机制。特别像美国劳伦斯伯克利、布鲁克海文、橡树岭、阿贡等大型国家实验室等，每个都汇集了数以千计的不同学科的高端研究人才，每年都投入亿计的研究资金，围绕国家重点的研究方向，依靠跨学科、大协作支持创新研究。德国、日本等国的国家实验室，也都是如此。

国家实验室的建立有利于集聚一大批高端科学研究人才，有利于国家对重大项目集中投入物力、财力，有利于根据国家的需要，完成一些长期性的基础研究，突破一些短期性的重大科研攻关课题。上海应大力推进在国家科学中心内建立国家实验室的工作。

国家实验室类型

我国现有的国家级实验室分为两类，国家重点实验室和国家实验室。其中国家重点实验室有200多所，国家实验室（含筹建）19所，国家实验室高于国家重点实验室。

我国现有国家实验室仅5所：建在中国科学技术大学的同步辐射国家实验室、建在中国科学院高能物理研究所的正负电子对撞机国家实验室、建在中国科学院近代物理研究所的兰州重离子加速器国家实验室、建于中国科学院金属研究所的沈阳材料科学国家（联合）实验室和建在中国海洋大学、中国科学院海洋研究所等的青岛海洋科学与技术国家实验室。其他列入筹建的国家实验室有北京凝聚态物理国家实验室、合肥微尺度物质科学国家实验室、清华信息科学与技术国家实验室、北京分子科学国家实验室、武汉光电国家实验室、船舶与海洋工程国家实验室、微结构国家实验室、航空科学与技术国家实验室、现代轨道交通国家实验室、现代农业国家实验室、磁约束核聚变国家实验室、清洁能源国家实验室、重大疾病研究国家实验室、蛋白质科学国家实验室共14所。

从研究内容看，我国的国家实验室同国外的国家实验室有相同之处，即：既包含基础性研究的，也有应用型研究为主的。但是，也有明显的不同。以美国大型国家实验室为比较对象：美国约有700多所国家实验室，其中大部分规模较小。但是也有规模很大的，分属国防部和能源部等。以其中能源部所属的10所大型国家实验室为例，如阿莫斯实验室，以凝聚态物质与材料科学、化学与分子科学、应用材料科学与工程为主要研究方向；阿贡实验室，以粒子物理、核物理、加速器科学、凝聚态物质与材料科学、化学与分子科学、应用数学、先进计算机科学、应用核科学与技术、应用材料科学与工程、化学工程、系统工程与集成为主要科研方向；橡树岭实验室，以核物理、加速器科学、等离子与聚变能源科学、凝聚态物质与材料科学、化学与分子科学、气候变化科学、生物系统科学、地下环境科学、先进计算机科学、计算科学、应用核科学与技术、应用材料科学与工程、化学工程、系统工程与集成为主要研究方向；劳伦斯伯克利实验室，以粒子物理、核物理、加速器科学、凝聚态物质与材料科学、化学与分子科学、气候变化科学、生物系统科学、地下环境科学、应用数学、先进计算机科学、计算科学、应用核科学与技术、应用材料科学与工程、化学工程、系统工程与集成为主要研究方向；布鲁克海文实验室，以粒子物理、核物理、加速器科学、凝聚态物质与材料科学、化学与分子科学、气候变化科学、生物系统科学、应用核科学与技术、应用材料科学与工程、化学工程、系统工程与集成为主要研究方向等。10家实验室中，除普林斯顿等离子物理实验室研究方向较为集中外，其他都涉及多个学科，都属于综合性的实验室。

而从本文前述情况看，我国的国家实验室多为单一型的，缺少综合性的国家实验室。综合性实验室有很多优点：搭建跨学科的研究平台，有利于不同学科的研究人员相互激发创新思维；储备各学科的研究人才，便于根据研究项目需要组建不同学科研究人员联合组成的研究团队。而我国单一型的国家实验室则明显不具有这样的优先性。因此从类型上来说，上海的国家科学中心如果建立国家实验室，建议应超越现有的国家实验室模式，设立多学科的综合性的国家实验室。

实验室研究方向和重点

在未来上海的综合性国家实验室的研究方向的确立上，科学的发展历史值得重视。

从以往的科学革命的发展历史看，新的、大规模的产业革命之前必然会有一个科学革命作为先导。而能形成产业革命的科学革命，其主要成果必然是对自然界和人类本身有着更深层次的认识，由此引发全新产业的诞生和全新市场的形成。世界发达国家显然意识到这个发展趋势，因此特别注重在基础研究上的投入。美国的国家实验室中，有相当部分正是瞄准这类基础研究领域的。如上述美国能源部的大型实验室中，大部分实验室都集中在核物理、加速器科学、等离子与聚变能源科学、凝聚态物质与材料科学等探索物质更深层次结构的研究上。

就基础研究的未来发展而言，最主要的研究方向集中在以下几个方向：对物质的更加深层次的研究、对深海的研究、对外太空未知领域的探索，还有一个是对人类本身的深入探索。从我国已有的国家实验室看，前两个都已经有相应的研究室，且要依托大型研究设施，上海已没有可能重复建设这样的国家实验室，而且上海本身已有的研究条件也不适合这样的研究方向。但是在对生命本身和外太空的研究方面，上海的有利条件较多，特别是在生命科学的研究方面。上海已有的此类国家级研究机构有中国科学院上海生命科学研究院，包括了原上海生物化学研究所、上海细胞生物学研究所、上海脑研究所、上海药物研究所等10多家研究机构，同时，上海有一批在生命科学和医学方面具有很强研究能力的高等院校，如上海科技大学。有两个世界著名的医科学院——原上海医学院和原上海第二医学院，以及附属的一大批三级甲等医院，还有特色鲜明的上海中医药大学。而且从长远的发展看，生命科学的研究突破和成果，也较容易形成極具潜力的新兴产业。因此，上海建设国家实验室，应以生命科学的研究作为重要的研究方向。 （作者系市人大代表，上海师范大学图书馆馆长）endprint