實驗室分成很多等級，而一般來說，在這個學(xué)術(shù)鏈條上，最高端的實驗室就是國家實驗室(National Laboratory).它一般由國家直接投資建設(shè)，進行的研究一般也是最重要的研究。作為世界上第一科研強國的美國，有一套完善的國家實驗室制度，是美國學(xué)術(shù)界的頂梁柱，值得我們了解和學(xué)習(xí)。
美國的國家實驗室一般隸屬于聯(lián)邦的政府部門，如能源部、國防部、NOAA(國家海洋和大氣局)、 NASA(國家航空航大局)等，由聯(lián)邦政府撥款支持。而實驗室又一般交由知名大學(xué)來代管，這樣大學(xué)可以借用實驗室的財力，而實驗室又可以從大學(xué)來獲得人力。美國從20世紀上半期開始建立國家實驗室制度，到了今大已經(jīng)建設(shè)成了一個完善的國家實驗室系統(tǒng)，在各個基礎(chǔ)和前沿領(lǐng)域開展研究。
著名實驗室
美國很多著名大學(xué)都為政府代管國家實驗室，這些實驗室的名字也就和大學(xué)連在一起了。最著名的如勞倫斯伯克利國家實驗室(Lawrence BerkeleyNational Laboratory)。勞倫斯伯克利國家實驗室位于美國加州大學(xué)伯克利分校，占地81公頃，毗鄰舊金山灣。它隸屬于美國能源部，由伯克利代管。勞倫斯伯克利實驗室是1939年諾貝爾物理學(xué)獎得主歐內(nèi)斯特.奧蘭多.伯克利先生建立的，早期關(guān)注于高能物理領(lǐng)域的研究。勞倫斯伯克利國家實驗室現(xiàn)在研究的領(lǐng)域非常寬泛，下設(shè)18個研究所和研究中心，涵蓋了高能物理、地球科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、計算機科學(xué)、能源科學(xué)、材料科學(xué)等多個學(xué)科。勞倫斯伯克利實驗室建立以來，一共培養(yǎng)了5位諾貝爾物理學(xué)獎得主和4位諾貝爾化學(xué)獎得主。勞倫斯伯克利國家實驗室現(xiàn)有3800名雇員，其中相當(dāng)一部分是伯克利分校的老師和學(xué)生，2004年的財政預(yù)算超過5億美元。特別值得提出的是，目前實驗室的主任是朱棣文先生，他是極少數(shù)擔(dān)任美國國家學(xué)術(shù)機構(gòu)領(lǐng)導(dǎo)的華人之一。
MIT(麻省理工學(xué)院)是一所世界名校，但是在二戰(zhàn)前它井沒有今大的學(xué)術(shù)地位，它的發(fā)展同該校的林肯實驗室(LincolnLaboratory)的發(fā)展是分不開的。二戰(zhàn)期間，MIT獲得了來自五角大樓的巨額資助，其中MIT的輻射實驗室(即后來的林肯實驗室的前身)從事雷達方面的研究，取得了很大成果，井且?guī)恿似渌こ毯屠碚搶W(xué)科的飛速進步。20世紀50年代，林肯實驗室又獲得了來自美國空軍的大量經(jīng)費，井以此為契機進行了早期電腦網(wǎng)絡(luò)的研究。林肯實驗室位于萊克星敦，遠離MIT的主教學(xué)區(qū)，從事很多保密的軍工研究，這為它平添了幾分神秘色彩。不可否認，由于林肯實驗室成功獲得了軍方的支持，也推動了MIT整個學(xué)校的發(fā)展。目前林肯實驗室每年獲得的經(jīng)費是3.4億美元，其中大部分來自軍方。
熟悉二戰(zhàn)歷史的人一定都知道著名的洛斯阿拉莫斯國家實驗室(Los Alamos NationalLaboratory),在著名科學(xué)家奧本海默的領(lǐng)導(dǎo)下，它制造出了世界上第一枚原子彈。該實驗室位于新墨西哥州首府圣塔菲西北56公里處，成立于1943年，當(dāng)年是曼哈頓工程的一部分。該實驗室發(fā)軔于曼哈頓工程，和核工程也結(jié)下了不解之緣。但是該實驗室經(jīng)過這么多年的發(fā)展，在其他學(xué)科領(lǐng)域，如計算科學(xué)、生物科學(xué)等領(lǐng)域內(nèi)也取得了不俗的成果。洛斯阿拉莫斯實驗室的一個特點是同工業(yè)界開展廣泛合作，另一個特點就是和加州大學(xué)緊密合作，目前有6800名員工來自加州大學(xué)。洛斯阿拉莫斯實驗室的年度經(jīng)費達到了驚人的12億美元。
美國能源部擁有多個國家實驗室，其中著名的還有布魯克海文國家實驗室(BrookhavenNational Laboratory)。這個實驗室成立于1947年，位于紐約的長島，以其在能源領(lǐng)域的研究而聞名。布魯克海文實驗室擁有3000名雇員，每年還接待全球的超過 4000名科學(xué)家的訪問。布魯克海文的年度研究經(jīng)費超過4億美元。
橡樹嶺國家實驗室（Oak Ridge National Laboratory，簡稱ORNL）是美國能源部所屬最大的科學(xué)和能源研究實驗室，成立于1943年，現(xiàn)由田那西大學(xué)和Battelle紀念研究所共同管理。20世紀50、60年代，ORNL主要從事核能、物理及生命科學(xué)的相關(guān)研究。70年代成立了能源部后，使得ORNL的研究計劃擴展到能源產(chǎn)生、傳輸和保存領(lǐng)域等。目前，ORNL的任務(wù)是開展基礎(chǔ)和應(yīng)用項目的研發(fā)，提供知識和技術(shù)上的創(chuàng)新方法，增強美國在主要科學(xué)領(lǐng)域里的領(lǐng)先地位；提高潔凈能源的利用率；恢復(fù)和保護環(huán)境以及為國家的安全作貢獻。ORNL在許多科學(xué)領(lǐng)域中都處于國際領(lǐng)先地位。它主要從事6個科學(xué)領(lǐng)域方面的研究，包括中子科學(xué)、能源、高性能計算、復(fù)雜生物系統(tǒng)、先進材料和國家的安全。
美國阿貢國家實驗室（Argonne National Laboratory，簡稱ANL）是美國政府最老和最大的科學(xué)與工程研究實驗室之一——在美國中西部為最大。ANL是1946年特許成立的美國第一個國家實驗室，也是美國能源部所屬最大的研究中心之一。過去半個世紀中，芝加哥大學(xué)為美國能源部及其前身監(jiān)管阿貢國家實驗室的運行。
阿貢是從二次世界大戰(zhàn)曼哈頓工程的一部分，芝加哥大學(xué)的冶金實驗室的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。1942年12月2日，美國科學(xué)家費米（Enrico Fermi，1901-1954）和他約50名的同事在芝加哥大學(xué)的壁球場里產(chǎn)生了世界上第一個受控核鏈式反應(yīng)。戰(zhàn)后，阿貢接受開發(fā)和平利用原子反應(yīng)堆的任務(wù)。數(shù)年來，阿貢的研究不斷擴大，包括了科學(xué)、工程和技術(shù)的許多其他領(lǐng)域。阿貢現(xiàn)在不是，也從來不曾是武器實驗室。阿貢有兩個場所。伊利諾州-東場所被芝加哥環(huán)路西南約25英里的森林保護區(qū)所環(huán)繞。阿貢的4,000名雇員中約有3,200名在該1500英畝樹木繁茂的場所工作。美國能源部芝加哥工作辦公室也設(shè)在這里。
成功的秘密
美國的國家實驗室是美國的第三大科研群體，是美國世界科研領(lǐng)先地位的重要支柱，培養(yǎng)了很多諾貝爾獎得主，獲得了無數(shù)先進的科研成果。它之所以能夠取得這么大的成功，有很多原因，其中主要的:
一是國家的大力投入。國家每年在國家實驗室投入的經(jīng)費近百億美元，巧婦難為無米之炊，只有充足的資金投入做后盾，科研才能順利開展。
二是和高校的緊密結(jié)合。我們上面提到的所有實驗室都和一流大學(xué)有著密切的合作關(guān)系，另外如著名的噴氣推進實驗室< JetPropulsion Laboratory)與加州理工學(xué)院在很多人心目中都成了同義詞。高校有一流的學(xué)者，而]實驗室可以提供經(jīng)費和項目。
三是推動大型科研項目。所有這此實驗室發(fā)展的趨勢都是進行各學(xué)科的滲透和綜合研究，同時開展大型的研究項目。每個實驗室都擁有巨大的人力和物質(zhì)資源，也只有它們能夠開展這樣的大規(guī)模研究。
美國的國家實驗室為了國家的戰(zhàn)略目標開展重點研究，同日開展基礎(chǔ)領(lǐng)域和應(yīng)用研究，不僅推動了科學(xué)的進步，也推進了國民經(jīng)濟的發(fā)展，這都是值得我們?nèi)パ芯繉W(xué)習(xí)
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