國家實驗室主要圍繞國家使命，從事基礎性和戰略性科研任務，通過多學科交叉協助，解決事關國家安全和經濟社會發展全局的重大科技問題。《專項規劃》指出，國家實驗室是體現國家意志、實現國家使命、代表國家水準的戰略科技力量，是面向國際科技競爭的創新基礎平臺。建設國家實驗室有助於提升我國戰略性和前瞻性科技能力，強化科技競爭力和話語權，是我國實現科技強國夢的必然選擇。
集中科技資源乾大事
建設國家實驗室，有利於突破我國跨部門或機構科研合作的障礙，充分發揮我國科技體制優勢，集中多方優勢資源，組織完成戰略性的國家重大科技任務。如，我國正在運作的青島海洋科學與技術國家實驗室是依託中國海洋大學、中國科學院海洋研究所、國家海洋局第一海洋研究所、中國水産科學研究院黃海水産研究所、中國地質調查局青島海洋地質研究所等5家單位聯合共建，力求實現資源優勢互補，自2015年10月啟用以來，已攻關多項重大海洋科技難題，在我國海洋強國建設中發揮了重要支撐作用。國家實驗室不僅能集聚大量的國內外專業優秀人才，還能以重大科研攻關為紐帶，調動和吸引全球優質科技資源，成為綜合前沿的科研網路核心。
優化科技資源配置與使用
我國科技資源（人才、平臺、經費和數據等）管理仍存在配置重復、缺乏統籌、技術設備和數據缺乏共用等問題，造成科技資源浪費。中國科學院院士程津培曾指出，我國目前的基礎研究主要分佈在中科院和研究型大學，以依託在各個院校所的200多家國家重點實驗室為主要代表，但現有研發結構尚缺乏能夠在更高層次上組織學科交叉，能夠協同創新攻克戰略性、瓶頸型等重大科學問題的能力，機構之間缺乏協同是一個重要原因。國家實驗室有利於聚焦國家重大發展問題，被寄望于可跨部門和機構協調、整合和優化各類優質科技資源，推進科技資源開放共用，改善科技産出效率和品質。
提升國家科技創新能力
國家實驗室的科研活動定位較高，瞄準國際科技前沿，攻克事關國家核心競爭力和經濟社會可持續發展的核心技術，是彰顯國家科技實力和創新能力最理想的科技平臺。習近平總書記指出，我國同發達國家的科技經濟實力差距主要體現在創新能力上。提高創新能力，必須夯實自主創新的物質技術基礎，加快建設以國家實驗室為引領的創新基礎平臺。中國科學院院長白春禮表示，中國逐步將國家實驗室打造成聚集國內外一流人才的高地，形成代表國家水準、國際同行認可、在國際上有重要影響的科技創新實力，成為國家重要戰略創新力量。例如：2017年9月在杭州未來科技城“人工智慧小鎮”成立的之江實驗室，旨在積極爭創網路資訊國家實驗室，打造具有全球影響力的資訊經濟科創中心；同月在上海成立的張江實驗室，目標是到2030年躋身世界一流國家實驗室行列，專注生命科學、資訊技術以及交叉科學的重大科技攻關問題。
國家實驗室在主要發達國家已發揮重要作用
國家實驗室（在有的國家以中心或研究所命名）是美、英、德等世界主要科技強國科研體系的重要組成部分、科技競爭力的核心力量、重大科技成果産出的重要載體。
美國已形成比較完善的國家實驗室系統，在國防、航空航太、能源等領域作出巨大貢獻，逐步成為支援國家科技創新的持續力量、基礎研究成果的搖籃。如始建於1931年的勞倫斯伯克利國家實驗室，至今已産生13位諾貝爾獎獲得者和約80位美國科學院院士。
英國擁有一批世界著名的國家實驗室，如卡文迪許實驗室、國家物理實驗室以及英國國家海洋學中心等。其中，卡文迪許實驗室自1874年創立至今，産生了28位諾貝爾獎獲得者。
德國的國家實驗室致力於服務國家和社會的長期發展目標，由18個研究中心組成的德國亥姆霍茲聯合會是其中突出代表。該聯合會有明確的國家任務導向，致力於為經濟、科技和社會的重大難題尋找關鍵解決方案，多年來為德國的科技發展作出了重大貢獻。
以國家實驗室為核心優化我國科研體系
我國科技創新取得了舉世矚目的成就，但仍存在科研體系“大而不強”、科研主體缺乏統籌協同等問題。建設國家實驗室將是優化我國科技體系和科技制度的重要舉措。建設國家實驗室不是另起爐灶，而是整合和優化現有的優勢科技資源，實現我國科技人才、平臺、經費和數據等科技資源的合理分配和科學使用。《專項規劃》提出了明確的建設思路：突出國家意志和目標導向，採取統籌規劃、自上而下為主的決策方式，統籌全國優勢科技資源整合組建。建議從以下維度推進落實：
宏觀上，制定可有效統籌和提高運作效率的國家實驗室管理體制機制。
清楚認識科學化管理在國家實驗室論證、建設、管理和評估階段的重要作用，加強頂層設計。可在國家層面建立中央直屬的國家實驗室辦公室，在國家實驗室建設中理順國家、部門和地方以及部門、國家實驗室和依託單位的關係，打破體制機制束縛，統籌相關資源，並在國家實驗室動態調整與有序退出中發揮積極的協調作用。地方上成立相應支撐組織或部門，有效統籌地方資源支援國家實驗室建設。管理上充分借鑒國際經驗，可嘗試委託高校、研究所、企業、基金會等第三方機構管理運營；建立專業的評估制度，引入第三方評估機構對國家實驗室的整體運作情況進行評估。
微觀上，賦予國家實驗室在科技發展方向與科技資源使用方面的自主權。
強化國家實驗室在微觀的科研體系建設與優化中的主導能力和作用，賦予其充分自主權，激活國家科研體系活力。充分利用國家實驗室的前沿優勢，提高國家實驗室在微觀科技發展方向佈局以及科技決策和資源配置中的話語權，促進科技發展與政策制定緊密結合，提高政策的有效性與前沿性。這樣有利於縮短科技決策的時間週期，快速搶先佈局科技戰略；有利於讓科學家有效參與或支撐科技決策，優化科技資源配置，改善科技創新體系治理。此外，要充分發揮市場的決定性作用，在中央統籌和地方支援下，強化國家實驗室管理單位的獨立地位，使其更客觀地在國家實驗室的運作與科技決策中發揮積極作用。
橫向上，緊密圍繞發展需求構建國家實驗室的産學研支撐體系。
國家實驗室要充分利用産學研合作的模式，發揮企業在市場運營、高校在人才培養、科研機構在科研活動上的優勢，形成多方合作共贏的協同創新模式。國家實驗室應與大學、企業以及其他科研機構進行緊密結合，形成功能上的補充機制、成果上的共用機制以及人才上的流動機制，提升科研體系的整體效能。在國家宏觀層面上建立協調機制，確立國家實驗室在産學研科技創新合作中的主導地位，便於國家實驗室利用科技資源進行攻關研究。
縱向上，構建以國家實驗室為引領的多層、協同型國家科研體系。
要厘清國家實驗室與現有科技創新基地的功能關係，按照國家科技發展需求進行調整和整合，推進我國科研體系優化，提高效能。在具體操作中，避免科技平臺體系龐雜、相互交叉、不斷擴張，管理部門眾多、各管一塊、各管一段等問題，加強頂層設計，強化統籌考慮。縱向上有效利用科學與工程研究、技術創新與成果轉化、基礎支撐與條件保障等三類科技創新基地的資源和優勢，促進資源互補和功能聯動，提升國家科研體系的整體效能。構建以國家實驗室為引領的國家科研體系，改善我國目前科研基礎體系結構不清晰、功能定位重復、資源缺乏共用等不足，形成以國家實驗室為核心，佈局合理、定位清晰，多層次、功能互補的協同型國家科研體系。
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