實驗室分成很多等級，而一般來說，在這個學術鏈條上，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，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，是美國學術界的頂梁柱，值得我們了解和學習。
美國的國家實驗室一般隸屬于聯邦的政府部門，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，由聯邦政府撥款支持。而實驗室又一般交由知名大學來代管，這樣大學可以借用實驗室的財力，而實驗室又可以從大學來獲得人力。美國從20世紀上半期開始建立國家實驗室制度，到了今大已經建設成了一個完善的國家實驗室系統，在各個基礎和前沿領域開展研究。
著名實驗室
美國很多著名大學都為政府代管國家實驗室，這些實驗室的名字也就和大學連在一起了。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年諾貝爾物理學獎得主歐內斯特.奧蘭多.伯克利先生建立的，早期關注于高能物理領域的研究。勞倫斯伯克利國家實驗室現在研究的領域非常寬泛，下設18個研究所和研究中心，涵蓋了高能物理、地球科學、環境科學、計算機科學、能源科學、材料科學等多個學科。勞倫斯伯克利實驗室建立以來，一共培養了5位諾貝爾物理學獎得主和4位諾貝爾化學獎得主。勞倫斯伯克利國家實驗室現有3800名雇員，其中相當一部分是伯克利分校的老師和學生，2004年的財政預算超過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，他是極少數擔任美國國家學術機構領導的華人之一。
MIT(麻省理工學院)是一所世界名校，但是在二戰前它井沒有今大的學術地位，它的發展同該校的林肯實驗室(LincolnLaboratory)的發展是分不開的。二戰期間，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，井且帶動了其他工程和理論學科的飛速進步。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費，井以此為契機進行了早期電腦網絡的研究。林肯實驗室位于萊克星敦，遠離MIT的主教學區，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整個學校的發展。目前林肯實驗室每年獲得的經費是3.4億美元，其中大部分來自軍方。
熟悉二戰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),在著名科學家奧本海默的領導下，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，當年是曼哈頓工程的一部分。該實驗室發軔于曼哈頓工程，和核工程也結下了不解之緣。但是該實驗室經過這么多年的發展，在其他學科領域，如計算科學、生物科學等領域內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界開展廣泛合作，另一個特點就是和加州大學緊密合作，目前有6800名員工來自加州大學。洛斯阿拉莫斯實驗室的年度經費達到了驚人的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名科學家的訪問。布魯克海文的年度研究經費超過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和能源研究實驗室，成立于1943年，現由田那西大學和Battelle紀念研究所共同管理。20世紀50、60年代，ORNL主要從事核能、物理及生命科學的相關研究。70年代成立了能源部后，使得ORNL的研究計劃擴展到能源產生、傳輸和保存領域等。目前，ORNL的任務是開展基礎和應用項目的研發，提供知識和技術上的創新方法，增強美國在主要科學領域里的領先地位；提高潔凈能源的利用率；恢復和保護環境以及為國家的安全作貢獻。ORNL在許多科學領域中都處于國際領先地位。它主要從事6個科學領域方面的研究，包括中子科學、能源、高性能計算、復雜生物系統、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，芝加哥大學為美國能源部及其前身監管阿貢國家實驗室的運行。
阿貢是從二次世界大戰曼哈頓工程的一部分，芝加哥大學的冶金實驗室的基礎上發展起來的。1942年12月2日，美國科學家費米（Enrico Fermi，1901-1954）和他約50名的同事在芝加哥大學的壁球場里產生了世界上第一個受控核鏈式反應。戰后，阿貢接受開發和平利用原子反應堆的任務。數年來，阿貢的研究不斷擴大，包括了科學、工程和技術的許多其他領域。阿貢現在不是，也從來不曾是武器實驗室。阿貢有兩個場所。伊利諾州-東場所被芝加哥環路西南約25英里的森林保護區所環繞。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，是美國世界科研領先地位的重要支柱，培養了很多諾貝爾獎得主，獲得了無數先進的科研成果。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合。我們上面提到的所有實驗室都和一流大學有著密切的合作關系，另外如著名的噴氣推進實驗室< JetPropulsion Laboratory)與加州理工學院在很多人心目中都成了同義詞。高校有一流的學者，而]實驗室可以提供經費和項目。
三是推動大型科研項目。所有這此實驗室發展的趨勢都是進行各學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資源，也只有它們能夠開展這樣的大規模研究。
美國的國家實驗室為了國家的戰略目標開展重點研究，同日開展基礎領域和應用研究，不僅推動了科學的進步，也推進了國民經濟的發展，這都是值得我們去研究學習
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