2024年6月，在一次全國科學技術大會上，中國領導人指出，高新技術產(chǎn)業(yè)已然成為“國際競爭的前沿和主戰(zhàn)場，深刻重塑全球秩序和發(fā)展格局”。他當然完全正確。美國和中國正通過發(fā)展新技術——包括具有軍民兩用性質的技術——爭奪經(jīng)濟、軍事和外交主導權。
中國在這一領域正成為越來越強大的競爭對手。自2015年宣布“中國制造2025”計劃以來，北京方面已將推進關鍵新興技術發(fā)展作為政府工作的重點。如今，中國正與美國展開激烈競爭。2024年第四季度，中國汽車制造商比亞迪在純電動汽車銷量上超越了特斯拉。除了規(guī)模超過特斯拉，比亞迪在創(chuàng)新方面也更具優(yōu)勢，其車型可側向滑入停車位并在緊急情況下懸浮，充電樁可在短短五分鐘內為車輛補充高達250英里的續(xù)航里程——這一速度是特斯拉超級充電樁的數(shù)倍。
國有企業(yè)中國商用飛機有限責任公司也計劃在航空制造領域挑戰(zhàn)美國領軍企業(yè)；今年3月，該公司公布了研發(fā)超音速客機的計劃，該機型產(chǎn)生的超音速轟鳴聲僅相當于吹風機噪音。同月，北京通過一顆小型廉價衛(wèi)星向南非發(fā)送了量子加密圖像，這標志著量子通信技術取得重大突破。中國生物技術公司正與美國同行競爭開發(fā)新藥。隨著人工智能對能源需求的增長，聚變能——一種潛在的巨大碳中和電力來源——變得更加吸引人，中國在聚變能領域擁有比任何國家都多的公共聚變項目、聚變專利和聚變博士學位。
近年來，美國政府對日益加劇的競爭所作出的回應大多帶有保護主義色彩，包括對電動汽車征收關稅、限制中國在戰(zhàn)略性領域的投資，以及對用于先進人工智能的GPU芯片和芯片制造設備實施出口管制。然而，中國人工智能公司DeepSeek的成功表明，這種做法最終是徒勞的。DeepSeek是一家從中國對沖基金中分拆出來的公司，今年1月，該公司推出了一款高質量的人工智能工具，而開發(fā)這款工具時并未獲得大量高端GPU的支持，這些GPU被認為是構建此類模型所必需的。遲早有一天，中國將找到繞過華盛頓設置的任何障礙的方法。
這就是為什么美國絕不能放松自身創(chuàng)新努力。當北京政府決定中國必須在某項技術上領先時，資源不是問題，短期盈利能力也不是問題。而華盛頓方面，傳統(tǒng)上尊重市場力量并反對政府主導的產(chǎn)業(yè)政策。在技術戰(zhàn)場上，美國人必須繼續(xù)做自己最擅長的事情，同時尋找新的方式來提升競爭力。
自第二次世界大戰(zhàn)以來，美國一直不斷創(chuàng)造并商業(yè)化突破性技術。但這種成功絕非理所當然。特朗普政府近期通過削減聯(lián)邦對大學研究的資金支持，正冒著枯竭工業(yè)和軍事領域新思想關鍵來源的風險，而此時美國面臨的地緣政治威脅仍在持續(xù)加劇。為避免科學技術停滯，美國必須大幅增加對大學科研的公共投入，確保充分利用學術界涌現(xiàn)的科研成果，并制定合理的移民政策，吸引全球最優(yōu)秀的人才來美學習并留美工作。然而，當前政府似乎執(zhí)意破壞而非培育這一美國核心競爭力的關鍵源泉。
發(fā)明之母
過去八十年間，美國最擅長的事情之一就是發(fā)明基礎性技術。這種創(chuàng)新的源泉往往是美國的研究型大學。當今許多最具影響力的技術——包括互聯(lián)網(wǎng)、支撐生成式人工智能的人工神經(jīng)網(wǎng)絡、量子計算、核酸測序、DNA擴增、CRISPR基因編輯、mRNA疫苗和療法、3D打印以及癌癥治療中的檢查點抑制劑——均源自美國大學實驗室的開創(chuàng)性探索。這些基于大學的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明隨后催生了初創(chuàng)企業(yè)，或被現(xiàn)有科技公司收購并進一步投資開發(fā)，最終推向市場。
最佳創(chuàng)新往往發(fā)生在科學研究最前沿的領域。換言之，科學推動知識進步，而這些先進知識又催生出新的理念、工具和流程，從而促進和加速創(chuàng)新，并進一步推動知識發(fā)展。截至2021年，美國在基礎科學研究方面的投入仍遠超其他任何國家。大學是此類研究的主要執(zhí)行者，而聯(lián)邦政府則是其最大資助方。這些研究對美國經(jīng)濟的溢出效應極為巨大。
達拉斯聯(lián)邦儲備銀行2023年5月的一項分析顯示，自二戰(zhàn)以來，美國政府對非國防研發(fā)的支持占美國商業(yè)部門總要素生產(chǎn)率增長的至少五分之一——這一回報遠高于聯(lián)邦基礎設施投資或私人研發(fā)所產(chǎn)生的回報。（大多數(shù)行業(yè)研發(fā)不可避免地更專注于更狹窄的問題，且具有更近期的商業(yè)效益。） 然而，盡管大學主導的研究對美國高科技經(jīng)濟至關重要，且聯(lián)邦政府在其中扮演關鍵角色，但近年來政府支持力度卻日益不足。盡管實際支出有所增加，但研發(fā)支出占聯(lián)邦預算的比例已從20世紀60年代中期（當時美國正與蘇聯(lián)競爭）的超過10%，降至如今僅3%的微不足道水平，而當前美國正面臨中國這一更具競爭力的對手。在現(xiàn)政府執(zhí)政下，用于研發(fā)的資金很可能遭到大幅削減。
隨著聯(lián)邦政府在學術研究資金中的份額從2012年的61%下降到2021年的55%，美國大學增加了自身資金在研究中的投入比例，包括捐贈收入，從2012年的21%上升到2021年的25%。然而，即使是最大規(guī)模的捐贈收入也無法彌補聯(lián)邦資金對學術研發(fā)的削減,2023財年這一削減額接近600億美元。2021年，美國在經(jīng)濟合作與發(fā)展組織（OECD）32個報告國家中，學術研發(fā)支出占國內生產(chǎn)總值（GDP）的比例排名第23位。
2022年的《芯片與科學法案》旨在糾正部分投資不足，授權撥款2000億美元用于研發(fā)、人才培養(yǎng)和經(jīng)濟開發(fā)。支持美國非醫(yī)療學術研究的國家科學基金會預算本應在2027年前翻一番。然而，國會從未完全撥付這些資金，該機構預算在2024年被削減，今年也保持不變。
相比之下，中國今年早些時候宣布將中央政府科技預算增加10%，并加大對基礎研究的重視。許多北京的政治領導人畢業(yè)于被稱為“中國麻省理工學院”的清華大學。這些官員深諳科學技術及其對各領域的影響。因此，中國領導人將大學視為實現(xiàn)國家“復興”和科技自立的關鍵，自1998年以來，中國高等教育機構數(shù)量已增至原來的三倍。過去二十年間，中國在STEM領域授予的博士學位數(shù)量超過美國，且2016年首次在科研論文發(fā)表量上超越美國。中國不僅在創(chuàng)新投入的規(guī)模上實現(xiàn)增長，更注重提升質量。2016年《自然指數(shù)》顯示，全球前十名高產(chǎn)優(yōu)質科研機構中，五家為美國機構，一家為中國機構。而在2024年最新指數(shù)中，這一格局發(fā)生逆轉：全球前十名中八家為中國機構，僅兩家為美國機構。
失去關鍵規(guī)模
目前， 僅在就任數(shù)月內，特朗普政府已對美國科研體系造成了驚人的破壞——這種破壞將產(chǎn)生長期影響。這包括削減研究機構的人員編制，凍結撥款審批流程。政府還取消了被認為違反行政命令的已撥款項目，例如涉及性別認同、多樣性、公平性和包容性，或在哥倫比亞大學等不受青睞機構的項目。 最全面的變革是大學研究資金體系的結構性調整。特朗普政府試圖將國家衛(wèi)生研究院、能源部和國家科學基金會對研究間接成本（包括維護和運營建筑物以及為實驗室提供信息基礎設施的成本）的報銷比例上限設定為15%，這并不反映頂尖大學實際承擔的成本。盡管法院迄今已暫停這一政策變更，但若政府得以推進，美國頂尖研究型大學將遭受嚴重打擊。特朗普提出的2026年預算案將大幅削減美國科學經(jīng)費，包括將國家衛(wèi)生研究院預算削減約40%，國家科學基金會預算削減約57%。提議對大學捐贈收入征收14%或21%的稅收，或取消大學的免稅地位，將使那些希望通過自有資金彌補部分缺口的大學陷入困境。 特朗普政府不僅在削減大學預算，還在削弱其人才招募能力。美國長期以來受益于龐大的“人才紅利”，全球最頂尖的科學家和工程師紛紛來到美國研究型大學任教和學習。然而，特朗普政府通過削減資金、學術審查和敵對的移民政策，正在引發(fā)人才流失。最近《自然》雜志對美國研究人員進行的一項調查顯示，四分之三的受訪者表示，由于特朗普政府對科學領域的干擾，他們正在考慮離開美國。 歐洲大學正熱切地招募這些美國科學人才。巴塞羅那和馬德里等城市的科研機構報告稱，收到了數(shù)十份來自美國科學家的申請。在對美國競爭力至關重要的領域——人工智能、機器人技術、數(shù)學和核聚變——中，具有中國背景的杰出研究人員正離開美國頂尖研究型大學，返回中國。這一人才外流是特朗普政府第一任期內開始的華裔科學家出走潮的加速版。當時，美國司法部的“中國計劃”不公正地將華裔學者作為打擊目標。 最好的創(chuàng)新往往發(fā)生在最好的科學研究場所。 研究經(jīng)費的凍結和削減也對下一代人才產(chǎn)生了立竿見影的影響。研究型大學正在限制招收研究生和聘用博士后研究人員的人數(shù)，甚至撤回已發(fā)出的錄用通知。國家科學基金會已將提供的研究生獎學金數(shù)量減半。在特朗普第二任期前六周結束時，全國博士后協(xié)會對博士后研究人員進行的一項調查顯示,43%的受訪者表示其職位“受到威脅”,35%表示其研究“被推遲或面臨其他風險”。其中一些年輕人可能完全離開科學領域。 國際研究生被拘留和可能被驅逐出境，以及學生簽證被撤銷（有時甚至沒有解釋），這很可能使美國成為世界頂尖學生眼中的一個更不具吸引力的目的地，從而削弱美國在新興技術領域的領導地位。在全國范圍內，國際學生獲得了計算機與信息科學領域64%的博士學位，工程領域57%的博士學位，以及數(shù)學與統(tǒng)計學領域54%的博士學位。美國顯然可以更好地培養(yǎng)本國人才，但在吸引全球頂尖人才方面，美國所獲得的利益是巨大的。絕大多數(shù)在美國接受教育的國際博士生都計劃在獲得學位后留在美國，其中包括超過四分之三的中國博士畢業(yè)生。這些學生為美國經(jīng)濟做出了貢獻；美國政策國家基金會最近的分析顯示，美國25%的十億美元初創(chuàng)公司創(chuàng)始人都是以國際學生身份來到美國的。然而，越來越多的頂尖國際學生有了其他選擇。清華大學和北京大學分別位列《泰晤士高等教育》世界大學排名的第12位和第13位。北京大學在人工智能研究產(chǎn)出方面位居世界第一，清華大學位居第二。 據(jù)報道，美國邊境的緊張對峙正讓外國科學家在參加科學會議前猶豫不決。例如，今年3月，一名從事航天研究的法國科學家在試圖前往休斯頓附近參加會議時被扣留并拒絕入境。美國官員聲稱，該科學家被拒入境是因為他持有洛斯阿拉莫斯國家實驗室的機密信息，但法國官員表示，他被拒是因為手機中含有批評特朗普政府科學政策的短信。如果美國連召集世界頂尖科學家都做不到，它將難以維持長期倡導的開放交流和自由探究——而科學正是依賴于此。 特朗普政府似乎認為美國在科學和技術領域的領導地位是理所當然的。這種想法將是一個危險的錯誤。美國人習慣于美國公司定期推出令人驚嘆的創(chuàng)新，包括iPhone、云計算、特斯拉Model S和ChatGPT。美國歷史和文化中確實存在鼓勵創(chuàng)新和冒險精神的一些方面。但美國并非因為其人民天生比世界其他地區(qū)的人更聰明或更有創(chuàng)造力而成為世界科學和技術超級大國。它之所以成為領導者，是因為它擁有世界上最好的科學和創(chuàng)新體系——而這一體系正受到特朗普政府的攻擊。 增長引擎 現(xiàn)代研究型大學是德國的發(fā)明，可追溯至19世紀初，當時柏林洪堡大學的學術先驅們主張將教學與研究相結合、擴大學術自由，并認為研究應脫離對即時實用性的考量。他們認為，國家應支持此類探索——但不應直接干預。這一模式極具吸引力,19世紀時，德國吸引了全球最優(yōu)秀的人才：約1萬名美國學者在德國大學獲得博士學位或其他高級學位。其中一些在德國接受教育的美國人于1876年創(chuàng)立了美國第一所研究型大學——約翰霍普金斯大學。 我工作并曾擔任校長的麻省理工學院（MIT）于1865年以另一種模式——理工學院模式——開始運營。它專注于應用科學與工程而非理論研究，旨在為一個年輕的工業(yè)化國家培養(yǎng)技術人才。麻省理工學院最初缺乏資金和興趣開展大量研究，但在20世紀初，時任校長亨利·普里切特（Henry Pritchett）在德國進行學術考察后，堅信麻省理工學院不應僅限于教學。他建立了該校首個大型研究實驗室。 麻省理工學院迅速成為應用研究領域的領軍機構，其研究成果惠及美國工業(yè)和社會。這些研究常常與當時美國領先的企業(yè)合作進行，包括AT&T和通用電氣。聯(lián)邦政府尚未開始資助大學研究。盡管行業(yè)支持是財務生存的關鍵，但與行業(yè)合作的經(jīng)驗使麻省理工學院特別擅長將發(fā)明轉化為市場產(chǎn)品。 到20世紀20年代，麻省理工學院的領導層和校友開始擔心，過分商業(yè)化會限制大學的影響力。1930年，該校聘請核物理學家卡爾·康普頓擔任校長?？灯疹D早在1927年就主張大學研究不應僅服務于工業(yè)；他認為大學是唯一能夠在不受商業(yè)化壓力下進行純科學研究的場所。他還主張此類研究應由從科學中獲利的任何企業(yè)繳納的稅收來資助。 直到第二次世界大戰(zhàn)期間，聯(lián)邦政府才在聯(lián)邦工程師范內瓦·布什的推動下，開始大量撥款支持大學科研。布什在麻省理工學院任教期間，設計并建造了第一臺模擬計算機。他同時具備卓越的科學政策制定能力。 1939年德國入侵波蘭后，布什說服美國總統(tǒng)富蘭克林·羅斯福成立一個組織，負責監(jiān)督對軍事有用的研究。1940年，羅斯福成立了國家防御研究委員會，布什擔任其負責人。（該機構后來擴權成為科學研究與發(fā)展辦公室，布什仍掌權。） 麻省理工學院校長康普頓（Compton）作為委員會成員，被委派負責識別用于探測德國飛機和艦船的技術——這直接促成了麻省理工學院輻射實驗室（Radiation Lab）的成立。 該實驗室以“輻射”為名以迷惑納粹，其實際研究方向并非放射性材料，而是微波雷達系統(tǒng)——這項技術對戰(zhàn)爭結局的影響甚至可能超過原子彈。來自全國各地的頂尖科學家，其中許多人后來獲得了諾貝爾獎，被招募到輻射實驗室。在接下來的五年里，麻省理工學院開發(fā)了超過100種雷達系統(tǒng)，以應對德國潛艇和V-1飛彈的威脅。 在聯(lián)邦資金的支持下，全國各地的大學得以投入時間和精力參與戰(zhàn)時項目。芝加哥大學、哥倫比亞大學和加州大學伯克利分校為曼哈頓計劃開展了初步研究，許多頂尖大學也為該計劃提供了人才支持。加州理工學院從事火箭技術研究。哈佛大學研究如何利用聲納對抗納粹潛艇以及如何在遠程轟炸機中降低噪音，為玻璃纖維的開發(fā)做出了貢獻。1942年，約翰霍普金斯大學成立了應用物理實驗室，該實驗室研發(fā)了近炸引信——這是盟軍勝利的另一項關鍵技術創(chuàng)新——并在后來的“斯普特尼克時代”提出了全球定位系統(tǒng)（GPS）的概念。 德國投降后，布什向美國總統(tǒng)哈里·杜魯門提交了一份題為《科學：無盡的邊疆》的里程碑式報告，主張繼續(xù)聯(lián)邦政府對大學科研的支持。布什指出，政府資助的科學研究對盟軍勝利至關重要，包括可大規(guī)模生產(chǎn)的青霉素的開發(fā)，挽救了無數(shù)生命。他強調，美國不能再像過去那樣依賴“戰(zhàn)后歐洲”進行基礎科學發(fā)現(xiàn)。 布什關于和平時期聯(lián)邦政府資助研究和科學教育的論點，不僅關乎國家安全和公共健康，還關乎經(jīng)濟增長。在他看來，通過繼續(xù)“研究自然規(guī)律”，美國能夠創(chuàng)造新的制造業(yè)并擴大現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)——這一評估后來被證明具有遠見卓識。僅僅十多年后，麻省理工學院經(jīng)濟學家羅伯特·索洛發(fā)表了開創(chuàng)性研究，證明現(xiàn)代經(jīng)濟增長依賴于技術進步，而不僅僅是資本和勞動力，這一觀點推翻了古典經(jīng)濟范式——這項研究使他獲得了諾貝爾獎。 布什對創(chuàng)新持有線性觀點：聯(lián)邦政府應為大學提供資金，支持由好奇心驅動而非以盈利為目的的基礎研究項目。這些項目培養(yǎng)了杰出人才并產(chǎn)生了發(fā)現(xiàn)；隨后，產(chǎn)業(yè)界會進一步開發(fā)這些發(fā)現(xiàn)并尋找其實際應用。 盡管布什的構想并未完全按其設想實施，但戰(zhàn)后政府仍持續(xù)為大學研究提供聯(lián)邦資金支持，助力美國成為全球科學技術霸主，孕育出世界頂尖研究型大學的獨特集群，并吸引全球最優(yōu)秀的STEM人才匯聚于此。在此模式下，美國頂尖研究型大學既支持現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)，又成為創(chuàng)業(yè)的搖籃。2011年，斯坦福大學的一項研究顯示，自20世紀30年代以來，該校校友和教職員工創(chuàng)立了近4萬家公司，雇傭了540萬人，年收入達2.7萬億美元，使斯坦福大學躋身全球十大經(jīng)濟體之列。麻省理工學院（MIT）的類似分析顯示，截至2014年，該校在世校友創(chuàng)立的公司超過3萬家，雇傭了460萬人，年收入近2萬億美元。布什模式確實需要更新和擴展，以適應中國在科學技術領域超越美國的全球格局。但很難找到該模式中需要徹底推翻的部分。 保持領先 當今大多數(shù)美國人出生于布什和《無限前沿》之后。在他們的一生中，美國在科學、技術、工業(yè)、創(chuàng)新和文化領域一直占據(jù)主導地位，他們可能認為這是自然秩序。但如果美國不再能承擔政府投資帶來的生產(chǎn)性探索，它將在與中國的技術競賽中落敗。 其軍事力量將受到打擊，因為它依賴于國防市場無法單獨支撐的先進商業(yè)產(chǎn)品。高科技創(chuàng)業(yè)者的增長也將放緩。2021年，國家經(jīng)濟研究局發(fā)表的一項研究證實，聯(lián)邦政府對大學研究的支持增加與附近具有顯著增長潛力的初創(chuàng)企業(yè)形成之間存在強烈關聯(lián)。另一份2020年發(fā)表的論文詳細指出，經(jīng)歷聯(lián)邦研究經(jīng)費大幅削減的大學研究人員，其創(chuàng)立高科技初創(chuàng)企業(yè)的可能性降低80%。 鞏固美國在科學創(chuàng)新領域的領導地位需要三點。首先，美國必須對大學科研投入公共資金，其規(guī)模需與面臨的地緣政治威脅相匹配。這應包括“以應用為導向”的基礎研究，即在科學前沿開展研究但旨在克服美國經(jīng)濟或國家安全領域的特定障礙，例如麻省理工學院雷達實驗室（Rad Lab）的研發(fā)工作。將國會已批準的“芯片與科學法案”中用于“科學”部分的資金撥付到位，將是一個極好的開端。美國還需設計移民政策，確保其研究型大學能繼續(xù)吸引全球最優(yōu)秀的科學與工程學學生，并使這些學生在完成學業(yè)后留在美國為國家競爭力做出貢獻。 中國正在加大對創(chuàng)新投入的規(guī)模和質量。 最后，美國需要更好地捕捉其大學所取得的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明的價值，而不是讓缺乏耐心資本導致關鍵技術制造和開發(fā)流向其他國家。例如，一家名為A123的公司——該公司在2001年從麻省理工學院（MIT）教授葉明江的實驗室中分拆出來——是首家成功商業(yè)化應用于電動汽車的優(yōu)異鋰離子電池化學技術的公司。然而，由于美國電動汽車市場尚未足夠成熟以支撐該公司實現(xiàn)盈利，A123于2012年申請破產(chǎn)，并被一家中國汽車零部件公司收購。 如今，中國主導了鋰離子電池制造。這是美國本應支持直至其能在市場上自立的基礎性使能技術。大約十年前，我在麻省理工學院開始對這一問題深感擔憂——我們實驗室中一些最具突破性的科學發(fā)明，盡管具有巨大的社會效益潛力，卻未能推進至商業(yè)化階段。在再生醫(yī)學和清潔能源等高風險領域，新技術從研發(fā)到市場化的時間線對大多數(shù)私人投資者而言過于漫長——這正是為何39%的美國風險投資流向軟件初創(chuàng)企業(yè)，而僅有2%投向能源初創(chuàng)企業(yè)的原因。因此，麻省理工學院決定設立一個集加速器與耐心風險投資基金于一體的機構，名為“The Engine”，專門支持這類“硬核科技”。 “The Engine"為初創(chuàng)企業(yè)提供初期支持，其中包括Commonwealth Fusion Systems公司，該企業(yè)利用高溫超導磁體開發(fā)小型低成本聚變動力系統(tǒng)。去年12月，該公司宣布將在弗吉尼亞州建設全球首座電網(wǎng)級商業(yè)聚變發(fā)電廠，并計劃于2030年代初投入運營。但“引擎”只是眾多投資機構中的一員——而美國需要更多此類機構。盡管《芯片與科學法案》授權國家科學基金會協(xié)助啟動類似組織，但國會尚未為該計劃撥款。 美國大學并非完美無缺。但其中許多機構在全球范圍內都極為成功，國家對其依賴甚深。因與科研無關的缺陷而削減大學經(jīng)費，無異于魯莽地切斷創(chuàng)新的源泉。 正如20世紀科學技術重心從歐洲轉移至美國,21世紀這一重心也可能轉向亞洲。日本、臺灣和韓國在國內生產(chǎn)總值中用于研發(fā)的比例已接近或超過美國，中國正努力趕上。印度在全球科研論文發(fā)表量中排名第三，有望在本十年末在科學領域取得突破（同時成為世界第三大經(jīng)濟體）。美國政府未能認識到推進科學技術的重要性，其政策正在加速這一轉變。 美國曾長期穩(wěn)居科技前沿，如今正走向衰落，成為一個實力大為削弱的參與者。迄今為止，美國對這一衰落的回應只是采取了進一步削弱自身實力的措施。美國在科學技術領域的領導地位從未是不可避免的。不可避免的是，如果華盛頓不努力維護其在這一戰(zhàn)場上的領先地位，其他國家將取而代之。 作者 L. 拉斐爾·萊夫是麻省理工學院（MIT）的名譽校長，以及雷和瑪麗亞·斯塔塔電氣工程與計算機科學講席教授。
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