科學(xué)家站在粒子加速器的混凝土屏蔽層上 圖片來源：伯克利實(shí)驗(yàn)室

導(dǎo)讀

美國(guó)在科技領(lǐng)域?qū)嵙橙?。在我們大多?shù)人的有生之年，美國(guó)科學(xué)家發(fā)表的研究成果數(shù)量、論文被引用的頻次、獲得的專利數(shù)量，乃至斬獲的諾貝爾獎(jiǎng)數(shù)量，均位居全球首位。

強(qiáng)大的科技實(shí)力不僅有助于美國(guó)成為全球最繁榮的國(guó)家，還提高了美國(guó)及世界各地人們的壽命，讓生活更為便捷。但在二戰(zhàn)之前，美國(guó)在科技發(fā)展進(jìn)程中常處于觀望狀態(tài)。隨著國(guó)家安全面臨威脅，聯(lián)邦政府通過出臺(tái)相關(guān)政策并進(jìn)行戰(zhàn)略投資，著手將美國(guó)打造成全球科技領(lǐng)域的領(lǐng)軍者。

如今，在聯(lián)邦政府對(duì)高校研究及受資助機(jī)構(gòu)發(fā)起抨擊的背景下，美國(guó)八十年來首次面臨失去科技主導(dǎo)地位的風(fēng)險(xiǎn)。

凱瑟琳?卡森（Cathryn Carson）是加州大學(xué)伯克利分校歷史系主任（左），主要研究20世紀(jì)美國(guó)和歐洲物理學(xué)家在量子理論、核能等學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展貢獻(xiàn)；帕特里克?麥克雷（W. Patrick McCray）是加州大學(xué)圣巴巴拉分校的歷史學(xué)教授，專注于研究二戰(zhàn)后美國(guó)的科技與環(huán)境領(lǐng)域。

為深入了解美國(guó)科技發(fā)展的歷程以及未來可能出現(xiàn)的情況，卡森和麥克雷兩位專家深入解讀美國(guó)如何發(fā)展，才成為全球最具創(chuàng)新力的國(guó)家。

朱莉婭·布西克|撰文

潘展|翻譯

問：很難想象那個(gè)美國(guó)不是全球科技領(lǐng)軍者的時(shí)代。但其實(shí)，那并不是很久以前的事，對(duì)嗎？

帕特里克?麥克雷：事實(shí)上，自美國(guó)成立之初，聯(lián)邦政府就開始對(duì)科技領(lǐng)域進(jìn)行投資。但在我國(guó)歷史的大部分時(shí)期，這些投資都具有很強(qiáng)的實(shí)用性。比如開展海岸測(cè)量、漁業(yè)相關(guān)研究、地形或地質(zhì)測(cè)繪項(xiàng)目，以及推動(dòng)農(nóng)業(yè)發(fā)展等。

在20世紀(jì)初期，我們現(xiàn)在所說的基礎(chǔ)科學(xué)——像物理學(xué)、天文學(xué)這類探索事物運(yùn)行根本規(guī)律的學(xué)科——美國(guó)在這些領(lǐng)域的實(shí)力并不突出。當(dāng)時(shí)美國(guó)部分高校雖有相關(guān)研究，但資金主要來自洛克菲勒、卡內(nèi)基等慈善基金會(huì)。舉個(gè)例子，如果你是20世紀(jì)20年代研究物理學(xué)的羅伯特?奧本海默（Robert Oppenheimer），你就會(huì)像他當(dāng)年那樣遠(yuǎn)赴歐洲攻讀博士學(xué)位。

1849年聯(lián)邦地形工程師隊(duì)對(duì)大鹽湖展開勘測(cè)，圖片來源：美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局

凱瑟琳?卡森：直到20世紀(jì)30年代，在某些領(lǐng)域，聯(lián)邦政府向高?；蚱髽I(yè)的科技項(xiàng)目投入資金的想法仍不被接受。當(dāng)時(shí)人們認(rèn)為，聯(lián)邦政府通過投入資金來達(dá)成自身目的，進(jìn)而干預(yù)公民社會(huì)的這些領(lǐng)域，這種做法是不合時(shí)宜的。

問：但這種情況顯然在某個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生了改變，因?yàn)榻陙?，美?guó)約40%的基礎(chǔ)研究資金都來自聯(lián)邦政府。這一轉(zhuǎn)變是如何發(fā)生的？

凱瑟琳?卡森：第二次世界大戰(zhàn)徹底改變了這種局面。20世紀(jì)30年代末，當(dāng)納粹德國(guó)所構(gòu)成的威脅逐漸清晰時(shí)，美國(guó)政府開始加大對(duì)航空學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)和化學(xué)工程領(lǐng)域的投資。隨后，隨著核物理學(xué)領(lǐng)域的興起（包括在伯克利分校開展的相關(guān)研究），政府又將投資延伸到了這一領(lǐng)域。

高?？茖W(xué)家憑借少量聯(lián)邦資金便取得了顯著進(jìn)展，這引起了一些頂尖高?？茖W(xué)家的關(guān)注。他們發(fā)出警示并成功說服羅斯?？偨y(tǒng)建立起一套完整的體系，用于指導(dǎo)和資助高校開展科技研究，而這一切的唯一目的，就是為了贏得第二次世界大戰(zhàn)。

政府資助下青霉素研制成功，拯救了無(wú)數(shù)生命 圖片來源：加州大學(xué)伯克利分校

因此，正是二戰(zhàn)這一國(guó)家緊急事件，打破了此前政府與高校及企業(yè)科技研究相分離的傳統(tǒng)，構(gòu)建起了一種全新的合作關(guān)系。如今我們所熟知的、聯(lián)邦政府通過合同形式資助高校開展基礎(chǔ)研究的體系，以及高校科學(xué)家與聯(lián)邦政策制定者之間長(zhǎng)期緊密的聯(lián)系與協(xié)作，都是在二戰(zhàn)期間逐步建立起來的。

問：那么，政府是如何從為戰(zhàn)時(shí)需求資助科技研究，轉(zhuǎn)變?yōu)殚L(zhǎng)期致力于資助高校研究的呢？

帕特里克?麥克雷：羅斯?？偨y(tǒng)在他去世的前一年（1944年）交給自己的科學(xué)顧問萬(wàn)尼瓦爾?布什（Vannevar Bush）一項(xiàng)任務(wù)，讓他為國(guó)家的未來進(jìn)行規(guī)劃。布什此前任職于麻省理工學(xué)院，后來負(fù)責(zé)管理美國(guó)龐大的戰(zhàn)時(shí)科技體系。最終，他主導(dǎo)撰寫了一份著名的報(bào)告——《科學(xué)：無(wú)盡的前沿》，這份報(bào)告為二戰(zhàn)后美國(guó)在未來數(shù)年乃至數(shù)十年間的科技政策制定了藍(lán)圖。

1940年，布什（左三）在加州大學(xué)伯克利分校出席會(huì)議 圖片來源：美國(guó)能源部

問：布什及其繼任者是否為這些政策明確了具體目標(biāo)？

凱瑟琳?卡森：你可能會(huì)認(rèn)為，聯(lián)邦政府最感興趣的是能直接催生出新型武器或新產(chǎn)品的應(yīng)用研究。但聯(lián)邦政府的領(lǐng)導(dǎo)層意識(shí)到，他們實(shí)際上并非只在為研究成果投資——他們更是在為人投資。

帕特里克?麥克雷：他們認(rèn)識(shí)到，美國(guó)需要一批訓(xùn)練有素的科學(xué)家和工程師隊(duì)伍，并且要在下次沖突最終爆發(fā)前，保障這些人才的生計(jì)與收入。當(dāng)時(shí)，科學(xué)家被視為一種需要儲(chǔ)備的資源，就像鋼鐵或石油一樣，以便在國(guó)家面臨緊急情況時(shí)能調(diào)用。

問：到20世紀(jì)60年代，聯(lián)邦政府在研發(fā)領(lǐng)域的投入已占到美國(guó)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）的約2%。民選官員是如何向美國(guó)納稅人說明這些投資的合理性的？

帕特里克?麥克雷：布什說：“我們需要為基礎(chǔ)研究這棵‘樹’澆水。”其核心邏輯是，這棵樹會(huì)結(jié)出甘甜的“果實(shí)”，我們只需伸手采摘即可——而這些“果實(shí)”將為我們的健康、經(jīng)濟(jì)和安全帶來益處。

健康、經(jīng)濟(jì)與國(guó)家安全，這三者構(gòu)成了二戰(zhàn)后科學(xué)家與聯(lián)邦政府之間形成的社會(huì)契約的核心內(nèi)容。當(dāng)時(shí)的共識(shí)是，政府資助的研究應(yīng)能以某種方式，為國(guó)家?guī)砀鼜V泛的福祉。

問：基礎(chǔ)研究的“果實(shí)”有哪些具體例子？

帕特里克?麥克雷：我會(huì)跟學(xué)生們講起湯姆?布羅克（Tom Brock）的故事。他是20世紀(jì)60年代的一位微生物生態(tài)學(xué)家，當(dāng)時(shí)對(duì)黃石國(guó)家公園熱泉中的微生物產(chǎn)生了濃厚興趣。他發(fā)現(xiàn)的那種細(xì)菌，后來成為20世紀(jì)80年代一項(xiàng)生物技術(shù)的核心——這項(xiàng)技術(shù)就是聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR），它能實(shí)現(xiàn)DNA序列的擴(kuò)增，PCR技術(shù)是整個(gè)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)誕生過程中的關(guān)鍵一步，最終還在2020年成為研發(fā)新冠疫苗的核心工具。

黃石國(guó)家公園大棱鏡溫泉航拍圖，以及從溫泉水中發(fā)現(xiàn)的細(xì)菌，圖片來源Wiki

你無(wú)法預(yù)測(cè)這類研究的發(fā)展路徑，而且政府這些投資的回報(bào)周期往往以數(shù)十年為單位。但萬(wàn)尼瓦爾?布什認(rèn)為，這正是聯(lián)邦政府應(yīng)當(dāng)主導(dǎo)基礎(chǔ)科學(xué)投資的原因，因?yàn)槠髽I(yè)永遠(yuǎn)不會(huì)以這樣的思維或模式開展工作。

凱瑟琳?卡森：硅谷的崛起依托于微電子學(xué)和航空航天領(lǐng)域，而這兩個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展都得到了美國(guó)國(guó)防部的資助。最初，電子設(shè)備并非為消費(fèi)者設(shè)計(jì)，而是用于彈道導(dǎo)彈、噴氣式飛機(jī)以及下一代雷達(dá)系統(tǒng)。為滿足軍事需求而投入的所有研發(fā)努力，在20世紀(jì)70至80年代逐漸轉(zhuǎn)向了消費(fèi)市場(chǎng)。

問：二戰(zhàn)后，想必并非只有美國(guó)認(rèn)識(shí)到投資科學(xué)的價(jià)值吧？

凱瑟琳?卡森：事實(shí)上，包括二戰(zhàn)戰(zhàn)敗國(guó)在內(nèi)的其他全球大國(guó)，都開始逐步追趕。1948年時(shí)，華盛頓的領(lǐng)導(dǎo)者們根本無(wú)法想象，蘇聯(lián)會(huì)1949年就擁有原子彈。20世紀(jì)50年代，德國(guó)和日本在高端制造業(yè)領(lǐng)域均取得了顯著進(jìn)展。20 世紀(jì)60年代，我們?cè)詾槊绹?guó)在半導(dǎo)體領(lǐng)域擁有近乎永久性的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，但到了70年代，日本卻崛起成為微電子領(lǐng)域的領(lǐng)軍者。

正因如此，到20世紀(jì)70至80年代，政府資助科學(xué)研究的核心關(guān)注點(diǎn)逐漸擴(kuò)大——從維護(hù)國(guó)防安全，延伸到維護(hù)美國(guó)在全球的經(jīng)濟(jì)領(lǐng)先地位。人們愈發(fā)清晰地認(rèn)識(shí)到，無(wú)論是在國(guó)防、電子還是生物技術(shù)或是任何領(lǐng)域，美國(guó)擁有的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)都必須通過持續(xù)努力來捍衛(wèi)。

喬布斯（左）在調(diào)試蘋果電腦，硅谷生態(tài)系統(tǒng)有賴于聯(lián)邦資金，圖片來源：加州大學(xué)伯克利分校

問：對(duì)普通美國(guó)人而言，只要無(wú)論在何處、總有人能解決這些技術(shù)創(chuàng)新或疾病治愈的問題，那么究竟是哪個(gè)國(guó)家的科學(xué)家發(fā)明了技術(shù)、治愈了疾病，又有什么關(guān)系呢？

凱瑟琳?卡森：這個(gè)問題可以從兩個(gè)角度來看，而這兩個(gè)角度都與維護(hù)美國(guó)的經(jīng)濟(jì)主導(dǎo)地位息息相關(guān)。

第一個(gè)是先發(fā)優(yōu)勢(shì)。誠(chéng)然，其他國(guó)家的公司或許能將一項(xiàng)并非由其原創(chuàng)的技術(shù)商業(yè)化，但他們的行動(dòng)必然晚于原創(chuàng)者，這就為原創(chuàng)者提供了建立領(lǐng)先地位的機(jī)會(huì)。

其次，科學(xué)研究的意義遠(yuǎn)不止于“發(fā)現(xiàn)”本身，更在于如何讓最初的發(fā)現(xiàn)變得更完善、更具市場(chǎng)價(jià)值或更高效。因此，一個(gè)能覆蓋從發(fā)明到最終商業(yè)化產(chǎn)品全階段的創(chuàng)新體系，有助于本土企業(yè)在與全球競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的較量中保持領(lǐng)先。

問：政府是如何判斷哪些研究值得資助的，這種判斷方式如今是否在發(fā)生變化？

凱瑟琳?卡森：在此之前，科學(xué)研究的資助方向一直由科學(xué)界的共識(shí)所決定——無(wú)論是高能粒子物理加速器研究、社會(huì)科學(xué)研究，還是環(huán)境研究均是如此。我們擁有一個(gè)由科學(xué)家組成的自治體系：通過同行評(píng)審和資助評(píng)審小組，科學(xué)家們會(huì)實(shí)質(zhì)上主導(dǎo)政府科研資金的流向，將其投入到他們認(rèn)為能產(chǎn)生最大效益的領(lǐng)域。

直到最近，科學(xué)是實(shí)現(xiàn)國(guó)家福祉與繁榮的有效途徑這一共識(shí)，在各個(gè)政治派別中都得到了廣泛認(rèn)同。僅僅是在過去幾年里，我們才看到一種質(zhì)疑情緒不斷升溫：人們開始認(rèn)為科學(xué)家是出于私利，而非通過相互協(xié)作追求真理，因此對(duì)科學(xué)家的信任度持續(xù)下降。對(duì)那些通過同行評(píng)審機(jī)制主導(dǎo)科研進(jìn)程的人產(chǎn)生的不信任感急劇上升。這一現(xiàn)象相當(dāng)令人擔(dān)憂，因?yàn)檫@會(huì)為各類意識(shí)形態(tài)利益集團(tuán)介入科研領(lǐng)域留下空間。

問：自今年1月以來，聯(lián)邦政府已暫?；蛉∠讼蛉栏鞲咝Ｌ峁┑臄?shù)十億美元研究撥款。如今，國(guó)會(huì)正審議明年的聯(lián)邦預(yù)算，其中可能包含將部分科研資助機(jī)構(gòu)的資金削減多達(dá)50%的計(jì)劃。這些削減措施會(huì)對(duì)美國(guó)家庭和社區(qū)產(chǎn)生怎樣的影響？

帕特里克?麥克雷：這段歷史的核心并非僅僅關(guān)乎資金，更在于其背后的愿景與雄心。美國(guó)曾建造大型粒子加速器、大型研究船以及大型望遠(yuǎn)鏡——這些尖端設(shè)施對(duì)其他國(guó)家的人才極具吸引力，促使他們前來美國(guó)攻讀學(xué)位，甚至可能選擇留在美國(guó)創(chuàng)辦企業(yè)，為美國(guó)的繁榮發(fā)展助力。從經(jīng)濟(jì)層面來看，這些預(yù)算削減可能對(duì)美國(guó)造成的危害之一是美國(guó)可能不再是其他國(guó)家人才前來利用優(yōu)質(zhì)科研資源的首選之地。

但在我看來，更具危害性的影響在于，它會(huì)削弱專家的價(jià)值與專業(yè)知識(shí)的重要性?？茖W(xué)的本質(zhì)是產(chǎn)出關(guān)于自然界的可靠知識(shí)，而這些知識(shí)之所以可靠，關(guān)鍵在于其由專業(yè)人士構(gòu)建而成。這并非意味著專家完美無(wú)缺，或完全不存在利益沖突，而是因?yàn)楝F(xiàn)代科學(xué)本身就是一套旨在就知識(shí)達(dá)成共識(shí)而非確定性結(jié)論的體系。這既是科學(xué)的強(qiáng)大之處，同時(shí)也是它的脆弱之處。普通民眾與政客往往渴望確定性，但科學(xué)從本質(zhì)上就無(wú)法提供這種絕對(duì)確定的答案。

人們很容易忘記，美國(guó)在科技領(lǐng)域的領(lǐng)先地位并非固定不變的。它有自己的發(fā)展歷程，隨時(shí)間推移不斷演變，且與其他任何體系一樣，都可能走向衰退。

遺憾的是，當(dāng)下正在發(fā)生的恰恰是這樣的衰退，而要重建這一體系將極為困難，尤其是在美國(guó)——要知道，這套體系的建立至少耗費(fèi)了數(shù)十年時(shí)間。

https://www.universityofcalifornia.edu/news/how-us-became-science-superpow

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