America Is Losing the Innovation Race Why the Future of Science Might Be Chinese

為何科學的未來可能屬于中國

本文作者：L.拉斐爾·賴夫是麻省理工學院榮譽校長、雷與瑪麗亞·斯塔塔電氣工程與計算機科學講席教授。

2026年3月，北京，人形機器人測試。Maxim Shemetov / Reuters

長期以來，中國一直被視為世界工廠——一個擅長制造他國發(fā)明的技術、卻無法自主研發(fā)顛覆性創(chuàng)新成果的國家。但過去十年間，中國已證明自己能夠成為創(chuàng)新強國。如今，中國在電動汽車、電池、無線通信設備、人形機器人和新一代核電等先進技術的制造與應用方面遙遙領先于美國。中國快速發(fā)展的制藥行業(yè)在新藥上市速度上已幾乎追平美國。而中國軍隊如今擁有美國所不具備的技術能力，其中包括五角大樓所稱的“全球領先的高超音速導彈庫”。

中國的成功源于對創(chuàng)新生態(tài)體系各環(huán)節(jié)的大規(guī)模投入，從基礎科學研究、科學家與工程師培養(yǎng)，到新產(chǎn)品商業(yè)化。2015年，中國推出一項雄心勃勃的計劃——《中國制造2025》，以加速實現(xiàn)成為全球科技領導者的目標。通過為信息技術、機器人、航空航天等關鍵領域企業(yè)提供巨額國家支持，中國旨在降低中國依賴外國企業(yè)所帶來的經(jīng)濟與國家安全風險，提升本國高科技企業(yè)的競爭力。

《中國制造2025》推出十年后，中國基本取得了成功。以電動汽車領域的產(chǎn)品創(chuàng)新為例，其成就令人矚目，以至于福特汽車首席執(zhí)行官吉姆·法利去年稱中國電動汽車行業(yè)是“我見過最令人折服的事物”，其車載技術、成本與質量均遠勝一籌。即便在未能占據(jù)主導地位的領域，中國也取得了重大進展。在半導體領域，中國尚未實現(xiàn)用于訓練最先進人工智能模型的尖端芯片量產(chǎn)，但已建成全球規(guī)模最大的傳統(tǒng)芯片產(chǎn)能，這類芯片廣泛應用于汽車與普通電子產(chǎn)品。美中經(jīng)濟與安全審查委員會負責分析兩國經(jīng)濟關系對美國國家安全的影響，該委員會在2025年提交國會的年度報告中指出，“中國如今擁有一個動力十足、國家主導的制造業(yè)基地，史無前例”。更令人擔憂的是，該委員會還評估認為，“中國現(xiàn)已具備研發(fā)與規(guī)?；瘧眯录夹g的能力，并有望在眾多未來產(chǎn)業(yè)中搶占先發(fā)優(yōu)勢”。

與此同時，美國已失去重心。作為八十余年來全球無可爭議的創(chuàng)新領導者，美國政府未能充分認識到中國日益主導從基礎研究到高科技制造的創(chuàng)新鏈條所帶來的威脅。而政策制定者近期的舉措正讓問題愈發(fā)嚴重。本屆政府非但沒有迎難而上應對挑戰(zhàn)，反而在削弱美國的創(chuàng)新優(yōu)勢，也未能彌補自身短板。

美國需再次將科學與創(chuàng)新視為維系美國實力的關鍵。這要求加大對基礎科學的投入，基礎科學致力于拓展基礎知識，是真正顛覆性新技術的源頭。這也意味著吸引、培養(yǎng)并留住全球最頂尖的科學與工程人才。同時，還需探索新路徑，將前沿研究轉化為可市場化產(chǎn)品，并加快其規(guī)?；瘧?。中國正在大步前進；若美國不及時調(diào)整方向，或將把未來拱手讓給自己最強大的地緣政治對手。

回歸基礎

自20世紀中期以來，對基礎科學的重視一直是美國科技領先地位的核心所在。最頂尖的創(chuàng)新往往誕生于最頂尖的科學研究之地。盡管人類歷史上始終在發(fā)明新技術，但直到工業(yè)革命時期，技術才開始推動經(jīng)濟持續(xù)增長。正如歷史學家喬爾·莫基爾所揭示的，這一增長背后的關鍵因素是17至18世紀西方科學的進步與科學文化的發(fā)展，這些知識傳播了闡釋自然現(xiàn)象的基本原理。莫基爾寫道，在此之前，“那是一個沒有力學理論的工程世界、沒有冶金學的鋼鐵制造、沒有土壤科學的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)”。一個懂得事物運作原理的社會，能更輕易地改進其運作方式，這一過程自我迭代，加速技術發(fā)展。

在美國，大學是基礎科學研究的主要承擔者，聯(lián)邦政府則是主要資助方。二戰(zhàn)前，大學開展的科學研究相對較少，重心集中在教育使命上。但戰(zhàn)爭迫使局面發(fā)生改變。富蘭克林·羅斯福總統(tǒng)的科學顧問萬尼瓦爾·布什召集學界科學家研發(fā)新技術——其中多項成果成為勝利的關鍵，如微波雷達、原子彈與青霉素。戰(zhàn)爭結束后，布什敦促美國領導人繼續(xù)支持大學的科學研究。他寫道：“新產(chǎn)品與新工藝并非憑空誕生，它們建立在新原理與新構想之上，而這些新原理與新構想又源于基礎科學研究?！辈际舱J為，大學是研發(fā)這些新原理與新構想的合適場所。與工業(yè)實驗室相比，大學面臨的追求即時可見成果的壓力更小，同時也是培養(yǎng)青年科學家的搖籃。冷戰(zhàn)初期，美國官員設立了國家科學基金會等機構，為這類探索性研究提供資助。

這一政府與大學的合作模式，造就了全球規(guī)模最大、門類最豐富的研究型大學體系。美國不僅在基礎研究領域領先，還高效地將新創(chuàng)意轉化為互聯(lián)網(wǎng)、智能手機等基礎性技術。美國國立衛(wèi)生研究院為美國大學、醫(yī)學院與學術醫(yī)療中心的生物醫(yī)學研究提供資助，2010至2019年間，美國食品藥品監(jiān)督管理局批準的幾乎所有藥物都得益于這類資助。1980年《拜杜法案》允許大學擁有并授權聯(lián)邦資助研究產(chǎn)生的發(fā)明，并與學術發(fā)明人共享專利使用費后，大學成為創(chuàng)業(yè)孵化器，孵化出谷歌、莫德納等全球領先企業(yè)。2010年代針對斯坦福大學與麻省理工學院的研究顯示，兩所院校校友創(chuàng)辦企業(yè)的累計營收，按國內(nèi)生產(chǎn)總值計算，均可躋身全球十大經(jīng)濟體之列。

美國在基礎科學領域的投入仍居全球首位。經(jīng)合組織數(shù)據(jù)顯示，2023年，美國在大學與政府實驗室開展的基礎研究投入達780億美元。這也是美國科學家取得眾多奠基性發(fā)現(xiàn)的原因——從有望治愈遺傳病的CRISPR基因編輯技術，到驅動生成式人工智能的人工神經(jīng)網(wǎng)絡，無一不包。

但美國在基礎研究領域的優(yōu)勢正面臨威脅。在唐納德·特朗普總統(tǒng)任內(nèi)，政府正將大學從合作伙伴變?yōu)閷α⒚妗?025年1月，特朗普開啟第二任期后不久，政府便大幅削減研究資助機構經(jīng)費，凍結或終止大學的研究資助項目?！蹲匀弧冯s志2026年1月的一項分析顯示，即便在被迫恢復數(shù)千項資助后，政府仍擾亂了價值14億美元的項目。本屆政府還試圖廢除基于同行評審、按學術價值分配研究資金的體系，轉而推行基于政治偏袒的制度，向迎合其意識形態(tài)要求的大學提供優(yōu)待。因政治原因遭政府排斥的重要研究課題，如氣候科學與信使RNA疫苗研發(fā)，如今幾乎無法獲得聯(lián)邦資助。

與此同時，中國已認識到本國在基礎科學領域的相對短板是自主創(chuàng)新的障礙，并著手彌補。中國加大了對大學與政府實驗室基礎研究的投入：2013至2023年，中國此類研究經(jīng)費增長近三倍，達570億美元（按購買力平價計算）。且中國暫無停止投入的打算。中國多次強調(diào)，加強基礎科學是實現(xiàn)科技自立自強與提升國際競爭力兩大核心目標的關鍵。3月初公布的中國2026年預算草案顯示，中央政府基礎研究支出將增長16.3%。

如今，中國大學在曾由美國高校主導的研究質量排名中位居前列。2016年，衡量頂尖科學期刊論文發(fā)表量的《自然》指數(shù)顯示，全球科研產(chǎn)出前十的大學中，五所為美國高校，僅一所為中國高校。而2025年該指數(shù)榜單中，前十高校中有九所來自中國。中國現(xiàn)已具備引領新興技術研發(fā)的實力。澳大利亞戰(zhàn)略政策研究所數(shù)據(jù)顯示，2025年，中國在74項具有戰(zhàn)略意義的技術中，有66項的高質量研究位居全球首位，其中包括極易被單一國家壟斷的技術。

中國人才濟濟

美國創(chuàng)新體系的優(yōu)勢之一，是能吸引全球頂尖科學家與工程師。過去二十年，美國大學授予的科學與工程博士學位中，平均38%由國際學生獲得。國際學生在計算機與信息科學、工程學、數(shù)學領域的博士學位獲得者中占多數(shù)。他們是大學實驗室科研成果的核心貢獻者，其中許多人后續(xù)為美國科學發(fā)展與創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新作出重要貢獻。過去二十五年，美國化學、醫(yī)學、物理學諾貝爾獎得主中，40%為移民。美國估值超10億美元的初創(chuàng)企業(yè)中，半數(shù)以上由移民創(chuàng)辦。

但聯(lián)邦政策正阻礙大學培養(yǎng)美國下一代頂尖科學家，無論這些科學家是美國本土出生還是移民。資助凍結與削減迫使大學減少研究生與博士后招收規(guī)模。例如，哈佛大學宣布下一學年將科學類博士招生人數(shù)減半。學生簽證收緊、旅行禁令與嚴苛的移民執(zhí)法，也令國際學生對赴美求學望而卻步。

資助不確定性與針對大學的政治攻擊，甚至促使資深研究人員赴海外任職。歐洲大學報告稱，美國學者對歐洲教職空缺的申請興趣空前高漲。人才也正在流向中國，眾多美籍華裔頂尖科學家已回國工作。美國有線電視新聞網(wǎng)報道，2024年初以來，至少有85名美國研究人員加入中國科研機構。在與中國競爭激烈的人工智能領域，越來越多頂尖人才在中國接受培養(yǎng)并選擇留華工作?！督?jīng)濟學人》分析顯示，2019年，在全球頂尖人工智能會議上發(fā)表論文、本科畢業(yè)于中國的研究人員中，僅三分之一留在國內(nèi)；2025年，這一比例超過三分之二。同期，在海外獲得研究生學位后回國的中國研究人員占比翻了一番多。

中國在科學家培養(yǎng)方面已超越美國?，F(xiàn)有最新數(shù)據(jù)顯示，2022年，中國授予科學與工程博士學位超5.3萬個，而美國高校授予數(shù)量不足4.5萬個。美國人口不足中國四分之一，若不歡迎國際學生并簡化其畢業(yè)后留美流程，根本無法與中國競爭。

耐心是一種美德

除鞏固基礎研究外，美國政府還需解決自身長期存在的短板：缺乏一套連貫戰(zhàn)略，支持關鍵新技術從實驗室誕生到實現(xiàn)商業(yè)量產(chǎn)的全過程。許多由美國研發(fā)的技術最終在中國實現(xiàn)規(guī)模化制造，包括電動汽車用磷酸鐵鋰電池、太陽能板，以及自動駕駛汽車所需的三維實時激光雷達系統(tǒng)。如今，中國在這些技術領域幾乎形成全球壟斷。

希望實現(xiàn)新興技術商業(yè)化的美國企業(yè)，仍擁有全球無可匹敵的資本市場優(yōu)勢。私營部門投資者能發(fā)揮約束作用，確保資金不被浪費在無望項目上，而是投向更具價值的領域。但早期私人投資往往聚焦短期收益。投資者通常偏愛軟件初創(chuàng)企業(yè)這類投入少、回報快的項目。2024年，近半數(shù)新增風險投資流向軟件企業(yè)，這并非巧合。

這種短期思維并不適用于依托科學與工程突破研發(fā)實體產(chǎn)品的創(chuàng)新型初創(chuàng)企業(yè)，這類企業(yè)常被稱為“硬核科技”“硬科技”或“深度科技”企業(yè)。早期投資首創(chuàng)型硬核科技企業(yè)風險極高。這類企業(yè)不僅要研發(fā)產(chǎn)品配套的制造工藝，還需從零搭建供應鏈。它們需要適應為現(xiàn)有產(chǎn)品制定的監(jiān)管規(guī)則，而其研發(fā)的產(chǎn)品此前并不存在。建設商業(yè)試驗工廠可能耗資數(shù)十億美元，耗時數(shù)年。

美國往往缺乏這類企業(yè)所需的耐心資本。但在中國，政府是最大的放貸方與投資方，耐心資本充足，通過政府引導基金等公私合營投資載體提供支持。例如，去年12月，中國政府設立新基金，計劃二十年內(nèi)向早期硬核科技企業(yè)投入數(shù)千億美元資金。

進步引擎

我擔任麻省理工學院校長期間，常看到麻省理工實驗室中具有重大社會價值的科研成果，因缺乏資金而未能推向市場。美國其他頂尖研究型大學也面臨同樣問題。為此，麻省理工學院于2016年成立名為“引擎”的孵化與加速平臺，為致力于解決全球挑戰(zhàn)的耐心投資者提供資金渠道。該平臺還為初創(chuàng)企業(yè)提供實驗室場地、專業(yè)設備使用權與專家網(wǎng)絡，助力企業(yè)發(fā)展到傳統(tǒng)風險投資機構愿意介入的階段。

“引擎”項目證明，支持硬核科技能推動改變世界的技術走向市場。其早期投資組合企業(yè)之一是英聯(lián)邦核聚變系統(tǒng)公司。核聚變是較輕原子聚合成較重原子并釋放巨大能量的過程，為太陽與恒星提供動力。長期以來，核聚變被視為清潔能源的終極目標：與現(xiàn)有核電站使用的核裂變不同，核聚變不會產(chǎn)生長壽命放射性廢料，也不會引發(fā)失控鏈式反應。但核聚變需要將氫等離子體加熱至太陽溫度的十倍左右，同時實現(xiàn)有效約束。該公司的革命性發(fā)明是一種新型高溫超導磁體，可約束等離子體，在更小裝置中實現(xiàn)更高能量產(chǎn)出。然而，由于這類磁體沒有現(xiàn)成供應鏈，企業(yè)需自建工廠生產(chǎn)。在“引擎”項目的初始支持下，該公司現(xiàn)已獲得30億美元融資，谷歌已同意購買其在弗吉尼亞州首座電網(wǎng)級核聚變電站產(chǎn)出的一半電力。

聯(lián)邦政府自身也設有多項支持創(chuàng)新初創(chuàng)企業(yè)的項目，包括中央情報局設立的專注情報與國防領域的非營利風險投資公司伊夸托爾、美國能源部貸款項目辦公室（現(xiàn)更名為能源主導融資辦公室），以及小企業(yè)創(chuàng)新研究與小企業(yè)技術轉移項目。這些項目取得諸多成功。例如，2010年，美國能源部提供4.65億美元貸款，幫助電動汽車企業(yè)特斯拉在加利福尼亞州弗里蒙特建設制造工廠，特斯拉三年后連本帶利償還了貸款。若無這筆資金，特斯拉或許早已破產(chǎn)。

2025年10月，中國深圳，一塊電腦主板。Tingshu Wang/路透社

但這些項目零散不成體系，且過度依賴政治風向。一屆政府推行的創(chuàng)新政策，極易被下一屆政府推翻?！耙妗表椖糠趸某鮿?chuàng)企業(yè)崇高系統(tǒng)公司便是一例。拜登政府時期，該公司于2024年獲得美國能源部8700萬美元資助，用于商業(yè)化一種電化學水泥生產(chǎn)工藝，該工藝比傳統(tǒng)生產(chǎn)方式能耗更低、二氧化碳排放更少。鑒于水泥行業(yè)占全球碳排放的8%，這項技術具有重大戰(zhàn)略潛力。然而，2025年10月，特朗普政府領導下的能源部以收回氣候相關項目資金為由，取消了這筆資助，迫使該公司暫停首座制造工廠的建設。

其他產(chǎn)業(yè)政策也未能支持必要的創(chuàng)新與商業(yè)化。美聯(lián)儲研究顯示，特朗普政府聲稱能推動關鍵新興技術領域再工業(yè)化的關稅政策，長期來看反而會抑制創(chuàng)新。關稅降低了本土企業(yè)的創(chuàng)新動力，也縮小了產(chǎn)品市場規(guī)模。政府還開始持有私營企業(yè)股權，而過去美國通常僅在大蕭條、2008至2009年全球金融危機等危機時期采取此類舉措。2025年以來，政府已持有科技企業(yè)英特爾的股權；與美國鋼鐵公司達成所謂“黃金股”協(xié)議，獲得否決不認可公司決策的權力；并要求芯片制造商英偉達與超威半導體讓出在華銷售部分利潤，作為發(fā)放更先進人工智能芯片出口許可的條件。這類直接國家持股會扭曲市場，使企業(yè)成敗取決于政治關系而非產(chǎn)品質量與發(fā)展?jié)摿Α６斦瑫r身為監(jiān)管者與所有者時，利益沖突無處不在。政府可能以監(jiān)管審批為條件索要股權，或對持股企業(yè)放寬監(jiān)管標準。

絕佳構想

這些政策與項目無法替代一套連貫戰(zhàn)略，以打造美國產(chǎn)業(yè)、在創(chuàng)新全鏈條與中國競爭。美國需要一個專注于競爭力的總體性機構，為未來產(chǎn)業(yè)提供資金支持。該機構將識別關鍵技術，為相關領域有前景的初創(chuàng)企業(yè)提供長期發(fā)展空間。它還將關注新興領域的首創(chuàng)型技術初創(chuàng)企業(yè)。其目標是在私營部門不愿投入時提供初始資金，補充并協(xié)調(diào)現(xiàn)有各部門支持創(chuàng)新初創(chuàng)企業(yè)的專項項目，為超出這些項目范疇的技術提供融資。這類機構將以全國性規(guī)模，提供“引擎”項目及其衍生機構引擎風險投資公司所提供的支持：通過大規(guī)模耐心資助，讓關鍵創(chuàng)意從實驗室走向市場。

該機構可采取政府法人形式，即由國會設立的獨立聯(lián)邦實體，肩負公共使命，同時可創(chuàng)收并實現(xiàn)自我維持。例如，美國進出口銀行便是一家政府法人，在私營部門放貸機構不愿或無法支持時，為美國出口商提供融資。由于國會可確定政府法人的具體架構與使命范圍，立法者可讓這家新興技術專屬法人著眼于國家長期需求。實現(xiàn)這一目標的方式之一，是任命一屆任期獨立于政治周期的董事會，成員包括商界領袖、投資者與學界人士。

為最大化影響力，該政府法人可在研發(fā)風險最高的階段，為初創(chuàng)企業(yè)提供投資、貸款與貸款擔保，包括原型研發(fā)、首座工廠建設與規(guī)?；a(chǎn)。通過證明這些企業(yè)具備商業(yè)可行性，吸引私人資本投入。該法人可安排政府采購擔?！兄Z產(chǎn)品投產(chǎn)后政府采購一定數(shù)量，提前鎖定市場，進一步降低私人投資者風險。它還可助力有前景的初創(chuàng)企業(yè)應對國家與州級監(jiān)管障礙，為國會制定促進私人投資硬核科技的稅收政策提供建議。

該法人應秉持風險投資思維，接受并非所有投資都能獲得回報，但即便少數(shù)成功案例，也能為國家競爭力帶來巨大收益。這類政府法人可確保美國研發(fā)的技術惠及美國民眾，創(chuàng)造本土高薪就業(yè)崗位，增加美國出口。若因工業(yè)基礎設施、供應鏈或技術人才短缺，無法在美國本土制造關鍵新興技術，該機構至少可確保技術由盟友國家生產(chǎn)。

在美國，政企合作研發(fā)顛覆性技術有著悠久歷史。例如二戰(zhàn)期間，日本占領亞洲橡膠生產(chǎn)國，切斷美國天然橡膠供應。大蕭條時期成立的復興金融公司最初為銀行等企業(yè)提供緊急貸款，后轉向資助國防工業(yè)生產(chǎn)，通過推動橡膠、石油與化工企業(yè)共享專利與研究成果，建立了合成橡膠產(chǎn)業(yè)。同一時期，美國軍方委托通用電氣生產(chǎn)英國發(fā)明的噴氣發(fā)動機，由此開啟了美國八十余年來持續(xù)主導的產(chǎn)業(yè)。更近一些，新冠疫情期間，政府資助的“曲速行動”推動疫苗快速研發(fā)、生產(chǎn)與分發(fā)。

如今，美國需要類似的制度創(chuàng)新。它不能寄希望于中國停滯不前。除非美國汲取歷史經(jīng)驗，調(diào)動公共與私營部門資源，再次推動前沿技術的研發(fā)、制造與規(guī)模化應用，否則必將落后。屆時，中國將依托美國的短板，建立新的技術壟斷。

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