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美国科技新政：为何让搞基础研究的NSF“实用”起来？

知识分子 2021-04-13 10:28 1人在评论

导读：

近期，美国国家科学基金会（National Science Foundation，简称NSF）的改革成了美国政界关注的焦点问题之一。

在最新的提案中，民主党和共和党均支持NSF向国际竞争的关键战略科技领域投入更多资金，并设立独立部门资助面向应用的研究。

然而，这一提议与NSF资助基础研究、倡导自由发展的核心理念似有相悖。美国科技政策为什么出现这样的变化？它是否能助美国实现其保持科技优势的目标？这一政策对中国是否有参考价值？

摄图网_300675994_banner_科研人员对化学样品进行研究（企业商用）.jpg

作者 | 王一苇

增加经费，成立新部门

NSF是内阁级别的美国政府机构。讨论NSF怎么改革，实际讨论的是政府该怎么资助科学。

大幅增加经费，是改革的第一步。

自前美国总统特朗普在2021年预算案中大幅降低NSF资助后（减了6.5%）[1]，在未来政府预算中提高对NSF的投入已成为拜登政府和美国科学界的共识。

因此，尽管现任总统拜登的2022年预算案还在路上，众议院已提出NSF增资方案。

美国东部时间3月26日，众议院科学委员会提出《NSF未来法案》（NSF for the Future Act），不仅将NSF的经费预算从2021年的77亿美元增加到2022年的约115亿美元，还将在未来五年内逐年提高至2026年的约183亿美元，比2021年翻了一番还多。这项法案获得了两党的共同支持。[2]

该法案的另一项建议是，在NSF建立一个新部门，核心目标是用技术解决社会问题。

换言之，这个新部门会更加 “实用”。

这一提议并非首次提出。早在去年5月，参议院多数党领袖、民主党人查尔斯·舒默（Charles Schumer）等人就提出新版《无尽前沿法案》（Endless Frontier Act），提议在NSF任命一位新的二把手，负责 “与全球特定技术挑战相关且关系美国地缘战略的基础研究”，并建立一个新的技术部门，由专门的咨询委员会负责，在未来五年内投入1000亿美元，重振美国在核心科技发展和应用上的领先地位。[3] 法案还提出，要将国家科学基金会改名为国家科学技术基金会（National Science and Technology Foundation），足见其定位。

在上述两份提案基础上，美国总统拜登也提出了在NSF设立新部门的构想。

美国东部时间3月31日下午，拜登在曾经的重工业城市、如今的新型高科技城市匹兹堡宣布 “美国就业计划”（American Jobs Plan），其中价值1800亿美元的科技投资计划中，联邦政府将向NSF投入500亿美元，建立一个聚焦半导体、先进计算、先进通讯技术、先进能源技术和生物技术的部门，统筹不同政府部门间目前已有项目的合作。[4]

拜登称，对研发和未来科技的持续投入是经济发展的动力。他提到，美国的研发经费占GDP比重在过去25年中不断下降，从2%降到0.7%。

“其他国家正在赶上来，并且追赶得很快，” 拜登说，“我们不能让这种情况再持续了。” 他特别提到了和中国的竞争。

为什么改革？

东华盛顿大学工商与公共管理学院副教授李宁认为，上述提案旨在加强应用研究和定向的基础研究，使美国在技术领域保持领先地位，避免被中国超越，列出的领域大多是美国 “感到已经被中国超越，或者是面临被超越危险的领域。”

“可以看出面对中国的竞争，美国政治家们急于通过大力增强科技投入以维持美国在科技领域的世界领先地位的想法，是一致的。” 他说，“这是两党政治下，少有的共识。”

李宁说，最近的提案与1960年代的NSF改革有异曲同工之处。

NSF支持基础研究的职能来自其历史使命。1950年，NSF成立之初，美国处于二战后经济、军事和科技的全面领先地位。它资助全国的基础研究和科学教育，资助范围覆盖除医学外的其他所有学科领域。

然而，1957年，苏联第一颗人造卫星 “斯普特尼克1号” 率先上天，美苏在科技领域的竞争白热化。60年代，肯尼迪政府采用科技的举国体制，NSF被赋予了资助应用研究的职能。

“科技技术来解决社会问题，实际上不止这一次。” 中国科学院大学公共政策与管理学院副院长刘云说。60年代末70年代初的金融危机下，美国政府要求NSF服务社会，解决就业、环境、科学技术的转化等社会和经济问题，这一政策持续将近10年的时间。而在80年代，面对日本和欧洲的竞争，美国在以产品或者市场应用为导向的多个高科技领域被赶超，压力倍增，也促动了NSF支持以应用为导向的前沿技术研究。

“现在资助的结构做大的调整，主要可能来自两方面的需求，”他说，“一是科技革命和产业变革以及技与经济的深度融合所带来的挑战；二是国际竞争格局的巨变也带来了新的挑战。”

刘云认为，美国的这一布局是超前的，不能简单理解为促进科技成果产业化。它的实质是在培育未来的颠覆性技术和新兴技术。

今年1月，美国总统科技顾问委员会（President’s Council of Advisors on Science and Technology，PCAST）提交了《未来产业研究所：美国科学与技术领导力的新模式》（Industries of the Future Institutes: a new model for American science and technology leadership）的咨询报告，建议多部门协同与产业界开展新模式合作，聚焦人工智能、量子信息科学、先进制造、生物技术和先进通信网络五大未来产业，开展面向未来十年以上的前瞻性部署和有组织的协同研究与创新。刘云认为，这 “不光会加快科技革命，更重要的是探索面向未来应用的前沿研究新模式，保持国家持续的创新引领和竞争优势。”

中国科学院院士、原国家自然科学基金委员会主任杨卫认为，NSF的改革与美国在经济和产业方面硬实力下降有关，且早在本世纪初就有实用化倾向。

21世纪以来，NSF的拨款增加缓慢。2010年的预算年增长率是8.5%，而此后逐年递减，甚至在2013年倒退，降低了5%左右。[5]

“届时已经开始在资助项目的组群设计上注意聚焦导向，并减少了非重点领域自由探索的资助力度。” 杨卫说，大约四、五年前，NSF的申请书栏加设了说明研究项目的 “未来经济社会效益”（economical and societal impacts）” 一项，并修改了评审的标准，除了学术卓越之外，还把国家利益（National Interest）加入作为资助的依据。

杨卫认为，美国NSF资助政策的转变，是在解决社会问题和制定发展目标的需求下逐渐形成的。

“这一方面是由于它面临新兴国家（如中国）在经济、军事、教育和科技方面的逐渐崛起，而不再具有以往的自信，” 杨卫说，“另一方面反映了它开始注意到，在科学思想上的领先并不足以确保其拉动其经济和社会的发展。”

然而，以国家战略和技术应用为导向，是否违背NSF成立的初衷？在一个科学家原本拥有极大自主权的机构，过多的政府干预是否会影响科学基础研究的发展？

改革意味着什么？

新《无尽前沿法案》提出后，美国一些科学家表达了审慎的支持，也有人提出不同意见。

一些学者认为，偏技术应用的新部门会影响NSF原来的投入框架，影响基础学科发展。

2月28日，七位来自生物学、计算机、物理学等不同学科的学者共同起草了一封针对《无尽前沿法案》的建议书，其中提到，增加新技术部门的预算，可能会让NSF的目标 “与其基础科学的传统优势背道而驰”，而新的部门会抢了现有部门的风头，抢走活动资金。

3月中旬，一份由所有NSF前任主席签署的针对《无尽前沿法案》的声明，在表达 “支持法案的精神” 之余，也提出注意到“研究发现和进入市场应用的时间不可避免地缩短了”。他们认为，法案将增强科学家和工程师的能力，带来突破，前提是“有足够的灵活性和资金”。[6]

在美国物理联合会（AIP）旗下科学政策新闻团队FYI的访谈中，一位未具名的众议院科学委员会成员称这份声明 “措辞非常谨慎”。他认为，这反映了科学界在这一关键时刻参与政策讨论的意愿，但同时想 “留一些空间给（政策）细节” 的心态。[7]

杨卫认为，单纯资助应用导向的项目，并不能保证美国实现长期保持其科技优势的目标。“因为创新的思想和源头同样也十分重要。”

即使在大幅增加实用性的60年代，NSF的基础研究很大程度上仍以自由探索为主。“基础研究和创新性，仍被认为是美国当时科学研究政策优于前苏联的体现。” 杨卫说。

他认为，目前虽然美国在这一方面具有优势，但一旦不继续支持，优势在一二十年间就会逐渐丧失，相应人才也会流往其他国家。“如果经济实力不能保持不断增长，怎么做都会有捉襟见肘的感觉。”

刘云则认为，NSF所谓的 “实用化”，和美国政府其他科技职能部门如国防部、能源部、宇航局、国立卫生研究院的项目有区别。“实用化的基础研究，仍然是基础研究的一部分。” 他说，“这个技术（指的）不是当前的技术，而是未来的颠覆性技术。”

刘云说，应用基础研究之所以成为资助重点，是因为纯理论的基础科学问题研究本身不需要太多的经费投入，且主要集中在数理、天文、高能物理等领域，“全球都一样，（纯基础研究）所占的经费比例都不高，”他说，“现在诺贝尔奖几乎100%都给了应用基础研究成果。”

他说，随着科研范式在近一两百年间的变化，科学与技术的融合、科技与产业的融合是大趋势。在科学研究者眼中，基础研究本没有应用或非应用的边界。

“现在许多人对基础研究的认识有误解，OECD（经济合作与发展组织）关于研发活动的三分法（基础研究、应用研究、试验发展）主要用于科技预算和科技统计，并不符合科研实际，90年代，斯托克斯提出的四象限分类法认为基础研究包括 “波尔象限”（纯基础研究）和 “巴斯德象限” （应用基础研究）。实际上，现在科研活动中很难把基础研究与应用研究区分开来，甚至技术研发、工程实践、新产品开发中也有许多深层次的科学问题需要回答，因此，需要建立一新机制，促进科学家、工程师、创业者和企业家的协同创新是至关重要的。”

此次，拜登将新政策的目标与美苏 “冷战” 时期的太空竞赛相比，认为阿波罗的数字航行控制系统、太空食品保鲜技术、GPS等为进入太空而研制的技术最终在民用领域都发挥了巨大作用。[8]

但是，一位不愿具名的公共政策领域专家认为，拿目前一些应用型基础研究的模式与当初美国登月和制造原子弹比较并不妥当。当时的探索是在早已完成基础的理论研究之上，再探索技术实现，“基本的科学问题解决了，要解决的是工程应用问题。”

他认为，美国这次的决定受政治因素影响较多，但目标不明确，可能不利于学科发展。“他（指美国）说我要跟中国去竞争，但问题是到底要搞啥不知道。目标不明确，如果花重金去研究，效果不一定好。”

基础研究最重要的是什么？

近年来，中国政府也在不断增加科技投入。这其中，基础研究的投入如何？

在中国，国家自然科学基金委（NSFC）以资助基础研究为主，科技部也支持一定数量的基础研究。今年，两个部门在基础研究经费上都有不小的提升。

NSFC的2021年度部门预算中，科学技术支出的预算数为333.47亿元，比2020年执行数增加7.0%。这一预算几乎全部用于基础研究。[9]

科技部2021年度部门预算中，科学技术支出的预算数比2020年执行数提高12.42%，而其中行政和管理费用大额缩减，“基础研究”一项则提高了64.58%。[10]

除了经费逐年提升，中国的基础研究投入有何特点？

杨卫说，中国在基础研究方面 “从来都比美国更加偏重需求导向”。

从1997年的 “国家重点基础研究发展计划”（973计划）开始，国家战略需求就是基础研究资助方向决策的重要因素。而据杨卫，国家自然科学基金的资助中，70%是应用基础研究，如医学、工材、信息、管理等学部，数理中的应用数学、应用力学、应用物理，化学部的化工部分，地学部的约一半内容和生命科学部的农学部分。

此外，国家重大科技专项、国家重点研发项目都是目标导向。国家实验室更是战略导向、举国体制。重组后的国家重点实验室也会更加侧重问题导向。

杨卫建议，在科研资助上应该采取 “双轮驱动”。

“既有对目标导向的战略性国家科技力量的资助，对应用有成效的应用基础研究的资助；也不能放松（在强度上应该逐渐加大）对探索性基础研究的资助相结合，” 他说，同时也要清楚，并不是每一个科学工作者都有能力做探索性的基础研究，要注意高质量发展，而不是大规模发展。

对未来如何提高基础研究的效率，专家们意见不一。

上述不具名的专家表示，基础研究最重要的是自由探索。无论是哪种基础研究，自由探索意味着科学家可以自由提出研究的方向和选题，项目通过与否由同行评议制度决定。

“目前NSFC基金真正自由探索的基金少于50%。很多重点项目都是任务导向型的。这个模式跟自由探索的模式有差异。” 这位不愿具名的专家解释说。

刘云则认为这种说法不准确。他说，国家自然科学基金项目全部都是采取同行评议方式遴选和立项的。科研人员自由申请的面上项目经费与重大重点项目经费之比大约为6:4，以保证科研人员充分的自由探索机会，重大重点项目不能等同于任务导向，只能说是 “命题作文”，至于科研人员如何设计和开展研究是可以 “自由探索” 和 “各显神通” 的。

李宁认为，从科技政策制定方面而言，美国的政策变化对国内的参考价值不大。

“两国都已经充分认识到科技对经济发展的关键作用，认识到了保持全球科技领先对于国际竞争优势的至关重要的作用。”

他说，中国每年科技经费都大幅增加的形势下，如何提高科技经费的利用效率是关键。这里既有科技投入的分配问题，即如何做好学科门类和技术门类之间的平衡问题，也有科技评价的问题，即如何激励科技人员以出成果为导向而不是以出论文为导向。

“中国毕竟改革开放只有40年的时间，而且世界形势和国内形势的变化都在加快，因此在体制和政策方面，要建立一套行之有效的政策体系，尚需摸索，尚需创新。” 李宁说。

参考资料

[1]https://www.govinfo.gov/content/pkg/BUDGET-2021-BUD/pdf/BUDGET-2021-BUD.pdf

[2]https://science.house.gov/news/press-releases/science-committee-leaders-introduce-nsf-for-the-future-act

[3]https://www.congress.gov/bill/116th-congress/senate-bill/3832

[4]https://www.whitehouse.gov/briefing-room/statements-releases/2021/03/31/fact-sheet-the-american-jobs-plan/

[5]https://www.nsf.gov/about/budget/fy2010/index.jsp

https://www.nsf.gov/about/budget/fy2011/index.jsp

https://www.nsf.gov/about/budget/fy2012/index.jsp