樊春良

中國科學院科技戰(zhàn)略咨詢研究院 北京 100190

第二次世界大戰(zhàn)以后，美國成為世界軍事上和經(jīng)濟上的頭號強國，成為科學技術(shù)的頭號強國。美國不僅在基礎(chǔ)科學領(lǐng)域居世界領(lǐng)先地位，而且發(fā)明和發(fā)展了一系列影響美國和世界發(fā)展的高新技術(shù)；同時，美國的大學還是世界科學與教育的中心，長期吸引各國青年學生前往深造。

為什么美國在二戰(zhàn)后成為世界上科學技術(shù)最強大的國家，并長期保持領(lǐng)先地位？人們很容易想到的一個原因是，二戰(zhàn)前后有大量的歐洲科學家來到美國，以及后來世界各國科技人才紛紛涌向美國，為美國的科學技術(shù)發(fā)展作出了突出貢獻。但是，這只是其中的一個重要因素，或許更重要的是美國在戰(zhàn)后形成了一個激勵創(chuàng)新的組織體系和研究環(huán)境，使各方面人才的熱情和才能充分發(fā)揮出來，從而推進科學技術(shù)不斷向前發(fā)展。這是一個需要從多方面研究的現(xiàn)象。筆者曾從歷史根源、政府政策和制度界變（bounded change）3 個方面對此做了探討[1]。本文則從創(chuàng)新體系起源和發(fā)展的角度為主，探討美國成為世界科技強國的道路、關(guān)鍵的發(fā)展事件及轉(zhuǎn)折點和成功經(jīng)驗。

1 二戰(zhàn)以前的發(fā)展：學習、追趕、自立

從建國到二戰(zhàn)前，美國的科學技術(shù)走了一條學習、追趕和自立的道路。到二戰(zhàn)之前，美國在科學技術(shù)的許多領(lǐng)域已經(jīng)趕上歐洲先進國家，并形成了促進科學技術(shù)與創(chuàng)新的體系，為二戰(zhàn)以后的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

1.1 美國科學共同體的形成

北美殖民地的科學來源于歐洲，在與歐洲科學交流的過程，美洲科學開始成長。從美國獨立到南北內(nèi)戰(zhàn)結(jié)束期間（1776—1865 年），美國科學開始從歐洲特別是從英國的附屬中獨立出來，盡管規(guī)模還很小。

1812 年美英戰(zhàn)爭結(jié)束后的 30 年稱為美國科學的開端時期。在這段時間，美國科學領(lǐng)域的從業(yè)者從一個沒有共同目標或方向的散漫業(yè)余者群體轉(zhuǎn)變成為一個職業(yè)團體，出現(xiàn)了許多學會和期刊。1848 年，美國第一個全國性的科學學會——美國科學促進會（AAAS）成立，標志著美國科學共同體的形成[2]。1863 年，美國科學家精英的代表——美國國家科學院（NAS）成立，宗旨是為政府提供科學咨詢。

在美國的科學研究走向職業(yè)化的過程中，政府機構(gòu)中開展的科學活動起了很大的作用。雖然美國憲法沒有直接地提出支持科學，但在各種有關(guān)應用的上下文中卻含蓄地準許聯(lián)邦政府支持科學。因此，聯(lián)邦政府是為實現(xiàn)國家和社會發(fā)展（國防、資源考察、農(nóng)業(yè)和健康等）目標，把科學作為附屬支持。從 19 世紀開始，美國政府以應用為目標，成立了第一批政府科學機構(gòu)，如 1807 年成立的海岸測量局，1842 年成立的海軍天文臺等。1862 年美國農(nóng)業(yè)部的成立，標志著聯(lián)邦政府支持其機構(gòu)開展科學研究的水平達到新的高度。政府科學機構(gòu)雇用了第一批職業(yè)科學家，其中一些人同時也是科學學會的領(lǐng)導和骨干，領(lǐng)導全國的科學事業(yè)發(fā)展。

1.2 美國研究型大學的興起與科學研究

除了哈佛（1636 年）、耶魯（1701 年）等是仿照英國古老的傳統(tǒng)而建立起來的，美國早期大學中的大部分是面向地方實際需要而建立的。19 世紀初，公立大學（州立大學）開始發(fā)展。19 世紀中期開始，科學在大學中受到重視。1862 年，美國國會通過《莫利爾法案》（The Мorrill Асt），建立了贈地學院（land grant college），以促進州立大學的發(fā)展。但是，在 19 世紀中期，美國的大學還是比較落后的。那時，美國的年輕人都去歐洲，特別是去德國攻讀博士學位。當他們回到美國后，把德國那種研究與教育結(jié)合的方式帶回美國（如師生平等討論問題的 seminar），并加以發(fā)展，促進了美國大學的發(fā)展，包括一些新型大學（如約翰 · 霍普金斯大學、芝加哥大學等）的創(chuàng)立和老牌大學的新發(fā)展。到 19 世紀 70 年代，許多大學開始鼓勵教師從事學術(shù)研究以及通過研究培養(yǎng)學生，研究作為教育的價值得到了充分的展現(xiàn)，美國研究型大學開始興起。同時，科學開始進入大學的主體課程中，大學成為“科學的家”，促進美國科學在 19 世紀下半葉快速發(fā)展。到 1920 年，美國的研究型大學現(xiàn)代形態(tài)已經(jīng)成型，并在美國高等教育中占據(jù)主導地位。

美國的大學具有鮮明的特點：① 美國大學是一個以私立大學為主導的高度分立化的競爭系統(tǒng)。不像許多歐洲國家那樣由中央決策機構(gòu)（教育部）來決定大學的政策，美國高等教育的權(quán)限歸各州而不是聯(lián)邦政府。各州可以根據(jù)自己的實際情況，對大學的發(fā)展進行管理，強調(diào)大學辦學的自主性。在這樣一個自主、分立化和競爭的體系中，科學家可以自由地按照自己的科學價值判斷，選擇自己想要研究的問題，并對他們認為做出高水平研究工作的同行給予獎勵。這促進了大學的學術(shù)發(fā)展，也推動了科學的發(fā)展[3]。② 實用化。美國的大學積極響應地方經(jīng)濟和工業(yè)發(fā)展需求，大學的發(fā)展與工業(yè)發(fā)展相伴相隨。不僅一些私立大學的建立與工業(yè)相聯(lián)系，而且州政府對州立大學的支持也與地方發(fā)展緊密相聯(lián)。20 世紀上半葉，圍繞新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，新的工程學科在大學里逐漸體制化，使大學與新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展緊密地聯(lián)系在一起[4]。由于以上特點，美國大學的突出特點是對其經(jīng)濟和社會環(huán)境變化有更快和更大范圍的響應。

到 19 世紀末和 20 世紀初，美國的科學精神更加強調(diào)本土化，從歐洲科學中獨立出來。1907 年，美國誕生了第一位諾貝爾獎獲得者——物理學家邁克爾遜，這標志著美國科學走上自立。

1.3 美國工業(yè)技術(shù)的發(fā)展與研究

英國是第一次工業(yè)革命的先驅(qū)者，美國跟得很快。19 世紀上半葉，美國在一些工業(yè)領(lǐng)域上已經(jīng)超過英國，如儀器設(shè)備等。同時，美國的鐵路和交通得到巨大發(fā)展。19 世紀下半葉，美國以在生產(chǎn)品和消費品方面的發(fā)明和創(chuàng)新而聞名世界。到 19 世紀 90 年代，美國的鋼鐵生產(chǎn)及其生產(chǎn)公司的高效已被世界公認。雖然大多數(shù)關(guān)鍵的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明主要是由歐洲人所做出的，但美國在科學的實際應用方面已經(jīng)超過歐洲。到第一次世界大戰(zhàn)開始時，美國已經(jīng)在大規(guī)模生產(chǎn)工業(yè)方面居世界領(lǐng)先地位。

在 19 世紀末和 20 世紀初，美國在以化學和電氣工業(yè)為主導的第二次工業(yè)革命中緊跟歐洲，在大學建立起化學、電氣工程學系。到一戰(zhàn)時，美國的大學系統(tǒng)已經(jīng)能夠很好地為以科學為基礎(chǔ)的新型產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供科技人員。盡管在二戰(zhàn)以前美國工業(yè)研究實驗室一些最有創(chuàng)造力的科學家仍培養(yǎng)于歐洲，但在 1920 年之后大多數(shù)已經(jīng)逐漸由美國自己培養(yǎng)。一戰(zhàn)前，美國在電氣工業(yè)建立了第一批經(jīng)典的工業(yè)研究實驗室，開展前沿科學研究。美國的電氣工程在世界上居領(lǐng)先地位，并與電報和電子工業(yè)聯(lián)系緊密，共同發(fā)展。在一戰(zhàn)和二戰(zhàn)期間，美國經(jīng)濟以汽車產(chǎn)業(yè)為核心，帶動鋼鐵工業(yè)、玻璃工業(yè)、橡膠工業(yè)以及石油工業(yè)的發(fā)展，加強和擴展了在大規(guī)模生產(chǎn)方面的領(lǐng)先地位。在合成有機化學品、化學過程儀器和精細機器方面，美國雖然不占主導地位，但也是歐洲強有力的競爭者。早期美國的化學工業(yè)比較落后，與德國相比差距顯著，但是到了 20 世紀 30 年代，美國開始大幅趕上德國[5]。

1.4 科學技術(shù)領(lǐng)域的公私合作

一戰(zhàn)期間，美國動員科學家更大范圍地參與備戰(zhàn)。1916 年，美國國家科學院的執(zhí)行機構(gòu)——國家研究理事會（NRC）成立，其將大學、私人基金會和政府聯(lián)合在一起，創(chuàng)立了新的公私合作模式。雖然這種模式整體上并沒有持續(xù)多久，但為后來大學科學與政府關(guān)系的建立提供了經(jīng)驗。其中，以私人基金會資助科學活動的模式，在一戰(zhàn)后得到極大發(fā)展，促進了大學科學的成長及其自主創(chuàng)新能力的增強。

1.5 二戰(zhàn)以前美國的科學技術(shù)小結(jié)

在二戰(zhàn)以前，美國已經(jīng)形成了以大學和工業(yè)研究實驗室為主體的科技創(chuàng)新體系，政府的支持主要集中在國家和社會需求的應用領(lǐng)域，以農(nóng)業(yè)為主。1930—1940 年，工業(yè)研究實驗室已經(jīng)成為美國的創(chuàng)新主體，期間整個研究與發(fā)展（R&D）經(jīng)費投入的部門比例為：政府 12%—19%，工業(yè)界 63%—70%，大學 9%—13%[6]。這一體系以市場競爭機制為基礎(chǔ)，積極響應經(jīng)濟發(fā)展和社會的發(fā)展需要，具有高度的靈活性，體系內(nèi)部有著自然的聯(lián)系和充分的流動性，強調(diào)自下而上的首創(chuàng)精神，為后來美國科學技術(shù)的更大發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

通常認為，直到 20 世紀 30 年代，西歐在科學上仍然保持著明顯的領(lǐng)先地位，美國依靠西歐的原始創(chuàng)新開展應用和發(fā)展?？茖W社會學家本 · 大衛(wèi)對 20 世紀上半葉 50 項重大發(fā)明的研究表明，這個認識至少部分是錯的——美國的基礎(chǔ)科學在 1920 年后的增速超過歐洲，美國不僅不是靠歐洲的科學開展應用和發(fā)展，而且從原始創(chuàng)新到最終產(chǎn)品整個過程的能力要強于歐洲[7]。

2 二戰(zhàn)中政府與科學關(guān)系的變革

2.1 二戰(zhàn)中產(chǎn)生出來的政府與科學伙伴關(guān)系

二戰(zhàn)是美國科學技術(shù)發(fā)展的一個分水嶺。美國科技政策研究的權(quán)威布魯克斯教授這樣說：“在工業(yè)化國家中，美國是唯一一個在研發(fā)體系和科學政策方面被二戰(zhàn)永久地改變了的國家?！盵8]在二戰(zhàn)以前，聯(lián)邦政府僅限于根據(jù)應用目標支持科學，且主要限于政府內(nèi)部機構(gòu)。在二戰(zhàn)中，美國聯(lián)邦政府政策方面發(fā)生根本轉(zhuǎn)變，成為國家科學技術(shù)發(fā)展的主要支持者，并在戰(zhàn)后確定和延續(xù)下來。

為應對戰(zhàn)爭的需要，美國發(fā)展、部署和使用先進軍事技術(shù)的計劃包含許多不同的科學技術(shù)部門，有大量各種不同的機構(gòu)和科學家參加。由于戰(zhàn)爭的規(guī)模及緊迫性，需要創(chuàng)造新的機制，以管理復雜的計劃和最大限度地加快研發(fā)速度，協(xié)調(diào)新的研發(fā)力量以及與軍隊整體發(fā)展相連。在戰(zhàn)爭期間，這些特殊的機制掌握在萬尼瓦爾 · 布什為首的一小群科學精英手中，他們代表了各個主要部門科學家的訴求。

萬尼瓦爾 · 布什在評估戰(zhàn)爭的形勢時，堅信技術(shù)將在未來美國卷入的戰(zhàn)爭中發(fā)揮重要作用。戰(zhàn)爭是高度技術(shù)化的，所以不能像一戰(zhàn)時期那樣完全留給軍方控制?！皶r代召喚相反的情況：讓熟悉科學最新進展的人來熟悉軍隊的需要，以便他們能告訴軍方什么在科學上是可能的，由此他們一起來評估應該做什么”[9]。萬尼瓦爾 · 布什聯(lián)合科學界的精英，祈求白宮動員科學技術(shù)資源。他們設(shè)想建立的機構(gòu)是這樣的：有自己的資金，由民間科學家管理，直接向總統(tǒng)報告，獨立于軍事部門和其他政府機構(gòu)，但與之協(xié)調(diào)。1940 年 6月12日，羅斯?？偨y(tǒng)批準萬尼瓦爾 · 布什的建議，宣布成立國防科學委員會（NDRC）。NDRC 的建立開啟了政府與科學關(guān)系的新時代。美國科學史家杜普雷在其名著《聯(lián)邦政府中的科學》中寫道：“1940 年標志著聯(lián)邦政府與科學關(guān)系新時代的開始。到此為止，可以在歷史連續(xù)的道路上劃出一條線來，這個日期把美國在這一領(lǐng)域前 150 年的經(jīng)歷與隨后的經(jīng)歷劃分開來。隨著運行規(guī)模的徹底改變，科學令人注目地進入舞臺的中央?！盵10]

一年之后，國防科學委員會擴展為科學研究與發(fā)展局（OSRD），由萬尼瓦爾 · 布什任主任，直接對總統(tǒng)負責，在聯(lián)邦政府負責科學的機構(gòu)中占據(jù)中心位置，成為戰(zhàn)時美國國家科學活動的“指揮部”。OSRD 成功地積聚起全國科學家的力量，為二戰(zhàn)的勝利作出了巨大的貢獻，同時深刻地影響了二戰(zhàn)后美國科學政策的形成。

2.2 制度創(chuàng)新：通過合同聯(lián)合

科學研究與發(fā)展局的基本目的是把科學的選擇放在科學家的手中，由科學家單獨地判斷研究路線的價值。這種組織結(jié)構(gòu)保持了科學家的自主性。各部門的領(lǐng)導人來自大學或其他地方，在執(zhí)行和實施相應的政策時被賦予了廣泛的自由[11]?？茖W研究與發(fā)展局并非通過行政直接控制的方式來發(fā)揮其“中心”作用，而是通過合同制來實施，這是一個科學與政府關(guān)系的重大創(chuàng)新。這樣，學術(shù)機構(gòu)和工業(yè)界就作為聯(lián)邦政府的伙伴，而不是直接受其控制。從此，美國政府從支持自己的研究變?yōu)橥ㄟ^合同支持全國更為廣泛的研究。

2.3 科學研究與發(fā)展局的影響

科學研究與發(fā)展局成立以來取得了巨大的成就，不僅包括原子彈早期的研制，而且還有雷達、炸彈的無線感應引信、計算機、青霉素的大批量生產(chǎn)和用于軍用藥物的 DDT。

二戰(zhàn)中，美國政府成為科學研究的主要資助者，政府 R&D 經(jīng)費從 1940 年的 4.8 億美元增長到 1945 年的 50 億美元，占全國全部 R&D 經(jīng)費的比例由 18% 上升至 83%[12]。

通過國防科學委員會和科學研究與發(fā)展局的建立，美國的戰(zhàn)時動員形成了一個聯(lián)結(jié)政府、大學、研究機構(gòu)、工業(yè)企業(yè)和軍方的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)。雖然在二戰(zhàn)以后，戰(zhàn)時的組織形式被新的組織形式替代，但戰(zhàn)時形成的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系和人際關(guān)系依然存在，這為后來政府（軍事部門）—工業(yè)—大學之間復雜而有活力的伙伴關(guān)系奠定了基礎(chǔ)。

科學研究與發(fā)展局培養(yǎng)了整整一代科學管理者，這些人塑造了美國戰(zhàn)后的科技政策?？茖W研究與發(fā)展局實踐中所采納的尊重科學家自主性、支持最好的科學和使用合同制等一些做法被接受和發(fā)展（如合同制后來發(fā)展出補助金等更多形式）并延續(xù)下來，構(gòu)成戰(zhàn)后美國科技政策的基礎(chǔ)。

3 二戰(zhàn)以后聯(lián)邦政府支持科學技術(shù)的角色轉(zhuǎn)變和組織創(chuàng)新

3.1 聯(lián)邦政府支持科學技術(shù)的角色轉(zhuǎn)變

二戰(zhàn)中科學家發(fā)揮的巨大作用帶來了對科學的信仰，美國政府和社會各界普遍相信科學是一種進步的力量，能促進國家的繁榮、人民的健康和社會的進步。

戰(zhàn)后，如何保持戰(zhàn)爭期間形成的科學技術(shù)力量成為美國政府和社會各界關(guān)注的問題。1945 年，應羅斯?？偨y(tǒng)的要求，萬尼瓦爾 · 布什完成了《科學——永無止境的邊疆》（Sсienсe：The Еndless Frontier）報告，展現(xiàn)了科學的前景——作為“沒有止境的邊疆”的科學將會取代物理上美國西部的邊疆，成為國家的經(jīng)濟發(fā)展、人民生活標準提高和社會進步的新動力。這一個報告的基本思想有：①科學進步對于保證人民健康、國家安全和公共福利是不可少的；② 基礎(chǔ)研究是一切知識的源泉，基礎(chǔ)研究的發(fā)展必然會為社會帶來廣泛的利益；③ 科學共同體需要保持相對的自主性和探索的自由，以免受政治和其他利益集團的壓力，保證科學知識的進展。據(jù)此，該報告提出，聯(lián)邦政府應該承擔起保持科學知識進步和培養(yǎng)新生科學力量的職責。報告建議成立國家研究基金會（國家科學基金會最初的名字）——一個全面包括自然科學各個領(lǐng)域的資助機構(gòu)，并且包含一個支持長期軍事研究的部門。布什把大學作為戰(zhàn)后科學政策實施的中心[13]。

布什的報告是以戰(zhàn)爭中科學研究與發(fā)展局的成功經(jīng)驗為基礎(chǔ)的。聯(lián)邦政府應承擔支持科學技術(shù)主要責任的思想，反映了當時美國朝野的共識。布什的報告蘊含著科學的社會契約（social contract for science）思想：政府保證資助基礎(chǔ)研究和科學家的自由，科學家保證研究做出發(fā)現(xiàn)，并會為社會帶來廣泛的利益。

二戰(zhàn)后，有關(guān)科技政策不同觀點的各方展開了激烈的辯論。最終，布什關(guān)于政府支持科學的思想取得勝利——政府承擔科學主要資助者的角色；但是，他的具體組織設(shè)想：建立一個統(tǒng)一的、全國性的、完全由科學家自主管理的支持科學發(fā)展的機構(gòu)——國家研究基金會并沒有取得成功。1945—1950 年，長達 5 年關(guān)于國家科學基金會成立的辯論中，為了填補科學研究與發(fā)展局解散的空白，美國海軍研究辦公室、原子能委員會（AEC，能源部的前身）和國立衛(wèi)生研究院（NIH）相繼開始支持科學研究，AEC 不僅支持大學的合同研究，而且以大學管理的實驗室為基礎(chǔ)，創(chuàng)立了一系列國家實驗室。待 1950 年國家科學基金會（NSF）成立時，它只是聯(lián)邦政府多個支持科學研究的部門和機構(gòu)中的一個。美國事實上形成了多元化的資助體系。

二戰(zhàn)后，美國聯(lián)邦政府開始大幅度支持科學的發(fā)展，大學研究體系飛快擴張。國家科學基金會和國立衛(wèi)生研究院為大學各個學科的基礎(chǔ)研究提供支持，國防部、原子能委員會這些具有特殊使命的機構(gòu)，也從自己的使命和任務(wù)出發(fā)支持大學的發(fā)展，不僅支持基礎(chǔ)研究，也對應用研究和工程系提供支持，包括材料、電子和核技術(shù)的前沿。到了 20 世紀 50 年代，美國的研究型大學已經(jīng)明顯居于世界的前列。正如 19 世紀后期到 20 世紀初美國的學生都去德國學習那樣，現(xiàn)在歐洲、日本以及世界各地的學生開始來美國學習。

3.2 面對“斯普尼克”的挑戰(zhàn)

1957 年 10 月4日，蘇聯(lián)發(fā)射了開辟人類航天時代的第一顆人造地球衛(wèi)星“斯普尼克”（Sputnik），表明蘇聯(lián)在火箭和洲際導彈上的技術(shù)已居領(lǐng)先地位，這引起了美國朝野的巨大震動。驚恐的美國迅速做出反應，動員巨大的國力資源應對蘇聯(lián)的威脅。從 1957 年底到 1958 年，短短的一年時間里，美國成立了國家航空航天局（NASA），負責制定和實施國家空間發(fā)展計劃；國防部成立了高級研究計劃署（ARPA，1972 年改名為DARPA），目的是確保開展先進技術(shù)的研發(fā)，以滿足軍事需要和應對將來意料不到的技術(shù)突破性進展；成立了總統(tǒng)科學顧問委員會，以加強政府的科學決策能力；加強了新武器的研制；1958 年 11 月國會通過的《國家防衛(wèi)教育法案》，大大加強了美國政府對各個層次科學教育的支持。1958 年 1月31日，美國也成功地發(fā)射了人造地球衛(wèi)星。

人造衛(wèi)星出現(xiàn)后的 10 年，是美國現(xiàn)代科學技術(shù)史上所謂的“黃金時期”。美國成為世界科學技術(shù)的領(lǐng)先者。在這段時間內(nèi)，美國 R&D 經(jīng)費以平均每年 15%的速度大幅度增長，許多時候增長率甚至超過了國民生產(chǎn)總值（GNP）的增長率。1957—1967 年，聯(lián)邦政府的研究支出幾乎增長 4 倍，達到 150 億美元。非國防研究類的研究開始在聯(lián)邦 R&D 總經(jīng)費中占據(jù)較大份額，尤其是空間科學和醫(yī)學。所有支持機構(gòu)的基礎(chǔ)研究經(jīng)費大幅度上升，到 1967 年，已達到聯(lián)邦總經(jīng)費的 14%，其中國家科學基金會達到 5 億美元，占聯(lián)邦政府支持大學基礎(chǔ)研究經(jīng)費的 13%。1960 年，美國共培養(yǎng)出 6 000 名科學和工程學博士，到 1971 年已經(jīng)超過 1.8 萬名。美國在基礎(chǔ)研究上取得一個又一個成就，包括產(chǎn)生 38 名諾貝爾獎獲得者[14]。美國的科學技術(shù)系統(tǒng)不僅產(chǎn)出了核武器和洲際導彈，而且還有噴氣式飛機、計算機、半導體、核能、激光、衛(wèi)星通信、微波通訊、無數(shù)種消費品和醫(yī)學突破等。美國開始成為現(xiàn)代高技術(shù)的策源地和領(lǐng)先者。

3.3 聯(lián)邦資助科研的組織創(chuàng)新

二戰(zhàn)后，在科技政策領(lǐng)域，美國聯(lián)邦政府創(chuàng)立和更新了一系列支持科學研究的組織機構(gòu)。每一個機構(gòu)都是以實現(xiàn)其使命而建立和發(fā)展的。例如，原子能委員會為了利用原子能開展研究，海軍研究辦公室的成立為了海軍的發(fā)展開展研究，美國國防高級研究計劃局的建立是為了國防而開展最先進的技術(shù)研發(fā)。這樣，美國是按照國家的安全、經(jīng)濟和社會發(fā)展目標和需求而部署和開展科學研究的。以實現(xiàn)機構(gòu)的廣泛使命開展研究，即所謂的使命導向的研究（mission-oriented research），把研究與應用領(lǐng)域緊密結(jié)合在一起，使基礎(chǔ)研究與應用研究相互促進，推動了科學技術(shù)突破性的進展。例如，美國能源部長期資助放射性對生物體影響的研究，帶來了人類基因組計劃的啟動。

到 20 世紀 70 年代末，現(xiàn)有美國支持科學研究的主要部門和機構(gòu)——國防部、衛(wèi)生和公共福利部（主要是國立衛(wèi)生研究院）、國家航空航天局、能源部、農(nóng)業(yè)部和國家科學基金會都已經(jīng)建立。多元化是美國科研資助體系的一個優(yōu)勢：不僅為研究人員提供不同的資助來源，同時帶來了競爭，促進各個資助機構(gòu)改善管理；而且，對同一個科技領(lǐng)域，不同機構(gòu)從不同的角度資助研究，有效地促進了科技進展的相互促進和協(xié)同發(fā)展，美國信息技術(shù)的發(fā)展即是一個典型的例子。

4 美國高技術(shù)的發(fā)展與國家創(chuàng)新體系

二戰(zhàn)后發(fā)展起來的令世人矚目的高技術(shù)，成為美國的新優(yōu)勢，包括計算機、半導體以及后來的互聯(lián)網(wǎng)、生物技術(shù)與醫(yī)藥，并影響至今。美國的高技術(shù)發(fā)展，是一個多層次、多角度、相互交叉的歷史故事，是在一個充滿活力的創(chuàng)新體系——一個由政府支持、大學里的科研活動、創(chuàng)業(yè)公司以及現(xiàn)有公司私人企業(yè)對研發(fā)活動的投資以及相關(guān)的制度和政策（如與國防相關(guān)的研發(fā)和采購、反托拉斯政策）而構(gòu)成的體系中而發(fā)展的。

4.1 信息技術(shù)革命

美國高技術(shù)的代表是信息技術(shù)，即計算機、半導體技術(shù)和通信技術(shù)的總和。這些技術(shù)在 20 世紀中葉最初各自獨立發(fā)展，自 20 世紀 60 年代起越來越緊密地聯(lián)系在一起，形成一個復雜的系統(tǒng)，帶來了一場技術(shù)革命。在不同發(fā)展階段，這些技術(shù)領(lǐng)域的突破和進展不同程度上都是由政府、大學與企業(yè)的相互作用帶來的。

（1）計算機領(lǐng)域。在二戰(zhàn)期間，英國和美國就開始為軍事目標支持計算機研制。1945 年 11月，世界上第一臺電子數(shù)字運算的計算機——ENIAC 誕生于美國賓夕法尼亞大學。戰(zhàn)后，美國聯(lián)邦政府不僅資助了國家早期數(shù)字計算機的大部分發(fā)展，而且持續(xù)支持這個領(lǐng)域的突破，且范圍廣泛，包括計算機分時、人工智能和虛擬現(xiàn)實等。聯(lián)邦政府的投資還為計算機前沿研究以及大學生、研究生教育所必需的物理基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供支持。聯(lián)邦政府資助發(fā)展起來的計算機科學技術(shù)后來由私營企業(yè)發(fā)展成熟。

（2）半導體技術(shù)。該技術(shù)的起源與計算機不同，是由私營企業(yè)主導發(fā)展。1947 年，AT&T 公司的貝爾實驗室發(fā)明了晶體管，帶來了半導體技術(shù)的關(guān)鍵發(fā)展，建立了美國半導體工業(yè)。半導體技術(shù)所有的重大突破都來自于私人部門的發(fā)展。但是，美國聯(lián)邦政府在半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中起了非常重要的作用。在晶體管發(fā)明早期，由于價格昂貴且缺乏市場需求，正是軍方的采購使半導體工業(yè)在 20 世紀 50 年代得以存活下來，并得到進一步發(fā)展。聯(lián)邦政府將采購合同更多地給予了那些新成立的專業(yè)化半導體生產(chǎn)廠家?？恐少徍凸镜膭?chuàng)新投入，美國在半導體工業(yè)占據(jù)了世界領(lǐng)先地位。

（3）互聯(lián)網(wǎng)?；ヂ?lián)網(wǎng)的發(fā)展則是一個傳奇。出于應對設(shè)想中受核打擊下的指揮問題，美國國防部資助了與互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的項目，包括封裝交換、阿帕網(wǎng)（ARPANET，1969 年）以及包括 TCP/IP 在內(nèi)的各種協(xié)議的研究。國家科學基金會（NSF）也投入了大量相關(guān)資金來支持大學相關(guān)的研究。20 世紀 80 年代，NSF 開始建立連接全國大學計算機系的網(wǎng)絡(luò)（CSNET），并建立電話撥號上網(wǎng)的能力，這樣可交換電子信件，這是阿帕網(wǎng)不具有的能力。1986 年，NSF 啟動超級計算機中心項目，將全美 5 個大的超級計算機中心連接起來，建立 NSFnet，成為互聯(lián)網(wǎng)的主干網(wǎng)，并最終取代了阿帕網(wǎng)。1991 年，NSF 建立的互聯(lián)網(wǎng)向社會開放。

美國學者斯泰爾、維克托和內(nèi)爾森在論到美國政府對新產(chǎn)業(yè)的財政支持時寫道：“美國政府在創(chuàng)造互聯(lián)網(wǎng)上所起的作用就像一個傳奇故事，但是，就像所有的傳奇一樣，我們必須小心地從中得出正確的信息。美國政府從來沒有試圖建立這樣一個互聯(lián)網(wǎng)——事實上，互聯(lián)網(wǎng)應該是不同的、常常帶著相沖突目的的政府機構(gòu)所資助的大量不同項目的不斷演進的結(jié)果?！盵15]

4.2 促進信息技術(shù)革命的創(chuàng)新體系

美國國家研究理事會計算科學和通信委員會（CSTB）從 20 世紀 90 年代初對信息技術(shù)的發(fā)展及相關(guān)政策做過多個專題研究。研究表明，在二戰(zhàn)以后，美國在信息技術(shù)領(lǐng)域取得巨大發(fā)展，部分原因是聯(lián)邦政府所資助的大學研究、聯(lián)邦政府和私人所資助的工業(yè)研究及在大學與工業(yè)界之間流動的人才所組建的公司，以及三者富有成效的相互作用。CSTB 的報告指出，盡管 IT 商業(yè)化的成功使人感到工業(yè)界是一個自我維持的系統(tǒng)，但充分的證據(jù)表明，聯(lián)邦政府所資助的基礎(chǔ)研究奠定了美國整個信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。工業(yè)界的許多進展是建立在政府資助的大學研究基礎(chǔ)之上的，有時需通過相當長的孵化期。由大學和工業(yè)界開展的許多根本性、基礎(chǔ)性研究，在 10—15 年之后產(chǎn)生了全新的產(chǎn)品類型，并成為產(chǎn)值豐厚（10 億美元）的產(chǎn)業(yè)。例如，分時操作、用戶/服務(wù)計算、圖式計算、互聯(lián)網(wǎng)、局域網(wǎng)、工作站、圖形用戶界面、RISC 處理器、關(guān)系數(shù)據(jù)庫、平行數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)挖掘、平行計算、RAID/ 硬盤服務(wù)器、便攜式交流和語音識別等。

CSTB 的研究還表明，美國政府資助能取得成效還有兩個重要因素：① 計算技術(shù)研究受益于多個政府機構(gòu)支持，包括國防部——最著名的是國防高級研究計劃署以及國家科學基金會、國家航空航天局、能源部、國立衛(wèi)生研究院等研究資助機構(gòu)的支持。這種多樣性帶來了許多方面的利益，不僅能為研究人員提供多種潛在的支持渠道，而且有助于確保對不同研究題目的廣泛探討，考慮更廣泛的應用，促進技術(shù)的協(xié)同發(fā)展。② 強有力的職業(yè)項目管理者和靈活的管理結(jié)構(gòu)提高了計算技術(shù)研究的有效性[16]。

4.3 促進高技術(shù)發(fā)展的創(chuàng)新體系

在戰(zhàn)后很長一個階段，美國形成的創(chuàng)新體系從兩個方面促進高技術(shù)的持續(xù)發(fā)展。

（1）公共投入與私人投入相配合。一方面，國家經(jīng)濟和技術(shù)發(fā)展的前景讓私營企業(yè)樂觀地估計到投資研發(fā)會獲得利潤，因此私營企業(yè)大力投資高技術(shù)研發(fā)，R&D 經(jīng)費也相應地大幅增長；另一方面，國防部、國家航空航天局、能源部等在國家戰(zhàn)略上和國防重要領(lǐng)域持續(xù)投資，促進了重要領(lǐng)域的進展。在不同的領(lǐng)域，公共和私人投資情況不同。在制藥、化工領(lǐng)域，私營企業(yè)的資助占所有資助的一半。在電子和通訊領(lǐng)域，資金主要來源于實力雄厚的私營企業(yè)和大規(guī)模的國防資助。公共和私人投資兩者形成了良性互動：政府資助那些無法馬上進行商業(yè)化的研究，私營企業(yè)會很好地權(quán)衡風險與回報并進行商業(yè)化研究；政府通過相關(guān)政策支持（如政府采購），確保企業(yè)發(fā)展，為企業(yè)持續(xù)創(chuàng)新提供了條件。

（2）人員培養(yǎng)和自由流動。政府資助大學研究，培養(yǎng)新一代青年科技人員進入企業(yè)或者創(chuàng)業(yè)；同時，大學里的科研人員受聘于企業(yè)，或創(chuàng)辦企業(yè)。在這種發(fā)展過程中，大學研究、工業(yè)研究和產(chǎn)品發(fā)展之間存在著豐富的思想和人員的流動，推動著技術(shù)不斷向前發(fā)展。

5 應對挑戰(zhàn)的不斷變革

美國在二戰(zhàn)后得以成為世界頭號強國，有其歷史機遇：歐洲國家在二戰(zhàn)中都受到極大的毀壞，而美國則獲得戰(zhàn)爭帶來的發(fā)展時機。二戰(zhàn)后的 25 年，美國在經(jīng)濟發(fā)展和科學技術(shù)方面占據(jù)世界絕對領(lǐng)先地位，但從 20 世紀 70 年代開始，隨著歐洲經(jīng)濟的恢復、日本的快速發(fā)展以及國際環(huán)境的變化，美國不斷受到外部競爭的沖擊和挑戰(zhàn)：20 世紀 70 年代的石油危機，20 世紀 80 年代日本的經(jīng)濟挑戰(zhàn)，2001 年的“9·11”恐怖襲擊，以及當今以中國、印度為代表的亞洲崛起，這些都會使得美國的科技整體實力和領(lǐng)先地位相對下降。在這個過程中，美國積極應對變化，不斷創(chuàng)新，力圖保持世界科技的領(lǐng)先地位。

從某一個角度看，美國科學技術(shù)之所以得到大發(fā)展，是因為國家在受到實際的或設(shè)想的挑戰(zhàn)和威脅時所采取的創(chuàng)新措施：二戰(zhàn)時建立科學研究與發(fā)展局，大力發(fā)展科學技術(shù)，是為了打敗納粹德國和日本軍國主義；20 世紀 50 年代應對蘇聯(lián)發(fā)射“斯普尼克”而采取的一系列有效措施，極大促進了美國科學技術(shù)在相當長一個時期的發(fā)展。

20 世紀 80 年代日本與美國之間的技術(shù)經(jīng)濟戰(zhàn)，是一場真正的技術(shù)較量。日本靠著政府戰(zhàn)略規(guī)劃、企業(yè)聯(lián)合等手段，科技創(chuàng)新能力大幅提高，成為美國的競爭對手。最初表現(xiàn)在鋼鐵和汽車方面，后來又很快擴展到被美國人視為私有的高技術(shù)產(chǎn)品——半導體、計算機和其他電子設(shè)備。在與日本爭奪市場的半導體之戰(zhàn)中，美國企業(yè)全面潰退。1980 年日本企業(yè)只擁有世界集成電路市場份額的 24%，到 1988 年已提高到了 50%，而同期美國則由 67% 下降到 38%[17]。20 世紀 80 年代，在電視、照相機、錄音機、機械工具和機器人等美國原來領(lǐng)先的技術(shù)領(lǐng)域，日本開始占據(jù)領(lǐng)先地位。

在日本技術(shù)經(jīng)濟戰(zhàn)的沖擊下，美國政府則開始改變以往對私人企業(yè)不加干預的做法，開始拓展聯(lián)邦資金的使用范圍，支持政府研究機構(gòu)、大學和企業(yè)以及企業(yè)之間的合作。自 20 世紀 80 年代到 90 年代初，美國國會制定了一系列鼓勵聯(lián)邦機構(gòu)、大學和私人企業(yè)之間合作以及促進技術(shù)轉(zhuǎn)移的法案，啟動了一些關(guān)于工業(yè)研發(fā)以及與之相關(guān)的大學、聯(lián)邦實驗室的資助和激勵計劃，如小企業(yè)研究創(chuàng)新計劃、工程中心研究計劃、先進技術(shù)計劃（ATP），并采取稅收優(yōu)惠政策吸引工業(yè)部門為大學的基礎(chǔ)研究、設(shè)備和人才培養(yǎng)直接投資。同時，美國企業(yè)界在政府的支持下，開始組建研究與發(fā)展聯(lián)盟：1987 年，由14 家半導體公司組成半導體制造技術(shù)公司（SEMATECH），其研究對象是新一代芯片制造系統(tǒng)，其核心目標是在光刻技術(shù)上趕超日本。1988 年，國防部決定每年通過高級研究計劃署向 SEMATECH 匹配資金 1 億美元。國防部沒有白費力氣，SEMATECH 為美國重新奪回世界半導體市場的領(lǐng)先位置作出了很大的貢獻。

1992 年，伴隨著經(jīng)濟的全面復蘇，美國制造商從日本人手中重新奪回了世界半導體市場的領(lǐng)先地位。具有象征意義的是，這一年，日本宣布為期 10 年的“第五代計算機計劃”失敗。而美國則隨著互聯(lián)網(wǎng)向社會開放，開辟了信息技術(shù)的新時代，帶來了 1995—2000 年的經(jīng)濟繁榮。

進入 21 世紀，隨著中國、印度等亞洲國家崛起和科技實力的增強，面臨全球化背景下全面的科技競爭態(tài)勢，美國科學界和智庫紛紛開展研究，為政府決策出謀劃策。影響最大的是美國國家科學院于 2005 年發(fā)布的咨詢報告《站在風暴之上》（Rising above the Gathering Storm），報告提出若干振興美國科學的建議，其中提出在能源部內(nèi)創(chuàng)建一個類似高級研究計劃署（DARPA）的機構(gòu)，可以稱作“能源高級研究計劃署”（ARPA-E）。2007 年，ARPA-E 在《美國競爭力法案》下正式創(chuàng)建。

如今，在全球化發(fā)展的背景下，美國科學技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)與世界其他國家的發(fā)展密不可分，美國努力保持其領(lǐng)先地位的各種措施勢必會對其他國家科學技術(shù)發(fā)展產(chǎn)生影響。

6 結(jié)論

美國成為世界科技強國，經(jīng)歷了一段歷史發(fā)展過程，既有內(nèi)在的稟賦作基礎(chǔ)，又有外在有利環(huán)境的影響。與歐洲文化的天然聯(lián)系，使美國科學的發(fā)展充分汲取了歐洲科學傳統(tǒng)的滋養(yǎng)，緊隨世界科學發(fā)展的前沿，最后得以趕上和超過歐洲科學。在工業(yè)和經(jīng)濟發(fā)展方面，依靠豐富的資源和巨大的市場，美國抓住工業(yè)革命的機遇，在不長的時間內(nèi)超過英國和德國，成為世界上技術(shù)領(lǐng)先國家，其經(jīng)濟和生產(chǎn)力飛快增長。與歐洲國家不同的是，美國經(jīng)濟、社會、教育和科學的發(fā)展長期是在聯(lián)邦政府介入較少的情況下發(fā)展起來的，加上美國的自由遷徙傳統(tǒng)，形成了一個自由競爭的經(jīng)濟體系和科學體系。企業(yè)的創(chuàng)新能力是響應市場競爭信號內(nèi)在產(chǎn)生的，科學研究同樣也強調(diào)學術(shù)自由和競爭，強調(diào)自下而上的創(chuàng)造性。在這樣的發(fā)展條件下，為了應對二戰(zhàn)，美國政府與科學界建立了一種新的關(guān)系，建造了一個以政府、科學界和工業(yè)界之間伙伴關(guān)系為特點的創(chuàng)新體系，這一體系規(guī)模巨大，既有強有力的相關(guān)政策措施，又在實踐中得以更新和發(fā)展，“幫助贏得二戰(zhàn)，把人送上月球，解密人類基因組，哺育經(jīng)濟成長”[18]。

概括說來，以下 4 個方面是美國成為世界科技強國的重要因素：

（1）堅持自由探索和自主的科學精神。科學的目的是認識真理，自由探索是科學的靈魂，自主性是則是指科學家對自己工作的判斷和免于受其他社會因素控制。這一精神和原則是科學界的共識，并得到政府和工業(yè)界的認同，經(jīng)過萬尼瓦爾 · 布什《科學——永無止境的邊疆》報告的概括幾乎成為抽象的原則，對美國的科學政策產(chǎn)生了重大影響。即使后來在強調(diào)國家目標和國家宏觀協(xié)調(diào)機制的新發(fā)展下，這一精神和原則仍然支配著美國科學界[19]。

（2）基礎(chǔ)研究和應用的互動。美國重視基礎(chǔ)研究，不僅產(chǎn)出原創(chuàng)性的成果，而且對產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟發(fā)展作出了巨大貢獻。而基礎(chǔ)研究之所以能夠?qū)Ξa(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟作出貢獻，是因為在美國基礎(chǔ)研究是在一個廣泛的應用背景下開展的：① 美國大學的實踐導向；② 政府資助占主導的使命導向型研究；③ 企業(yè)有很強的創(chuàng)新能力，不僅開展長遠的基礎(chǔ)研究，也能吸收和消化最新的科學知識；④大學與企業(yè)之間在人員和項目之間存在著廣泛的交流與合作。這樣，通過多種機制，基礎(chǔ)研究與應用之間可以緊密而有效地互動，基礎(chǔ)研究的成果可以被企業(yè)或其他主體應用到實踐中，公共投資基礎(chǔ)研究能夠產(chǎn)生很好的公共效益和回報。

（3）多元化的投資機制。美國獨特的多元化投資機制，不僅在整個國家層面上形成了公共（政府）資助和私人資助（企業(yè)、私人基金會、大學和風險資本等）的混合機制，協(xié)同支持整個科技創(chuàng)新鏈條上的活動，而且在政府層面上也形成多個部門和機構(gòu)支持科技發(fā)展的機制，有利于激勵源頭創(chuàng)新，開辟新的戰(zhàn)略研究方向。

（4）激勵創(chuàng)新的文化環(huán)境。美國文化鼓勵個人創(chuàng)造性、承擔風險和容忍失敗等，這些因素有利于激勵科學技術(shù)中的創(chuàng)新。不論是支持顛覆性創(chuàng)新的高級研究計劃署，還是孕育創(chuàng)新性企業(yè)發(fā)展的硅谷，都體現(xiàn)了創(chuàng)新文化對科學技術(shù)突破性發(fā)展的重要意義。

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