來源：科技諮詢頻道
作者：劉昊 張志強 曹玲靜
編譯：劉昊 張志強 曹玲靜 （中國科學院成都文獻情報中心）
2020年12月17日，美國國家科學院出版報告《無止境的前沿——科學的未來75年》（The Endless Frontier: The Next 75 Years in Science）。該報告是爲紀念萬尼瓦爾·布什的《科學：無止境的前沿》（簡稱《布什報告》）發表75週年，美國國家科學院於2020年2月26日召開的科技政策專題研討會的研討成果。該科技政策專題研討會邀請學術機構、政府部門和商業界的領袖人士，共同研討在新的時代挑戰背景下，爲美國創新提供動力的現代科研組織結構是否需要重構的議題。報告從科研事業、科學傳播、政府和大學科研機構夥伴關係的演化等方面，提出了將美國的基礎研究與今後幾十年的經濟增長關聯起來的對策建議。
以下編譯報告的主要觀點。
一、美國未來科學發展應該更加關注的五大問題
持續繁榮的經濟實力和不斷強大的國防能力，既需要源源不斷的新科學思想，也需要受過高等教育的勞動力來擴展和應用這些思想。誕生於二戰後的《布什報告》從根本上奠定了國家支持科學和教育發展的思想基礎，支撐和推動了戰後美國數十年的繁榮發展，並深刻影響了全球科技發展格局。時過境遷，面對近年來新一輪科技革命和產業變革蓬勃興起，原有的科研環境、組織結構和科研資助方式面臨五大關鍵問題。
一是科研資助機構和研究機構面臨多樣性挑戰。數十年來，國家科學基金會（NSF）秉承最具挑戰性和前沿性的探索理念，在各個領域進行長期研發投資；政府、各類型的基金會和私人企業，通過不斷增強的良好夥伴關係，爲科技新發現更快成爲新產品和新服務鋪平道路。這些規模和數量不斷增長的資助機構和研究機構，在創造美國強大的國家科研系統的同時，也面臨運行機制和方式的多樣化挑戰。在推動科學向無止境前沿進軍的路上，科研機構應保持多樣性。
二是全球科研競爭態勢日益激烈。世界各國都更加註重科學研發投入，並持續加碼。21世紀以來，美國在全球R&D支出中的份額從2000年的近40%下降到2017年的28%；相比之下，中國在全球R&D融資中的份額從不到5%上升到25%以上。特別是在一些高風險的先進技術方面，全球競爭異常激烈。未來75年裏，中國作爲美國在科技領域的主要競爭對手，正在快速崛起。麻省理工學院院長拉斐爾·賴夫認爲，《布什報告》是國家科學的創新的基石，但難以充分指導目前嚴峻形勢下全球科技競爭，美國應該高度關注世界競爭形勢，不斷調整科技發展戰略，才能保持強大的科技統治力和競爭力。
三是科技人才需求不斷擴大。未來必須更加重視STEM教育，爲儘可能多的人提供高質量、可獲得和負擔得起的科技教育，持續增強引進和留住國外頂尖科技人才的能力，不斷提升技能人才素質，爲未來數字經濟做好準備。
四是戰略性關鍵科技領域的目標導向更需凸顯。美國的全球技術領先地位正在受到威脅，例如在下一代電子信息革命中並沒有領先，甚至在人工智能、機器學習等子領域中處於落後地位。美國需要在關鍵研究領域進行集中和持續的投資。報告建議在關注和支持基礎研究的國家科學基金會之外建立一個國家技術委員會，專注和支持高風險關鍵技術研發。
五是研究轉化應用的能力需要加強。科技戰略競爭的關鍵是要支持那些可能對全球問題產生重大影響但風險太大而無法吸引資助的想法和發明。美國要在注重創新的同時，尋求新的方法來促進和加速技術的市場轉化率，將科技創新成果最快推向市場。
二、美國未來維持全球科研領導力的五大關鍵舉措
與1945年相比，如今的科研機構規模、學科知識體系都更加龐大和複雜，科研行爲也更加強調開放合作——未來將有更多來自生命科學、物理科學、信息科學和工程等其他領域的知識和工具在融合科學（一種基於多學科交叉來解決重大經濟社會問題的新範式）中發展。這些顯著的變化，促使美國必須採取更加強有力舉措來保持全球科研領導力。
（一）融合科學的問題與邊界
完善多學科交叉發展的科技政策體系。多學科交叉提升了科研創新效率，也帶來了許多超出純科研範疇的新問題。隨着越來越多的高水平研究需要重大項目、大型設施、跨學科團隊的支持，必須儘快完善多學科融合人才培育和項目資助機制，改變沿用數十年的個體導向爲主的科研管理模式，前瞻探索適應融合科學發展的科技評價機制。
重新認識科學效益的國家化特徵。在科研合作更加頻繁、而國際競爭日趨激烈的今天，知識伴隨跨國人才的流動而具有了“國別”屬性。科學作爲全球性事業的本底雖未改變，但其作爲國家競爭力來源的特徵已發生了微妙的變化。
擴展融合科學研究和應用的邊界。未來應更加關注民生科技，特別是生命健康領域的發展；注重科學政策學、科技與社會學方面的研究轉化，以指導和改善科研管理與決策；開展廣泛的包容性創新，解決落後地區科技應用難題；開展知識產權保護創新，尤其關注發明者利益與公衆利益不一致情況下的政府角色問題。
（二）重視科學交流與傳播
建立科學與公衆之間的雙向交流機制。傳統的科學模式中，科學家幾乎不需要與公衆打交道，甚至也鮮與其他領域科學家交流。現在，科學家不僅要向公衆傳播科學，而且要了解公衆需求，取得公衆信任。並且隨着科學涉及越來越多的跨學科合作，科學家必須與研究不同學科的人以及習慣以不同方式看待問題的學者交流。暢通多種形式的科學交流能夠有效促進科學合作。
爲社會和公衆創造最大化參與創新的條件。隨着科學技術與經濟社會發展的關係更加緊密，公衆不再僅僅是科研成果的受益者，而要更多地參與科學研究過程。因此，要進一步提高科學共同體的包容性，超越《布什報告》中描述的從科學到社會的線性路徑，形成社會、公衆與科學相互交織、互相促進的制度文化。構建有利於公衆參與科學的基礎條件，改變聯邦政府科學機構的公衆意見徵詢程序，激發科普機構橋接社會參與科學研究的能力。
（三）發揮民間資助科學研究的優勢
補齊政府資助科學研究的短板。二戰之前，民間基金會曾是美國科學研究和高等教育的主要資助者。75年來，在《布什報告》的影響下，政府投資已成爲美國科學研究的支柱。在科技和經濟社會的快速發展進程中，企業、民間資本和各種基金會對科技創新的興趣也空前高漲。未來一段時期，雖然政府資助仍將是科研資助的主力軍，但民間資助也不失爲一種重要補充手段。
利用民間資本加速變革性技術創新。相比政府投資，民間資本具備更高的風險容忍度，可以資助高風險高回報的科學項目；同時，民間資本更具靈活性，可以在政府限定的某個學科框架之外，資助一些難以界定研究領域的跨學科項目，或存在巨大潛力的非主流、變革性研究。
（四）鞏固政府和大學的合作關係
培育科研創新和技術經濟的雙重引擎。以科學研究價值爲導向的競爭性資助遴選機制及其穩定的資助方式，是美國政府資助大學、國家實驗室等研究機構取得巨大成功的關鍵。在完成這些特定的政府任務的同時，研究機構也應該廣泛開展公私合作，發展技術轉移轉化業務。
謹慎應對科研間諜活動帶來的挑戰。約翰霍普金斯大學校長羅納德·丹尼爾斯認爲，科學的透明性與開放性是科學質量的一種模式，但絕不能天真地忽視關鍵領域正在發生的知識產權失竊事件。大學作爲美國科研活動的主要場所，有義務與國家和有關機構合作，嚴格保護敏感信息不被竊取。隨着其他國家的研究機構不斷髮展壯大，開始出現學術間諜活動。美國需要在保持科學的開放性和透明度的同時，平衡好嚴格保護敏感信息的責任，特別是從事國家安全相關的實驗室，應嚴格限制知識產權流入他國。
探索政府與研究機構關係的其他問題。應研究將政府與大學合作的成功經驗向企業和其他有關實體機構方面遷移的可能性，特別是政府資助基礎研究嚮應用研究到產品和服務過渡，以豐富國家研究體系的多樣性。反思政府和大學之間的夥伴關係對研究生教育的影響，逐步推動研究生教育改革。
（五）基礎研究賦能技術創新和經濟增長
洛克希德馬丁公司前董事長兼總經理諾曼·奧古斯丁指出，當前美國國家創新系統的四大支點——知識資本、人力資本、金融資本和創新環境——存在一些問題。知識資本方面，美國只拿出GDP的0.2%用於聯邦政府支持基礎研究，而中國GDP的很大一部分是科學技術進步的結果。人力資本方面，美國雖然有全球最好的高等教育資源，但近年來許多州政府一直削減對公立高等教育的投資。金融資本方面，長期以來美國的研發投入總額佔GDP的比例一直相對穩定，而中國研發投入已超越美國；另一方面，受行業不景氣影響，不少工業研究實驗室紛紛關閉，政府沒有表現出足夠的危機感。創新環境方面，過多的科研管理壓力仍然是制約科研人員創新的障礙，許多科研人員要花費40%的時間準備項目申請書，而這些申請卻只有15%有機會獲得資助；更加複雜的監管壓力促使越來越多的美國公司在海外建立自己的實驗室，嚴重影響美國本土的基礎研究向技術創新和產品服務的轉化應用。
繼續增加聯邦政府科研經費投入。無論從經濟回報還是創造社會就業崗位來看，科學研究都是政府最好的投資回報之一。對比近年來其他國家的研發投入佔比，美國已經有所落後。繼續增加資金投入，擴大資助範圍，吸引更多的人才投入科學研究，是維持美國全球科技競爭力的必要手段。
繼續支持基礎研究，“以不變應萬變”。當前世界環境發生了深刻變化，但《布什報告》的基本原則沒有動搖——基礎研究仍然是創新的根基所在，至關重要。與此同時，在教育中要鼓勵和培育更多年輕人投入到基礎科學研究中。
構建多元化的研究體系。從事科學研究事業的人員構成多元化、學科體系、項目資助以及與科研管理模式的多元化等，可以有效促進科學發展，增強科學的可理解性，維持美國的國際地位和競爭力。
重塑學術價值的光環。《布什報告》曾強調科學研究的價值是將研究產生的經濟、社會和醫療效益，以契約方式贏得社會認可和公衆支持。但如今，科學共同體與社會之間的距離在拉大，公衆對大學等研究機構的信心有所下降。科學研究和高等教育既要塑造一個真正包容的、重視每個人貢獻的學術環境，也要進一步關注科學與社會交叉問題，迴應公衆關切。
三、結論
美國國家科學院院長馬西婭·麥克納特在對研討會總結時指出，“如果我們想確保科學仍然是無止境的前沿”，就必須關注以下四點。
（1）加強對學生的教育和指導。“科學需要更多令人興奮的新項目來吸引年輕人來研究”。要保持在科技領域的頂尖地位，必須讓整個社會都對科學事業感到興奮，要讓更多的研究生留在科學研究領域。
（2）加強科學與公衆之間的互動。要改變傳統科學模式中“科學家沒有責任與公衆接觸”的特點，科學家們需要做更多的工作來與公衆充分接觸，以瞭解公衆的想法和需求、贏得公衆的信任。
（3）深入研究科研組合（research portfolio）資助方式。儘管失敗的高風險項目可以帶來事先沒有預料到的新的理解，但政府資助項目不喜歡失敗（特別是在資金有限的情況下）。競爭性方式資助人不能保證研究工作的連續性。科研組合涉及到資助項目或資助人的方式選擇問題。研究經費也需要以最有效的方式使用，這需要多樣化的研究組合。
（4）完善科學系統（包括高風險研究、指導和培訓，以及公衆參與）中的獎勵（激勵）制度。科學的從業者處於相互競爭之中。但科學也是一個正和遊戲，而不是零和遊戲。要建立科學發展所需要的更具包容性、分佈性和參與性的環境。
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