来源:中国科协创新战略研究院《创新研究报告》

第90期（总第422期）2020-12-14

编者按：2020年9月30日，美国人文与科学院（American Academy of Arts & Sciences）联合莱斯大学贝克公共政策研究所（Rice University’s Baker Institute for Public Policy）发布了《自满的危险：美国处于科学与工程的临界点》（Perils of Complacency: America at a Tipping Point in Science & Engineering） 报告。这份新报告是2014年发布《恢复基础 : 研究性工作对于保护美国梦的重要作用》（Restoring the Foundation: the Vital Role of Research in Preserving the American Dream）的更新。报告显示，美国的科技研发投入（以购买力平价计算）在国内生产总值（GDP）中所占比例仅排在经合组织（OECD）成员国中的第10位。受新冠疫情、限制外国研究人员和削减研究经费等政策的影响，美国的研发（R&D）正面临艰巨的挑战。在重申2014年报告建议的基础上，该报告补充提出政策建议，确保美国在研究与创新方面保持全球领导地位。本报告对其主要内容进行摘编。

全球新冠肺炎疫情给美国研究系统带来了额外的压力，美国的创新力和竞争力也面临着许多社会挑战。与此同时，出于安全考虑，美国的一些政策制定者对外国研究人员提出了严厉的限制措施，正是依靠这些研究人员填补国内科学与工程领域持续存在的人才缺口。而移民限制的后果之一就是，让其他国家在吸引劳动力方面变得更具竞争力，而美国公司则更倾向于将研发实验室转移到其他国家，且资金支持的疲软加剧了这一问题。根据2021财年总统预算，美国将削减联邦基础应用研究资金79亿美元，削减比例超过9%。

全球科技竞争日趋激烈，科技研发方面落后可能会对经济、就业、民生和国家安全造成巨大影响。美国在经济、军事和文化上成为世界强国，很大程度上是通过高度重视创新，借助科学技术进步推动国家发展。反之，这一优先事项需要投资于研发，特别是在大学和国家实验室进行的科学与工程、医学和数学等领域的基础研究。

报告指出，按国内生产总值（GDP）衡量，到2030年，中国有望成为世界上最大的经济体。到2026年，即美国成立250周年之际，中国的战略计划在科学、技术和创新领域将成为无可挑战的世界领导者。中国的科技创新发展对美国来说是危险的，在阿波罗11号登月50年后的今天，美国正处于研发（R&D）的临界点。

一、中美科学与工程研发的现状及对比

科技进步是美国经济增长（GDP）的主要原因，研发（R&D）总支出（按购买力平价）逐年增长，从1992年的3000亿美元到2019年已翻番至6000亿美元。目前中美已经持平，甚至中国已经超过美国，且根据预测，在未来两年将持续增加（图 1）。

（一）美国面临的严峻形势

近半个世纪以来，美国在研发方面的总投资占国内生产总值的比例一直保持在2.4%-2.7%的水平（图 2）。美国的科技研发投入（以购买力平价计算）在国内生产总值（GDP）中所占比例仅在经合组织（OECD）成员国中排第10位。

美国在研发领域的全球排名迅速下降，反映出政府决策者、企业董事会和首席执行官专注于短期收益，而忽略了长期收益。当今政治和商业发展受到短期激励因素推动，注重短期收益或许在意料之中，但对于美国的未来而言，这并不是一个好兆头，其他国家正致力于长期投资策略。图2显示，近几年来美国的研发投入占国家GDP百分比增速相对较缓，而部分国家地区如韩国、中国、以色列等的研发投入占比增速明显，中国与美国的占比差距正在缩减。

（二）中美四大创新要素状况对比

中国在劳动力规模方面具有较大优势。另外，在研发支出总额、基础研究经费、专利授予、科技与工程领域论文发文量、授予的科技类学士学位和博士学位以及聘用的研究人员等方面接近或超过美国（图 3）。

科技创新有四个基本且密切相关的组成部分：①人力资本；②知识资本；③创新生态系统；④金融资本。报告详细从以下四个方面对比中美的创新：

1. 人力资本

中国授予的科学与工程学士学位数量已位居世界第一，科学与工程（S&E）方面授予的博士学位数量稳步上升。美国授予的学士学位数量持平（图4），且美国青少年对科学、技术、工程和数学（STEM）职业的兴趣降低，国际学生评估项目（PISA）在对15岁的学生测试中发现美国在经合组织国家中排名第25位（图 5）。

美国在 STEM（科学、技术、工程和数学）领域的学术研究在很大程度上依赖于来自中国、印度和世界其他地区的外国出生的人。大约三分之一的美国 STEM 博士毕业生不是美国公民或永久居民，28%的 S&E 人才是外国裔。

美国极其依赖移民以满足持续增长的STEM领域劳动力需求。根据美国移民局（AIC）对 STEM 劳动力的狭义定义，STEM劳动力包含物理、生物科学、工程、数学和计算机科学的相关工作人员，在2015年美国STEM劳动力（约800万人）占据美国总劳动力的5%，其中24%的STEM劳动力（约200万人）是外国裔（图 6）。

近10年间，中国学生学成后回国就业的比例明显增加（图7），这意味着包括美国在内培养的人才在流失。

2. 知识成本

知识成本包括出版物、专利的数量和质量衡量。从历史上看，美国在研究出版物的数量上以及在被引用次数最多的期刊中的出版物数量上均排名第一。但是在2016年，中国发表的论文数超过了美国，并且在最受认可的期刊上发表的论文数量迅速上升（图 8a、8b）。

近年来，中国在专利授权数量上领先于其他发达国家（图9）。

3. 创新生态系统

联合国世界知识产权组织（WIPO）根据其对126个国家80项创新绩效指标的评估发布了全球创新指数（GII），包括政治环境、教育、基础设施和商业成熟度等指标。在这份聚焦于能源创新的2018年报告中，中国上升至第17位，中国经济正经历快速转型——密集型创新。相比之下，美国在一年内从第四位下滑至第六位（美国曾在2008年位居第一）。

4. 金融资本

2018年，美国的国内生产总值约为20万亿美元，根据目前的汇率计算，它是世界上最大的经济体。按照这一特定的衡量标准，报告指出，中国将在2030年前缩小与美国的差距。2014年经购买力平价调整后，中国的国内生产总值（GDP）超过了美国。从2008年至2018年的短短10年间，中国全球财富500强企业的数量从29家增至120家，而美国企业数量则从153家降至126家（图 10）。

过去30多年来，用于研发的联邦支出（年度支出）通常保持在联邦总支出的4%左右，可支配支出的10%左右（图11）。与美国相比，在过去20年里，中国的总体研发支出显著增加。从2000年到2012年，中国研发支出占国内生产总值的比例每年增长18%。

二、美国科技与工程研发面临的危机与挑战

（一）美国面临迫在眉睫的财政危机

报告指出，美国财政状况可能会使研发资金的计划复杂化。美国国债目前超过23万亿美元，而其国内生产总值（GDP）接近22万亿美元。公众持有的联邦债务（与政府账户持有的债务或政府内部债务相反）相当于总债务的73%。鉴于历史，美国未来减少债务的可能性微乎其微。2019财年，受赤字增长26%的推动，美国国债就增长了近6%，如果新冠疫情导致的经济衰退持续时间较长，这种困境将加剧。

（二）美国科技与工程研发投资面临挑战

美国大多数的大型企业研究机构已经衰落或倒闭（如美国的贝尔实验室连同其成果现归芬兰诺基亚公司所有）。美国对于基础研究的总体支持从长期来看有可能成为最具变革性的研究，而现在这种支持在美国受到了很大影响，很多美国的基础研究更依赖政府或其他（非商业）资金来源，如私人慈善事业。在成果转化方面，美国为初创公司提供了大量私人股本市场，然而，创新者依赖的金融市场（如私人股本市场）也越来越寻求短期回报。在这种环境下，政府将成为唯一的资金来源，长期、高风险 - 高回报努力（如基础研究）的默认资助者，整体而言是为公民服务，但不一定立即奖励投资者或研究人员。

报告指出，中国建立了规模庞大的政府基金支持创新，并对那些无法获得美国国内资金但有发展前景的美国公司进行了投资。2018年上半年，中国风险投资、筹资首次超过美国。通过最近建立的集成电路投资基金，中国正在对半导体集成电路投资数百亿美元，而半导体集成电路正是技术革命最重要的推动要素。同时，中国也面临着性别失衡、COVID-19、人口老龄化、环境危机以及经济增长放缓等多重内部挑战，但中国近几十年来在科技创新方面的表现不容否认。

由于外部环境的飞速变化和世界其他国家的进步，美国在世界上的竞争地位将在今后几年迅速转变，国内外的事态发展已将美国置于其未来全球竞争力的危险“临界点”。美国创造的就业机会、医疗保健、国家安全和总体生活质量都可能面临失衡，而且，随着世界其他国家对科学技术的重视和研发经费的快速增长，美国对此做出果断回应的紧迫性也越来越大。为了美国的未来，需要采取行动确保研发企业的活力和生产力。

三、建议

（一）重申2014年报告的建议

建议1：美国应在五年内将研发总投资（公共和私人）占国内生产总值的比例从2.7%提高到3.0%，在十年内至少提高到3.3%。

30多年来，美国研发投资占国内生产总值的比例一直保持2.4%到2.7%之间。鉴于研发对国家经济的影响，在国家安全和全球竞争加速的情况下，研发目标应至少提高到3.3%，这个数字与领先国家相比更具竞争力。

建议2：联邦对基础研究的资助应以每年至少4%的实际增长率持续增加，目标是将联邦基础研究经费占国内生产总值的百分比从目前的0.2%提高到0.3%。

由联邦政府资助研究的STEM领域的基础研究，将继续产生重大发现，为技术革命和创新提供动力。但基础研究经费的增加不应以牺牲应用研究为代价，理想情况下，对应用研究的投资也应当以大致相同的速度增长。

建议3：白宫科技政策办公室（OSTP）应与管理和预算办公室（OMB）和政府资助机构合作，为每个支持研发的机构制定一个滚动的五年综合联邦研发资金计划，包括基础研究、应用研究和开发三个类别的总体资助目标。

每个联邦机构根据计划分配研发资金，但其支持科学和工程优先领域的总体战略需要政府规划。OSTP在年度预算过程中的作用是咨询，OSTP与OMB密切合作处理总统预算中与科学技术有关的部分。内阁级国家科学技术委员会（包括OSTP和OMB的董事）是实现上述目标的关键要素。

建议 4：应制定资本预算编制流程，为联邦政府资助的研发设施提供资源。

企业应当在评估当前投资的长期影响的基础上进行长期的资本预算，用于大型研发项目的建设和更新编制多年预算（包括购买主要研究设备）将避免机构拨款逐年浪费。

建议 5：美国研发预算应（至少）以两年为周期，而不是每年一次拨付。

高质量的研究不是在一年的时间段内进行的，支持机构可以通过拥有较长的投资范围来最大限度地服务于国家在促进科学知识方面的利益。经费的逐年大幅波动会产生浪费，不利于研究质量的提高。

建议 6：H1-B签证的数量应增加一倍，并适当安置接收者的直系亲属。

美国的科技企业将需要额外的人才。至少在未来十年，大部分人才将从国外引进，世界各地的学生将被美国大学吸引，美国应该制定政策，鼓励他们接受教育后留在美国，从而为美国STEM劳动力作出贡献。

建议 7：应审查目前对开展研发活动施加的法规、政策和报告要求，以消除无法提供明显效益的约束。

几十年来，许多已出台的规则、条例和其他政策降低了国家研究人员的生产力，已有研究报告详细描述了这些问题并提出了具体的政策改革。联邦机构、OMB和国会应尽快采取行动。虽然大学和联邦机构正在考虑新的政策以确保对知识产权的适当保护，但仍应继续鼓励外国裔学生和科学与工程研究人员在美国学习和创业，任何新法规都不应给研究人员和机构带来重大行政负担。

建议 8：大学应修订其知识产权政策，以更加符合1980年《拜赫多尔法案》的初衷。

该法案旨在确保公众从联邦政府资助的研发中受益，赋予大学教师所生产的知识产权的所有权，并鼓励大学通过专利和许可协议与行业分享发现发明。公司和大学应实施机制，使合作伙伴关系更加有效，特别是鼓励跨学科的联合研究。联邦政府应澄清其初衷并在必要时修订税法，以鼓励加强大学与企业的合作关系。

（二）2020年的新建议

除了上文重申的2014年报告的建议外，本报告还附加了以下建议，重点是加强美国STEM教育和美国劳动力：

建议1：2005年美国国家科学、工程和医学研究院关于K-12学前教育的“聚集风暴（Gathering Storm）”报告中的建议应得到实施，包括每年设立1万个联邦资助的STEM领域四年制奖学金，授予有竞争力的美国公民，并要求他们毕业后在公立学校教授STEM知识至少5年。

几十年来，美国12年级前的公共教育体系一直处于危机之中，迫切需要提高学生成绩是“创新：美国的当务之急”行动呼吁中列出的七个优先事项之一，该呼吁得到了全国500多个组织的支持。美国国家科学、工程和医学研究院在其“聚集风暴”报告中提出了应对危机的策略。

建议2：各州应恢复、维持或增加公立大学经费大幅减少前的水平，按全日制同等学制（FTE）学生计算。

恢复国家对大学的资助使这些机构更好地满足国家公民的教育需求，提高劳动力技能水平，支持充分就业，与当地公司建立更牢固的伙伴关系，为国家的科技企业和经济做出贡献。

建议 3：对（私立）大学捐赠收益征收的税收会适得其反，应立即废除。

废除这一惩罚性税收将有助于大学控制学费，提供更多的财政援助，并维持现代化的研究和教学设施，这样做也有望进一步阻止这种目标狭窄、适得其反的做法。

建议 4：继续在日益竞争激烈的全球市场上保持领先地位。

美国必须要加快创新的步伐——将科学发现和发明从实验室研究转化为产品。联邦政府应将研发投资重点放在应对相对紧迫的挑战上，加速对研究的投资，特别是科学、技术、工程和数学（STEM）等领域的基础研究，鼓励大胆的想法，并且资助那些可能产生重大变革的项目。进一步降低工科大学合作的障碍，使突破性发现更容易迅速进入应用程序，包括商业产品、市场、经济增长和高收入工作。

国际科学合作对美国的利益至关重要，并非每一项科学发现或技术创新都在美国有其起源。但是，在21世纪的科学技术驱动下，美国只有作为新知识发现的主要贡献者，并有能力和意愿将这些知识转化为应用程序，才不会被抛在后面、孤立和衰落。

编译：邹思敏、孟凡蓉，责任编辑：王达

文章来源

https://www.amacad.org/news/report-america-chinaperils-of-complacency

美国人文与科学院（American Academy of Arts and Sciences，AAAS），又译为美国艺术与科学院、美国文理科学院，是美国历史最悠久的院士机构及地位最为崇高的荣誉团体之一，也是进行独立政策研究的学术中心。自从约翰·亚当斯、约翰·汉考克、詹姆斯·鲍登及其他的建国先贤于独立战争期间创立美国艺术与科学院以来，当选为其院士一直被认为是美国的最高荣誉之一。美国艺术与科学院负有双重职能：从科学、人文、商业、政治、艺术等领域选举每个世代最优秀的学者及最具影响力的领袖成为其院士，以及针对社会的需要进行政策研究。其主要研究计划聚焦于高等教育与科研、人文与文化研究、科学与技术进展、美国政治、人口与环境、儿童福利等。