美国《无尽的前沿法》议案解析

谷贤林　李乐平

美国科技实力全球领先，其科学事业的持续卓越与联邦政府的科技政策相关。二战中，美国先进的军事武器研发加速了全球反法西斯战争的胜利，其科学实力举世瞩目。二战后，被誉为“二十世纪美国科技总工程师”的瓦涅尔·布什（Vannevar Bush）向白宫提交《科学：无尽的前沿》（Science： The Endless Frontier）报告，奠定了美国科技政策的基石。《科学：无尽的前沿》推动美国科技创新的空前崛起，具有高度战略意义。在科研投资方面，首次确立联邦政府对科研的承诺，成为二战后联邦政府科研资助体系的根基;在科研规划方面，将基础研究视为技术进步的“心脏起搏器”[1]，完成了美国科学发展路径从“欧洲基础研究—美国应用研究—美国发展研究”到“美国基础研究—美国应用研究—美国发展研究”的转型[2];在科技转化协作方面，提供了政府—产业—学术界合作关系的政策框架，形成政府资助为支撑、大学基础研究为创新引擎、产业研发为经济增长点的协作系统。由此塑造了美国20世纪国家安全、经济、科技、文化等领域的核心竞争力。

新冠肺炎疫情的暴发加剧了全球尖端技术驱动经济的“军备竞赛”，引发美国政界和科学界对《科学：无尽的前沿》的重新审视。美国国会山发出“冠状病毒大流行迅速缩小了美国与世界其他国家之间的科学技术差距，并威胁到我们的长期健康、经济竞争力和国家安全”的警示[3]。2020年5月，国会两党政治联盟基于《科学：无尽的前沿》的愿景提交《无尽的前沿法》（The Endless Frontier Act）议案，呼吁联邦政府重塑基础研究作为科学引擎的关键角色，增加在决定未来竞争的关键技术领域的科学发现、创造和商业化投入，巩固美国在新一轮科技创新革命中的领先地位。[4]

一、议案提出背景

美国联邦政府的公共科研投入是国家创新和竞争的保障。与注重短期性、实用性、私有性的产业研发相比，公共研发支持高风险、长周期、高投资回报的基础研究，突破性发现的溢出效应带来新兴技术的萌芽，从而产生强劲的社会经济增长和广泛的就业机会。疫情的蔓延加速暴露了美国公共研发投入不足引起的创新停滞、关键科学技术领域竞争落后、产业供应链脆弱、区域经济发展不平衡等一系列问题。

（一）公共资助不足导致竞争力差距

在《科学：无尽的前沿》影响下，二战后美国联邦政府将科学研究应用于军事、医疗、经济等领域，科学研究投资惊人的回报支撑了强大而稳定的经济繁荣。20世纪60年代中期起，国际冷战形势缓和和国内经济问题凸显，联邦政府公共科研支出呈波浪式下降，美国科研的“黄金时代”黯然退去。联邦政府总研发支出从1964年接近经济总值2%的峰值骤降至2019年的0.7%左右。[5]作为经济增长引擎的基础研究，亦面临严峻的经费压缩，联邦政府基础研究投入与总研发投入比率从2000年的58%降至2018年的42%。[6]在学科领域，联邦政府主要关注医学和生命科学，缺少对工程学、物理学、数学、计算机科学等学科的投入，美国学界担心美国在量子计算、人工智能、机器人、无人驾驶、空间技术等未来领域的全球竞争中失去优势。

公共资助减少引发的创新停滞严重影响美国的竞争力。20世纪70年代起，美国国内生产总值（GDP）增长开始减速，从3%减至2000年的2%以下。2020年中期，美国国会预算办公室（Congressional Budget Office）预计GDP的年均增长仅为1.7%。[7]在技术创新指标的专利领域，自1990年起，美国的三元专利①（Triadic Patent）数下降了近1/3。[8]创新赤字带来产业研发的枯竭，新兴技术经济增长的放缓意味着企业工作岗位的减少。在国际上，美国的总研发强度已从1995年的第四名跌至2020年的第十二名。[9]2019年，美国创新工作小组（TFAI）将超级计算机、纳米技术、航空航天、人工智能、远程通讯、生物技术等领域进行国际对比之后，发出“如果联邦政府不投入更多的研发资助，美国将失去全球最大创新国和经济体地位”的警告。[10]

（二）创业活动集中加剧区域经济鸿沟

公共资助的集中分配加剧了美国经济在地域分布上的不平衡，呈现东部强盛、西部和中部疲软的势态。冷战国防需求下，联邦政府投资于大学—军事—产业联盟，形成硅谷—斯坦福大學、波士顿128公路—麻省理工学院、北卡三角园—北卡罗来纳大学等创新产业集群。这些占有大型科研基础设施和资源的城市率先成为信息技术、半导体、生物制药等前沿技术领域的创新枢纽，吸引全国创业公司和顶尖科技人才，形成区域经济在地理空间上的集聚效应。

与此同时，市场投资的集聚进一步加大创新经济的集中。20世纪70年代后，美国的技术研发从政府主体逐渐转移到市场主体。二战后联邦政府研发投资集中在西海岸（旧金山、圣何塞、圣地亚哥）和东海岸（波士顿、纽约）等以研究型大学科研为依托的沿海大都市，这些知识经济中心地区拥有前期的公共研发基础设施和充足的技术人员，具有更为成熟的市场投资氛围，因而形成风险投资中心，掠夺了中部和西部等众多潜力城市的人才和创业机会，扩大了经济和文化的区域鸿沟。当前，美国创新部门间的地区差异已达到极端水平，全美2/3的风险投资集中在五个地区[11]，研发创新排名前十的州的研发支出占全国研发支出的67%。[12]

二、战略逻辑

当前美国科技政策的制定从适应科学发展转向促进技术创新。[13]因而，美国需要一个全新的战略投资框架，以应对21世纪新的全球科技与经济竞争。《无尽的前沿法》议案的战略逻辑是，增强联邦政府的统筹协调角色和公共投入，支持基础研究、推动先进技术投资、平衡区域经济发展、实现技术驱动下经济的腾飞，从而保证美国在先进科学和技术领域的竞争力。

（一）基础研究投资是国家创新的引擎

二战后，美国将基础研究视为国家技术进步的根基，科学的发展理念遵循布什的“线性模式”，即科学通向技术、技术满足市场。虽然布什对于基础科学研究的着重强调引起公众对于科学事业的重视，但造成了科学基础研究与应用研究间的隔阂。20世纪80年代，随着科技政策向技术创新驱动国家竞争的方向转变，基础研究与应用研究的边界逐渐模糊，在具体的应用场景中，科学发现与技术发明是一个统筹协调的过程。[14]因而，以技术驱动经济为目的的基础科学研究成为公共资助的关键。

关于基础研究与技术创新的关系，技术变革与创业研究领域教授埃德温·曼斯菲尔德（Edwin Mansfield）发表《学术研究与产业创新》（Academic Research and Industrial Innovation）一文，表示如果缺乏学术基础研究成果，1975—1985年美国七大产业（信息加工、电器、化工、仪器、药品、金属和石油）11%的新产品与9%的新工艺将夭折或延迟。[15]自2010年起，美国科学联盟陆续发布三个《促进经济增长》（Sparking Economic Growth）报告，提出联邦政府对学术基础研究的投资所带来的新发明、新兴创业公司和就业岗位在刺激美国经济增长方面具有关键作用，为基础研究提供强大而稳定的资金对于美国持续的全球竞争力和长期的经济健康至关重要。[16]2015年，麻省理工学院委员会在《推迟的未来：为什么基础研究投资下降威胁到美国的创新赤字》（The Future Postponed： Why Declining Investment in Basic Research Threatens a U.S. Innovation Deficit）中指出，当世界各国在太空探索、超级计算机、网络安全、清洁能源等领域开展国家项目时，联邦政府对基础研究支出的减少将引发美国未来全球技术竞争衰落的危机。[17]

（二）先进技术投资是国家竞争的关键

颠覆性技术正在重塑国际经济与社会，对美国保持其世界经济和军事领先地位至关重要。关于科技创新对经济的影响，诺贝尔经济学奖得主罗伯特·索洛（Robert Solow）的一项研究曾得出“60%左右的经济增长归因于技术创新”[18]的结论。美国拥有世界上最多的原创性突破，然而当联邦政府缺乏对先进技术的投资和重视，而产业界亦倾向于投资短期回报率高的技术时，就容易错失掌握未来技术驱动经济的主动权。

联邦政府需成为先进技术的“第一投资者”，填补早期技术开发的资金空缺。虽然产业界的风险投资在经济发展中扮演重要角色，帮助具有投资价值的创新从实验室走向市场，但基于市场风险规避原则，产业界更倾向于熟悉市场而非突破性市场的风险投资。诸如清洁能源、新细胞与基因治疗等技术进步项目面临着从构思到证明产品生存能力的难题，通常需要公共资助提供资本密集型的长期项目融资，并给予设备和人员支持。而联邦政府资金的补充有利于因市场投资障碍而无法实现技术商业转化的新兴产业的发展，确保美国产业生态的多元发展和竞争力的提升。以起始于20世纪90年代的人类基因工程研究为例，这项累计30亿美元的联邦公共科研资助项目通过联邦实验室和产业实验室的协作，成功将基因检测技术、基因追踪技术、基因识别技术等运用于生物燃料、食品安全、医疗健康等领域，帮助美国创造了数以万计的高技术工作岗位和近一万亿美元的经济增长回报，同时确立了美国在这一技术领域的技术领先优势。[19]

（三）区域经济平衡是国家繁荣的保障

先进技术产业的广泛地域分布对于确保国家经济健康发展至关重要。随著全球化和技术驱动经济的兴起，传统制造业经济走向衰落，美国中西部地区的“铁锈城市”因人才流失、基础设施不完善、市场投资匮乏等因素面临产业转型的困境，通往广泛经济机会的道路受阻。而因二战后联邦军事战略投资而率先兴起的“太阳带”和东部沿海明星城市形成良好的产学合作技术经济增长生态系统，吸引全美的人才和新兴产业的聚集，持续拉大地区间经济差异。据统计，美国经济排名前十的城市中，人均收入高于全国其他城市的比率从1980年的30%增至2016年的57%。[20]

扭转美国区域技术经济的发展差距需要联邦政策的合理资源分配。正如19世纪工业化时代，联邦政府为鼓励工农业发展而颁布的《莫里尔法》（Morrill Act），通过在各州投资技术设施并资助建立现代美国教育体系的赠地大学，以促进美国工业现代化人才的培养和先进技术的发展，实现经济的繁荣。根据产业投资和公共研发间的互相吸引的规律，如果联邦政府将公共资助的研究扩展到新的地方，将随之吸引私人研发的投资。当前美国拥有一批发展成为新的经济增长中心的潜力城市，这些城市拥有大量的技术工人、一流的研究型大学和完善的生活设施。尤其是以研究型大学为依托的地区，有望成为新兴的经济创新枢纽，从而实现技术驱动经济在全美范围的均衡分布。

三、主要内容

该法案为美国未来科技发展提供了一套政策框架，其将分布在学术界、政府、产业界等组织机构中的科学技术和创新能力视为一种巨大的资源，并倡导在联邦政府的统筹规划和资助下实现创新、技术研发及其商业转化的融合。

（一）成立技术理事会，投资关键技术

为了更有效地推动知识创造与技术研发间的衔接，《无尽的前沿法》议案提出在国家科学基金会（NSF）内部设立技术理事会，将NSF更名为国家科学技术基金会（NTSF）。NTSF在NSF资助基础研究的理念基础上，将基础科学研究与解决社会关键问题相联系，体现科学与技术整合的共享领导职能。[21]与NSF专注于基础研究的传统不同，NTSF旨在促进以先进技术开发为目的的创新研究。在具体实施过程中，NTSF在组织管理上将独立于NSF，其组织运行遵循“DARPA模式”，该模式区别于一般的发明或发现，是一种具有具体目标的、“基于挑战”（challenge-based）的、且将科学研究和与之相关的技术挑战联系起来的“关联模式”（connected model）。[22]

在资金投入方面，《无尽的前沿法》议案倡议在五年内向新成立的技术理事会拨款 1000亿美元，以支持在人工智能、机器学习、高性能计算、机器人、自动化、先进制造等10个关键技术领域（见表1）的基础研究投入、人才培养和技术成果转化，以重振美国在全球竞争中关键技术领域的领先地位。同时意味着，2024年NTSF的联邦拨款将达到350亿美元，约为现在（2020年，编者注）80亿美元预算的4.4倍。[23]

（二）建立大学技术中心，促进技术创新

作为国家创新生态系统的关键组成部分，以美国研究型大学为代表的学术机构在产生科学突破、培养创新人才、创办高科技新兴企业等方面发挥着独特优势。半个多世纪以来，联邦政府从投入的大学科研中已获得丰厚的回报，从战争中雷达、原子弹等军事武器的使用到医疗器械、抗癌药物的研发以及全球定位系统（GPS）、智能汽车的普及，均得益于以大学基础研究为创新引擎的科学技术的进步。信息技术与创新基金会（ITIF）的一项研究表明，1970年后，美国的创新来源已经在两个关键方面发生了变化。一是独立运作的大公司在获奖创新中所占的份额远不及大学和联邦实验室的衍生品产生的创新。二是由联邦政府资助的创新数量急剧增加[25]，从1975年的41个增至2006年的77个[26]。过去二十余年，随着大多数产业研究实验室的关闭和重组，产业界的研发活动逐渐转移到上游，大学在创新体系中的角色愈发关键。根据卡内基研究型大学分类统计，115所研究活跃的博士研究生学位授予型大学的学术研发资金占总研发资金的3/4。[27]由此，《无尽的前沿法》议案提议通过竞争性申请和选拔，投入350亿美元帮助研究型大学成立大学技术中心（University Technology Centers），以促进关键技术领域的基础创新和技术研发。[28]

（三）升级创新技术设备，储备智力资源

国家创新生态系统不仅需要研究经费投入，还需要对人和设备的投入。正如二战时美国在各大学设立的联邦国家实验室取得了巨大科技创新突破，对研究机构的设备升级和投资也是关键的。《无尽的前沿法》议案提出投入10亿美元用于大学及相关的研究机构大型实验平台和生产设备的投资，推进关键技术创新的操作、整合和制造，以加速创新技术向商业市场的转移。

随着技术产业的兴起和增长，市场对于高素质劳动力的需求亦不断增长。熟练的技术人员对于医疗保健、基础设施和其他可带来高经济增长的领域的创新至关重要。2000—2017年，美国每年授予的科学与工程类博士学位从约2.8万个增加到4.6万个，其中工程、计算机科学、医学领域的占比最多，且115所能授予“最高研究活动”博士学位的大学几乎在所有研究领域都授予了最多的博士学位。[29]2008—2018年，美国对科学、技术、工程和数学（STEM）领域的工作岗位需求增长34%。[30]因而，《无尽的前沿法》议案提出NTSF投入150亿美元用于关键技术领域相关学科的学位奖学金授予，以培养科学工程领域的高技术工作者和基础科研人才。

（四）投资大学新兴企业，加速技术商业转化

研究型大学不仅在突破性的科学发现上发挥至关重要的作用，而且在创办高科技企业上具有潜在优势。美国科学联盟的一项研究表明，研究型大学创办的衍生公司的市场存活率和经济效益要远远高于其他公司。[31]据统计，1980—2015年，美国大学已经衍生多达8000家企业。仅2013年就新建818家，研发719种新产品，创造300万个就业岗位。[32]以大学创业公司为代表的小企业（一般少于500人）在创造就业机会上更具优势，占新增就业岗位的63%。[33]

拥有“艰難技术”（Tough Tech）的大学衍生高科技公司因市场风险投资匮乏，面临着众多突破性的发明（航空航天、先进材料、生物技术、基因工程、可再生能源等领域）被迫停滞在实验室的困境，这一现象亦被称为美国创新生态的“死亡之谷”。为了提高技术从实验室走向市场的转化效率，NTSF计划为大学初创企业的起步阶段提供资助，通过推行小型企业创新研究计划和小型企业技术转让计划以及额外的联邦赠款，来弥合大学衍生企业在创新与市场之间的差距，增强大学研究成果转化为市场经济的动力，帮助美国实现科技驱动的全球竞争力。以小型企业创新研究计划为例，其倾向于对市场风险投资所规避的潜在价值项目进行投资，以帮助有市场潜力的新兴企业渡过早期的产品研发和上市阶段。作为最大的联邦政府支持私人研发项目，小型企业创新研究计划投资的早期科技初创企业数量是私人风险投资的5～7倍，并在其35年的历史中已帮助小型企业获得7万项专利，获得约410亿美元的风险投资。[34]

（五）规划区域技术中心，完善创新生态系统

联邦政府公共与产业投资的惯性加剧了创新经济在区域间的失衡，而市场自下而上的经济发展模式亦无法缩小这一差距。区域创新的协同效应导致大量的人才和创新公司从其他都会区流失，造成美国国内低成本创新中心的短缺。当这些创新都会区的企业面临集聚效应带来的技术成本飞涨时，转而向海外市场进行技术投资，进一步遏制本土产业创新发展的机会，损害美国产业经济在区域间的平衡发展与国际竞争力。2005年以来，在美国382个都会区中，不少于224个的国家创新能力份额在下降。[35]基于此，国会两党倡议联邦政府实施区域创新计划，通过投资美国国内的潜在技术中心，将一小部分具有吸引力的“心脏地带”都会区转变为能够使整个地区受益的自我维持的经济增长中心，以弥合区域间的创新差距，增强在全球基于技术的经济增长的竞争力。

基于此，《无尽的前沿法》议案提出给予美国商务部额外的100亿美元资金支持，用于五年内建设10～15个具有潜力的区域技术中心，以消除市场选择下美国区域间的经济鸿沟，为实现全国范围内以关键技术为支撑的产业经济腾飞奠定基础。具体措施包括：培训地区教育机构员工，改善职业技术教育与培训计划，发展熟练劳动力;制定基础设施改善和站点开发的区域战略;支持发展国内供应链并鼓励建立新的商业实体活动;建立区域风险投资和贷款基金以吸引私人、公共和慈善投资，促进技术创新及商业化;与研究型大学或其他科研机构合作，发展关键技术重点领域的创新。

（六）制定产业战略，建立国际战略联盟

自20世纪90年代以来，新古典经济学支配着美国的产业经济政策，强调自由市场竞争和资源的自然配置。在此影响之下，产业界倾向于选择短期利益最大化且投资回报率高的商业模式，基于创新技术的新兴产业的研发资助和市场份额日益缩小。此外，高度的全球化使得美国的企业以经济利益最大化为目的，将生产转移到海外或削减研发费用，从而导致国内就业市场低迷和产业研发不足的窘境，削弱了美国在先进技术领域的国际竞争力。

面对市场逻辑与国家利益不一致带来的市场失灵，社会各界呼吁联邦政府实施先进的国家产业战略，以提升美国产业界在创新技术领域的全球竞争力。尤其是，新冠肺炎疫情使得美国脆弱的国际市场产业链问题凸显，进一步刺激了联邦政府振兴国内产业市场的决心。对此，《无尽的前沿法》议案提出通过提高先进技术贸易部门的国际竞争力，增强国内产业链的平衡力，并寻求与日本、欧洲国家建立联盟工业战略，应对国际产业贸易竞争中的挑战。

四、余论

在当前全球化竞争和知识经济时代，国家间的竞争是科学创新的竞争、前沿技术的竞争和国家科技战略的竞争。《无尽的前沿法》议案既是对美国长期以来国内创新不足、技术市场转化下降、经济衰退等危机的反思，亦是在当前国际技术军备竞赛中应对他国挑战而提出的一套未来科技发展与竞争的战略性纲领。不可否认的是，美国今日虽面对诸如此类的问题，但仍然是全球最大、最强的经济体和创新国家。当前，我国在科技创新和经济转型上亦面临挑战，从这一法案中能得出什么启示？首先，自《科学：无尽的前沿》起，基础研究创新就被视为推动国家竞争和社会福祉的起点，美国对于保护基础科研的热情和努力值得肯定。其次，在推动技术创新和转化的过程中，以研究型大学为代表的学术机构和产业界形成了良性的市场互动传统，其背后与美国高等教育的卓越和充满活力的市场创业环境不无关系。最后，联邦政府对创新生态系统中的统筹协调和资助，是维护美国科技竞争领先地位的保障。科技政策是长期引领未来竞争的砝码。

注释：

①根据经济合作与发展组织（OECD）的定义，三元专利是申请人在欧洲专利局（EPO）、美国专利商标局（USPTO） 和日本专利局（JPO）取得的一组专利。三元专利数量是衡量国家创新水平在国际比较中的关键指标。

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編辑 朱婷婷   校对 王亭亭

作者简介：谷贤林，北京师范大学国际与比较教育研究院教授;李乐平，北京师范大学国际与比较教育研究院博士研究生