【科研机制】谁设计了美国科研发展的体制

【科研机制】谁设计了美国科研发展的体制

2020年出现中美技术脱钩的说法之后，不少人向我询问了解美国的科研机制，有的出版社也翻译了一些这方面的书，请我作序。接下来这组信的内容，我们就围绕美国的科研发展这个主题聊一聊。相信你听了之后，对美国这个国家是如何运行的、科研发展要采取怎样的方式等问题，会多一些更加准确的理解。

要讲美国乃至西方国家的科研机制，就绕不开一位让麻省理工学院非常引以为傲的人。2016年，我访问麻省理工学院媒体实验室，那天我到的时间早了一点，媒体实验室的主任伊藤还在忙别的事情，我就在接待室等他。接待室的桌子上放了一本发黄的书，那是一份报告的原始拷贝。我一看不得了，那是改变了美国科技发展史的一份报告。MIT将这本颇为珍贵的原始拷贝给来访的客人看，其实是在宣传这所学校对于美国科研的影响力。

这份报告的名字也许你也听说过，就是著名的《科学：无尽的边疆》（Science, The Endless Frontier）。这份报告的作者叫做万尼瓦尔·布什（Vannevar Bush），是一位非常了不起的人物。虽然都姓布什，这个布什和出了两任总统的布什家族并没有什么关系。但如果把两位布什总统加起来放在天平的一边，把万尼瓦尔·布什放在另一边，很难讲哪一边更重要。

因为如果要在美国历史上找一个人，对美国的整体科研发展贡献最大，这个人就是万尼瓦尔·布什。如果说哪一份文献决定了美国科研的决策方向，而且影响至今，那就是万尼瓦尔做的那份报告——《科学：无尽的边疆》。接下来，我就和你介绍一下万尼瓦尔其人，以及这份报告最主要的内容。

万尼瓦尔·布什其人

注：上图中左起第三位为万尼瓦尔·布什。

万尼瓦尔一生大部分时间供职于MIT，他曾经担任MIT的的教务长（provost），相当于中国大学里管教学和科研的副校长；同时，他也长期在总统身边供职。

一战期间，万尼瓦尔在塔夫茨大学工作的同时，也为美国国家研究委员会（National Research Council）工作。一战后，万尼瓦尔到麻省理工学院的电机工程系工作，在此期间，他带领一个研究小组研制了能够解微分方程的“微分分析机”，这其实是世界上首台模拟电子计算机。

模拟电子计算机的发展很快遇到了瓶颈，于是万尼瓦尔派了自己的一位年轻的学生去改进计算机，这个年轻人因此发明了数字电路，他就是信息论之父——香农。这一段历史我在《信息传》中有详细的介绍。

万尼瓦尔还有一名著名的学生叫做弗雷德里克·特曼（Frederick Emmons Terman）。特曼后来担任了斯坦福大学的教务长，就是他建设了斯坦福工业园，被誉为“硅谷之父”。特曼也有两个著名的学生，就是创办了惠普公司的威廉·休利特（William Hewlett）和戴维·帕卡德（David Packard）。

当然，万尼瓦尔对美国科技最大的贡献还不在于桃李满天下，而在于他对美国政府的科研政策产生了永久性的影响。20世纪40年代早期，万尼瓦尔作为罗斯福总统的科学顾问参与组织和领导了曼哈顿计划。其后，万尼瓦尔又先后参与了氢弹计划、航天计划和后来被称为“星球大战计划”的科学技术工程。

此外，万尼瓦尔还参与创立了国家科学基金会NSF（National Science Foundation）和高级研究规划署ARPA（Advanced Research Projects Agency）等科研管理机构。今天，NSF和ARPA演变形成了美国国防高级研究计划局DARPA（Defense Advanced Research Projects Agency，）。这些机构是长期以来美国研究型大学主要的政府经费来源，它们的存在保证了美国在尖端科技领域的长期领先地位。

可以讲，今天美国政府支持科研的传统、方法和机构，都是万尼瓦尔·布什的遗产。而万尼瓦尔最初的这些想法和规划，目的都在于提升美国的国家科技竞争力。

万尼瓦尔如何推动了美国政府科技发展机构的建立？

我们在之前的信中多次讲到，美国是一个小政府、大社会的国家，通常是靠商业驱动推进科技的发明创造。早在第二次工业革命时期，美国就贡献了世界上一多半和电相关的重要发明，在电学理论上也不落后。但那些成就都是靠民间资本的力量完成的，美国政府很少参与。

在第一次世界大战期间，万尼瓦尔发现美国军方工程的技术需求与当时科学家的研究之间存在极大的鸿沟。当时无论是军方还是民间，都看不太上大学里科学家所做的那些工作。而科学家呢？因为没钱，也只能做一些偏理论的研究，解决不了大的工程问题。

转眼到了二战期间，虽然美国开始还没有参战，但万尼瓦尔已经感到来自德国的巨大威胁。德国人在二战前拿走了一多半的诺贝尔科学奖项，同时德国科学家在武器研制上也发挥了巨大的作用。因此，万尼瓦尔向美国国会提议成立一个政府行政机构，协调并推进以科学研究为基础的国防开发。

但当时的美国国会没有理会他的建议，于是万尼瓦尔利用担任罗斯福总统科学顾问和美国航空咨询委员会（NASA和NACA的前身）主席的机会，绕过国会，直接给罗斯福总统提交了一份建议书。然后在罗斯福总统的支持下，美国成立了国防研究委员会NDRC（National Defense Research Committee）。之后的曼哈顿计划和另外一些重大国防项目，都是在NDRC的主导下开展的。

由于科学家们在曼哈顿计划和一系列军工计划中发挥了关键性的作用，美国的老百姓们开始相信和重视科学，科学家的地位和话语权得到了很大的提升。万尼瓦尔希望借着这个好机会，将发展科学研究确定为美国永久的国策。于是，1945年，应罗斯福总统生前的要求，万尼瓦尔给罗斯福的继任者杜鲁门总统写了一份很长的报告，就是这篇《科学：无尽的边疆》。

《科学：无尽的边疆》讲了什么内容？

在报告正式的文本之前，万尼瓦尔用一封简短的信件总结了他的四点最关键性的建议：

第一，在不妨碍国家安全的前提下，把从军工研究中获得的科学知识普及到民用领域，促进民用科学的发展。

第二，成立一个计划，持续进行医学和相关科学领域的工作，以战胜各种疾病。

第三，政府协助公共和私人组织开展研究活动。

第四，开展一个有效的计划，发现和培养美国青年的科学人才，以确保美国科学研究事业的可持续发展，让美国的科研水平可以一直保持二战期间的领先水准。

此外，万尼瓦尔在这封短信中还提到了社会和人文学科的重要性。

在接下来的正式报告中，万尼瓦尔强调了几个未来的重点科学研究方向：首先是和抗击疾病有关的医学和基础科学研究；其次是涉及到国家安全的研究，当时万尼瓦尔关注的还是导弹、潜艇和无线电这些领域；再次，是和国民福祉有关的科学研究，这些领域涉及到创造就业机会、发明新的工业品、提高国家的整体竞争力。

直到今天，美国科研发展的方向，依然是围绕这三个方面展开的。

要实现上述任务，万尼瓦尔讲，政府必须投资做四件事情：

首先是培养人才，这不用多说。

其次是政府要支持大学搞科研。在此之前，美国联邦政府是不给大学研究经费的，万尼瓦尔的报告指出，要改变这种状况。

第三，为了确保大学和私营企业研究机构的人才，政府不要用国家研究机构同大学和私营企业抢人才。这一点是美国和其它国家不同的地方，这当然和美国国家研究机构的特殊性有关。

美国只有很少的政府科研机构，大部分还是二战时为了战争的需要建立的。比如洛斯阿拉莫斯实验室、劳伦斯伯克利实验室等等，此后几乎没有再建立新的国家实验室，甚至把一些国家实验室交给了大学管理。即便是在实施阿波罗登月计划期间，NASA承担的研究工作其实也只是零头，大量的工作是交给大学和私营企业的研究机构来做的。

今天很多人感叹，为什么SpaceX一家私营企业的航天技术如此先进。其实SpaceX拿的也是NASA的钱，只是美国的科研运作方式和世界上很多国家不同而已。事实上，美国研究最新飞机、导弹、潜艇的，都不是国家研究机构，而是拿了政府合同的私营企业和大学。

第四个建议，报告讲为了刺激私营企业加大科研投入，政府要做好两件事情：一是制定科研经费抵扣税收的税收政策，二是做好专利保护。今天美国大企业的研发经费是非常高的。比如谷歌2019年度的研发经费是260亿美元，微软同时期是200亿美元。这不仅是为了增强自身的竞争力，也和美国政府很多鼓励科研的政策有关。

万尼瓦尔的报告还专门强调了人才培养方面要注意的事项，报告中强调了三个要点：

1. 能做科学研究的人其实是极少数，但要找到这些极少数的人需要有一个很大的基础人群。

2. 培养科学家的时间非常长，不能急于求成。

3. 政府要通过提供奖学金等方式将人才吸引到科学研究工作中。今天美国大学给研究生的最高奖学金，就是美国国家科学基金会的奖学金，而这个基金会就是万尼瓦尔创立的。

小结

万尼瓦尔的思想非常超前。1945年，他在《大西洋月刊》上发表了文章《诚如所思》（As We May Think）。在这篇前瞻性的文章中，他描述了个人电脑的概念，提出了电子计算机储存与检索大量信息的基础技术——数据库系统。此外，他还提出了超文本、多媒体、搜索引擎、全球网络及数字图书馆等技术发展方向。当然，这些具体技术的前瞻，和万尼瓦尔设计美国科研体制的贡献相比，依然显得微不足道。

关于科学对于一个国家的意义，万尼瓦尔是这样讲的：

“无论是在和平还是战争时期，科学需要和其他因素在一起才能对国家福祉起作用。但是，如果没有科学进步，就无法在其他方向上取得任何成就，就也就无法确保我们作为现代国家的健康、繁荣和安全。”

还有二十多年，万尼瓦尔提交《科学：无尽的边疆》这份报告就满一个世纪了，而今天美国整个科研体制仍然是建立在万尼瓦尔设计的框架之内。谈论美国的科研发展，万尼瓦尔是一个绕不过去的人物。