江曉原、穆藴秋：美國“基礎科學堡壘”如何從內部淪陷？

伴隨着“美國重視基礎科學”的神話，美國國家科學基金會（NSF）一直在世界科研界具有崇高的地位。但今年4月，特朗普政府下令削減NSF年度經費的55%，裁撤1700名工作人員中的一半，並且“停止所有基金資助項目撥款，包括新批准的和現有的科研項目”，這讓科學界人士哀鴻遍野。

但在上海交通大學科學史與科學文化研究院江曉原、穆藴秋的考察下，NSF其實這座科學堡壘，早在幾十年前，就從內部被攻陷了。這篇文章，就是對這一科學組織的祛魅。更重要的是，如何理解“基礎研究”與國家科技水平的關係，文章也起到了刷新認知的重要作用。

【文/江曉原、穆藴秋】

二〇二五年四月二十四日，美國國家科學基金會（NSF）主任潘查納坦（S. Panchanathan）突然辭職。Science（《科學》）雜誌上説此事的原因，是特朗普政府下令削減NSF年度經費的55%，並裁撤一千七百名工作人員中的一半，潘查坦無法服從只好辭職。三十日，NSF員工又收到“停止所有基金資助項目撥款，包括新批准的和現有的科研項目”的通知。

   

近日宣佈辭職的美國國家科學基金會（NSF）主任潘查納坦

NSF一直是許多人心目中美國的“基礎科學堡壘”，眼下科學界人士哀聲一片，都認為特朗普正在“摧毀”這個堡壘。殊不知，所謂的“基礎科學堡壘”，在此前數十年的內鬥中早就已經淪陷了。

美國的“基礎科學堡壘”

一説起美國的科學技術，許多人都想當然地認為它非常先進。一代人根據身處的現實形成基本認知，這種認知通常就會伴隨他們一輩子。在這個“美國科學技術先進”的基本認知中，還包括了一種“標準敍事”——美國科學技術是因為重視基礎科學所以才先進的。這樣的“標準敍事”被視為天經地義，並且很自然地得出一個推論——只有重視基礎科學，科學技術才會發達，國家才會強大。

在上面的認知鏈條中，“美國重視基礎科學”居於關鍵位置。由於許多人的認知定式，從來沒有人提出“美國到底重不重視基礎科學”這樣的問題，也沒有人要求舉出“美國重視基礎科學”的具體證據。幾年前，當筆者率先提出這個問題之後，不出意料地引發了劇烈爭論。筆者的問題，當然要求主張“美國重視基礎科學”的論者舉出具體證據。

二〇二一年十一月，筆者的文章《美國是因為重視基礎科學而強大的嗎？》在經歷了報社內部長時間爭議之後，終於在《文匯報》發表，幾天後被觀察者網轉載，閲讀量超過二十六萬，留言區一片爭吵。按照通常的慣例，筆者自己不會加入爭吵，但樂意觀察那些爭吵。據筆者近年在網上搜尋所得，“美國重視基礎科學”的證據，居然自始至終只有一條——範內瓦·布什（Vannevar Bush，注意此人未當過總統）在《科學：無盡的前沿》中説過要重視基礎科學。

好吧，這條證據如果能夠成立——這需要建立在“布什的想法=美國的國策”這樣極其冒險的假定之上——那總算也是證據。於是筆者近年從幾方面考察了這條證據，本文是這些考察中比較關鍵的部分。

布什創立NSF的基本理念

“二戰”後，關於科學在國家發展中應該扮演什麼角色，或者説國家在科學研究方面投的錢應該怎麼用，美國政府中主要存在兩種意見，分別以科學研究發展局主任範內瓦·布什和西弗吉尼亞州聯邦參議員基爾戈（H. Kilgore）為代表。這兩人都贊成建立某種國家科學基金，但基爾戈希望國家科學基金把錢花在進行應用研究的政府實驗室，而布什希望國家科學基金由科學家管理，只支持非營利性機構的研究和教育工作。或者説，基爾戈希望科學基金能夠為國家帶來明顯的實際回報，而布什卻希望打造一片遠離政治、不受“立即產生實際結果”壓力影響的“純科學研究”的綠洲。

一九四四年十一月，羅斯福書面要求布什提交報告，考察關於科學發展四個方面的問題。布什將任務分包下去，他按照精英主義理念挑選了一些人，分別成立四個委員會，讓每個委員會各自向他提交報告。布什為四份報告分別撰寫了提要，這些提要構成一份他提交給總統閲讀的報告，而將四份報告全文，連同他交代四個委員會成員構成的報告，作為附錄。整個文件取名《科學：無盡的前沿》（Science: The Endless Frontier, A Report to the President on a Program for Postwar Scientific Research）。但是當一九四五年七月布什將報告送上去時，羅斯福已經去世，美國總統換成了杜魯門。

《科學：無盡的前沿》（1945）封面

由於杜魯門並未要求布什提交這樣的報告，他自然也就沒有義務重視之——事實上杜魯門一點也不重視。布什報告所取得的最重要的成果，就是在努力了五年之後，總算在一九五〇年成立了美國國家科學基金會。但是這個被視為“基礎科學堡壘”、被許多國內學者盲目崇拜的機構，其實從來沒能主導美國的科研資助——第一年只得到了十五萬美元，此後長期只能得到全美國年度科技研發總經費的1.5%左右，僅僅這個事實就足以表明，布什在《科學：無盡的前沿》中所表達的願景，從來就沒有真正實現過。

NSF的長期內鬥及其結果

NSF成立七十餘年以來，布什關於基礎科學的理念，實際上一直面臨着兩方面的嚴重挑戰：一是以工程學為代表的應用技術，要求在NSF機構內部獲得和基礎科學平等的地位；二是國會希望NSF更多服務於美國的國家利益，而不是成為遠離政治的“純科學綠洲”。這兩方面的挑戰，都與布什最初設立NSF的理念直接衝突，這就引發一個問題：布什最初設立NSF的理念，後來究竟在多大程度上獲得過踐行？

NSF的機構標識

NSF首屆管理機構是由二十四人組成的“國家科學委員會”（NSB），其中物理學家佔絕對多數。唯一的一名工程師是普渡大學工程系主任潑特（A. Potter）教授，這樣的人員比例此後很多年沒有明顯變化。

NSF設立之初，在政策上確實曾對“基礎科學”極力傾斜，即使對工程學的資助，也主要關注基本原理，而不是設計和應用方面的課題。這種資助傾向讓一些申請人公開抱怨説，只要一個提案有實際用途，就會被NSF直接拒絕。

美國的工程師和搞實際應用的科學家們，當然對NSF的這種做派極為反感，所以NSF從成立之日起就種下了內鬥的根芽。最初工程師們在NSF人事安排上完全處於權力外圍，幾乎沒有決策話語權。而進入二十世紀六十年代，這種內鬥就完全表面化了。

一九六〇年，NSF成立之初被排除在外的“社會科學”正式成立了單獨的辦公室，這更讓工程師們感到不平——連社會科學都能在NSF擁有專屬領地，為什麼工程學卻不能？也正是這一年，賓夕法尼亞大學校長、美國工程教育協會主席沃克（E. Walker）當選為二十四位委員之一。沃克努力要讓工程學成為一個單獨部門，雖然他歷經的兩任NSF主任都對他的努力明確反對，但他的努力得到美國工程師行業的積極聲援。

NSF原辦公樓

一九六四年七月，NSF內獨立的工程部終於成立，與其餘三個部門——數學與物理學部、生物和醫學部、社會科學部——共同組成NSF的資助部門。工程師在NSF“爭奪名分”的努力初見成效。

一九六五年，達達里奧（E. Daddario）擔任美國科學研究與發展委員會主席，這個委員會對NSF的立法章程擁有管轄權，達達里奧被指派負責對NSF成立十五年以來的目標、歷史和法定權力進行全面審查，以評估其當前職能的有效性，以及未來角色和工作的定位。

審查持續了一年多，一九六六年四月，達達里奧在Science雜誌上發表署名文章，對審查的過程和結論做了全面回顧。審查總共形成三個報告：國會圖書館對NSF成立十五年來工作的研究報告、國家科學院向眾議院科學委員會提交的報告《基礎研究和國家目標》、達達里奧委員會撰寫的報告《國家科學基金會：現在和未來》。

1966年，達達里奧在《科學》（Science）雜誌上發表的署名文章《一份修訂後的科學基金會章程》

基於這些報告，達達里奧認為，NSF成立以來“一直以被動的方式發揮作用”——坐等學者提出申請項目，NSF選擇後批准。這種方式現在已經過時，“基金會沒有跟上社會的要求，也沒有在不斷變化的政府機器中充分地定位自己”。他要求NSF“對國家需求的變化以及政府在其中的作用更加敏感”，並告誡NSF不要“淪為只會唯唯稱是的應聲蟲和低頭沉默的速記員”。為此達達里奧主張對NSF一九五〇年的原始法案進行修訂。

一九六八年七月，經過漫長的眾參兩院討論投票後，達達里奧第二次提交的修正案（編號H.R. 5404）終於送交總統約翰遜簽署，正式成為90-407號公法（即所謂“達達里奧法案”）。公法第一部分“基金會職能”，首次添加了有關“應用研究”的內容：“授權基金會在學術和其他非營利性機構發起和支持包括應用研究的科學研究。在總統的指導下，授權基金會通過其他合適組織支持與涉及公共利益的國家問題有關的應用科學（applied science）研究。”

“達達里奧法案”意味着NSF將不再僅僅從事基礎研究和相關教育活動，應用科學接下去將可以以合法方式進入NSF爭奪資源（經費）。事實上還在法案通過之前，Science雜誌在一九六六年七月發表的評論中已經指出：“達達里奧建議NSF應該對社會需求做出更多的回應。這一建議只能導致NSF角色的根本性轉變。國家科學基金會將逐漸被迫支持科學的應用，而不再專注於科學概念和知識的增加。”

一九八一年三月，NSF成立了獨立的工程理事會（Engineering Directorate），下面設四個部門，囊括了電氣、化學、土木、計算機、系統工程、環境工程、機械工程、應用力學等方面。工程理事會的成立，意味着工程師們終於把應有的地盤奪了過來。事實上，NSF所能拿到的全美國年度科技研發總經費的1.5%這個小盤子，早就不能都用來資助沒有任何應用價值的“基礎科學”了，而現在工程師們更可以名正言順地要求在這個小盤子裏分肉（申請項目）了。

NSF作為“基礎科學堡壘”的淪陷

僅僅參與分肉當然並不能讓工程師們完全滿意，從一九八一年開始，幾乎每年都有人提交要求成立“國家技術基金會”的法案，結果雖然都以失敗告終，但到一九八五年十一月，工程師們再下一城：參眾兩院完成法定投票程序，經總統簽署，又一個修正案《一九五〇年國家科學基金會法案有關工程學的修正案》成為第99—159號公法的組成內容。

該修正案對NSF基本法案進行了全面修改，在三十六處“science”和“scientific”後插入“engineering”（工程學、工程學的），在三處“scientist”後插入“engineer”。比如原法案中的“科學和教育活動”改成“科學、工程和教育活動”，“科學價值”改成“科學和工程學價值”，等等。

第99—159號公法，又稱“1986年國家科學、工程和數學授權法案”（來源：congress.gov）

工程師們的“平權”鬥爭，最高訴求是單獨成立自己的國家基金會，退而求其次是將NSF改名為“國家科學與工程（技術）基金會”，最低訴求才是要求NSF基本法案將“工程”與“科學”並列。上述修正案其實只滿足了工程師們的最低訴求，但這畢竟意味着“工程學”從此得以名正言順與“科學”分庭抗禮，成為兩個平行系統。

一九九二年十月，Science雜誌發表社論《NSF的未來》，説NSF正在面臨三重抉擇：一、進一步介入工程、技術和應用科學領域；二、保持現狀；三、回到最初。社論希望NSF“不忘初心”，“在美國大學中培育免費的、基礎的、以好奇心為導向的研究”。

同年十一月，一個專門委員會發布了報告《二十一世紀的基金會：NSF的進步框架》。報告一方面重申NSF的主要使命，另一方面卻建議將經費部署在“滿足國家目標的科學戰略領域”。Science雜誌揶揄這份報告像“神諭”，不同的人可從中解讀出不同的觀點。然而NSF前主任布洛赫明確支持變革主張，他高調錶態説：“人們必須意識到，布什的時代已經過去了……是時候重塑NSF了。”

二〇〇〇年以來，中國大幅增加了科技研發方面的投資，正在迅速接近美國。據Science雜誌報道：二〇〇〇至二〇一七年，美國的研發支出平均每年增長4.3%，但同期中國的研發支出每年增長超過17%。二〇一七年，全球研發支出2.2萬億美元，美國佔25%，中國已佔23%。這些統計數據讓美國政府官員感到擔憂和恐懼，而這正是二〇二〇年美國國會提出《無盡前沿法案》（The Endless Frontiers Act，S.3832）的主要原因。

2023年全球研發支出最高的國家或地區，前三名為美國（約7836億美元）、中國（約7230億美元）和歐盟（約4100億美元）。據世界知識產權組織全球創新指數團隊估算，2023年全球研發支出接近3萬億美元（來源：世界知識產權組織，wipo.int）。

從名稱來看，《無盡前沿法案》顯然是對布什《科學：無盡的前沿》的“致敬”，但實際內容卻與布什當初建立NSF作為“純科學堡壘”的理念完全背道而馳。其主張主要體現在以下幾方面：

第一，主張通過改名提升應用技術在NSF的地位。法案主張NSF更名為“美國科學與技術基金會”，這其實就是一九八三年和一九八四年提案的舊話重提，目的是進一步提升應用技術在NSF的地位。類似提案在一九九三、一九九五年還發生過兩次。

在提案中強調技術在NSF地位的國會議員舒默

第二，強調“技術”的地位。在法案文本中，“技術”一詞出現兩百三十一次，是出現頻率最高的名詞，“科學”只出現了一百六十三次，而“基礎研究”（basic research）僅出現了一次。對技術如此強調，招致了不少批評，被認為“受到了激進技術進步的誘惑”。

第三，“技術理事會”在NSF具有準獨立地位。法案要求“技術理事會”未來五年獲得一千億美元資金，這意味着NSF將變成一個非常怪異的機構——局部規模將比NSF原有核心主體大十倍不止。“技術理事會”從體量到運行方式，完全不同於NSF原有的七個理事會，更像一個打着NSF旗號卻具有獨立地位的特殊機構。

二〇二一年六月，經過反覆討論和修改，參議院再次投票通過了《二〇二一美國創新與競爭法案》（United States Innovation and Competition Act of 2021），修訂後的《無盡前沿法案》成為該法案的七個主要組成部分之一。二〇二二年八月，基於多種法案相互妥協折中後的最終版本《芯片與科學法案》（The CHIPS and Science Act, H.R. 4346），終於通過參眾兩院投票，經總統拜登簽字後成為法律。

二〇二〇至二〇二二年，美國參眾兩院先後提交過有關“重塑”NSF的五個法案，《芯片與科學法案》是最後一個，主要內容是向半導體行業提供約五百二十七億美元資金支持；並在未來幾年向幾大聯邦機構提供約兩千億美元的科研經費。法案中提到“中國”十四次。此後兩個應用技術理事會在NSF科研撥款中的佔比大幅上升。

悽風苦雨中的今日NSF

NSF內部持續數十年的爭鬥結果是，NSF現今的運行方式，已經和布什最初的願景大相徑庭。

首先，NSF已從純科學“堡壘”轉變為基礎科學與應用技術並重的資助機構。當前NSF官網對機構性質的介紹，清楚表明了這一點：“我們主要通過撥款來完成我們的使命……基礎研究是由好奇心和發現驅動的研究。我們還支持有可能為美國人民帶來進步的以解決方案為導向的研究。”

然而，國內學者對NSF的機構性質仍然普遍存在誤解，以為它是一個專門資助基礎科學的聯邦政府機構。雖然NSF成立之初確曾如此，但從七十年代開始，機構性質已經發生明顯變化。特別是二〇二二年《芯片與科學法案》通過後成立了“技術、創新與合作理事會”（TIP），意味着應用技術在NSF不僅地位進一步提升，領地也進一步擴大。

“技術、創新與合作理事會”（TIP）的工作重點是縮小基礎研究與解決實際問題之間的差距（來源：aip.org、NSF）

其次，NSF從當初的遠離政治，轉變成與美國國家利益深度捆綁。例如，NSF成立之初，秉持布什理念，為了讓NSF免受政黨政治的影響，特意將NSF主任任期設計為六年，目的是與四年總統選舉週期脱鈎。又如當初建立國家科學基金會的法案，曾要求NSF“制定並推行促進基礎研究的國家政策”，並且“評估聯邦政府各機構開展的科學研究項目”，但NSF第一任主任沃特曼為了避免捲入政治紛爭，認為“讓這個剛剛成立的機構來評判諸如原子能委員會和國防部這些研究巨頭的工作，將是毀滅性的”，他拒絕行使這項權力。

而現今NSF實際上已與美國國家利益深度捆綁，出現這種轉變的原因，主要與三次重要的外部事件相關：五十年代開始的美蘇爭霸、八十年代應對日本的競爭、當前應對中國的崛起。隨着一系列保持“美國優先”的法案次第出台，象徵着NSF已經走到了“美國政策制定的前沿”。而《芯片與科學法案》作為協調參眾兩院爭議法案的最終版本，則意味着布什當年希望NSF不涉入黨派政治的理想也已被徹底拋棄。其實從歷史上看，這早已不是NSF第一次涉入黨派政治了。

布什當初主張的原則，和他建立NSF的“初心”，現今既已全盤失守，如果我們對NSF的理解，還繼續停留在布什最初《科學：無盡的前沿》所宣示的願景中，將無異於刻舟求劍，只能成為一廂情願的主觀想象。

歐洲總是為人作嫁，學者經常自相矛盾

一定有人會問：那麼到底應不應該重視基礎科學研究？很多沒有思考過這個問題的人會立刻回答：當然應該啊！但是，事情完全不是這麼簡單。

我們且來回顧一下通常公認的第一流基礎科學成果——萬有引力、相對論、進化論、原子理論、航天理論、雙螺旋模型……令人驚奇的是，這些全是歐洲人在歐洲搞出來的，沒有一個是在美國搞出來的。但是，美國人卻利用原子理論最先造出了原子彈和核電站（最早向國外出售核電站設備的也是美國），利用雙螺旋理論在基因工程和生化醫學領域狠命賺錢，利用航天理論率先登月……

於是人們很容易產生一個問題：既然歐洲人搞出了這些第一流的基礎科學理論，為什麼老是讓美國人去收穫這些理論的經濟果實呢？

我們必須注意到，基礎科學成果有一個致命的問題：知識產權無法得到保護。現代商業社會保護知識產權最重要的手段是專利，上面那些第一流的基礎科學成果有專利嗎？全都沒有（搞出相對論時的愛因斯坦，自己就是專利局的職員）。基礎科學成果一旦搞出來，就是全人類的共同財富，誰都可以拿來用。

基礎科學研究中，英國人搞出來的成果是最豐碩的，但讓英國稱霸的是工程技術，而且最終還是美國人後來居上成了霸主。原子理論和雙螺旋模型的經濟成果被美國拿走了絕大部分。航天理論出於十月革命前的俄羅斯人（其實仍植根於萬有引力理論），蘇聯曾用它領先國際，但如今俄羅斯困於經濟體量，航天已成中、美、俄三家鼎立之局。至於相對論和進化論，名頭雖大，卻至今沒有任何能與工商業掛鈎的重要應用，只能對外部世界“畫圖景”和“做解釋”而已。

從歷史上、整體上來看，搞基礎科學研究，不僅成果可遇不可求，而且如果自己沒有足夠強大的產業需求和應用技術，結果通常就是為他人做嫁衣。

《華爾街日報》（The Wall Street Journal）的一篇報道《基礎科學的迷思》（The Myth of Basic Science），談及科學研究並不總是推動創新，“技術演進有其自身的動力”（來源：wsj.com）

而在許多人士心目中，“美國”和“基礎科學”是可以同時美好的事物，所以一旦有人指出美國從來不重視基礎科學，就使得美國和基礎科學不能再同時美好了——如果美國不重視基礎科學卻能強大，那基礎科學豈不就變成不重要，甚至可有可無了嗎？

更嚴重的矛盾還表現為，許多研究科技政策的人士，長期抱怨中國政府在基礎科學研究方面投入太少，卻無視中國近年在產業和技術方面的巨大進步，無視中國已經坐二望一的不容置疑的現實——如果他們對中國基礎科學投入太少的抱怨是真有事實依據的，那現實就表明無需在基礎科學上投入很多；如果將中國的成功現實歸功於基礎科學研究，那就表明多年來他們對政府的抱怨是沒有事實依據的。

類似的矛盾，還會出現在面對今天美國技術和產業持續衰落的現即時——如果美國真的是重視基礎科學研究的，那衰落的現實就表明，重視了基礎科學也無濟於事；如果將美國衰落的現實歸咎於不重視基礎科學，那他們心目中“美國重視基礎科學”的神話就必然坍塌。

（文中圖片未註明來源者均由作者提供）