美國科學(xué)250年：從技術(shù)海盜到科學(xué)強(qiáng)國

2026 年 7 月 4 日，美國獨(dú)立 250 周年。《科學(xué)》（Science）雜志為此推出專刊，總編輯 H. Holden Thorp 在卷首語里寫了一句話：“信任來自于說到做到，而且做得好。”六位學(xué)者從曼哈頓計(jì)劃寫到硅谷崛起，從被奴役者的農(nóng)業(yè)貢獻(xiàn)寫到優(yōu)生學(xué)的陰影，試圖在慶典的氣氛里做一次坦誠的回望。這組特刊提供了六個(gè)精彩的歷史橫截面，但它沒有回答一個(gè)縱向的問題：這套讓美國成為科學(xué)霸主的體制，到底是怎么一步步建起來的，以及，它現(xiàn)在正在經(jīng)歷什么。這篇文章試著從外部把這條線串聯(lián)起來。

1876 年 5 月 10 日，費(fèi)城世博會開幕，時(shí)任美國總統(tǒng)格蘭特和巴西皇帝各拉動一根操縱桿，啟動展館中央那臺 45 英尺高、1,400 馬力的 Corliss 蒸汽機(jī)。當(dāng)天近 19 萬人入場，歐洲記者寫滿了驚嘆。一個(gè)一百歲的國家，已經(jīng)能造出世界上最好的機(jī)器了。

但驚嘆之下是一個(gè)尷尬的事實(shí)：這個(gè)國家?guī)缀鯖]有科學(xué)。20 年后，諾貝爾獎開始頒發(fā)，全世界的物理學(xué)和化學(xué)爆發(fā)式前進(jìn)，美國人幾乎缺席。1901 年到 1919 年，美國總共拿了 2 個(gè)科學(xué)類諾貝爾獎，占同期的 3%，德國拿走了三分之一。

圖丨Corliss 蒸汽機(jī)（來源：Wikipedia）

這也不奇怪。建國頭一百年的美國，在技術(shù)上是個(gè)理直氣壯的抄襲者，而且抄得有法可依。1789 年，21 歲的英國青年 Samuel Slater 偽裝成農(nóng)場工人偷渡到美國。他在 Arkwright 水力紡紗工廠當(dāng)了近七年學(xué)徒，將整套機(jī)械的細(xì)節(jié)都記在了腦子里。要知道，彼時(shí)英國法律禁止紡織機(jī)械和圖紙出境，也禁止技工移民，違者沒收財(cái)產(chǎn)加監(jiān)禁一年，而他就這樣通過肉身將“圖紙”帶到了美國。

次年，他憑記憶復(fù)刻的紡紗機(jī)在羅德島紡出了美國第一批機(jī)紗。此后多年，他的英國老家都叫他“叛徒 Slater”，而在大洋這邊，美國總統(tǒng)杰克遜卻于 1833 年登門探望病中的他，當(dāng)面稱他“美國制造業(yè)之父”。

在 Slater 個(gè)人的“叛國”之舉背后，實(shí)際上是一個(gè)制度性的動因。1793 年修訂的美國專利法明確規(guī)定，只有美國公民可以申請專利。1836 年修改后雖然允許外國人申請，但向英國人收取 500 美元申請費(fèi)，同期美國公民只需 30 美元，差了將近 17 倍。前者恰好是當(dāng)時(shí)英國本國專利費(fèi)的水平，等于把英國擋自己平民的門檻原樣搬來又對付英國人。

版權(quán)法更是直接：1790 年起只保護(hù)本國公民和居民，翻印外國作品完全合法。美國出版商大量盜印英國暢銷書，狄更斯的小說在美國賣得很好，但他幾乎分文未得。1842 年他親赴美國巡回演講呼吁國際版權(quán)保護(hù)，在波士頓的宴會上剛開口提“International Copyright”兩個(gè)字，就被美國報(bào)界圍攻，罵他“見錢眼開的小人”（mere mercenary scoundrel）。直到 1891 年《國際版權(quán)法》（Chace Act）通過，外國作者才在美國獲得版權(quán)保護(hù)。

但光靠“做海盜”很難發(fā)展成為科學(xué)強(qiáng)國。還是 1876 年，貝爾 3 月 7 日拿到電話專利，愛迪生同年在新澤西建起了通常被認(rèn)為是世界第一個(gè)工業(yè)研究實(shí)驗(yàn)室的門洛帕克，八年產(chǎn)出 400 多項(xiàng)專利。

同年 2 月 22 日，一個(gè)叫約翰霍普金斯的貴格會商人把 700 萬美元遺產(chǎn)一分為二，一半建大學(xué)一半建醫(yī)院，全盤照搬德國海德堡的研究型大學(xué)模式。這 700 萬美元折合今天約 1.66 億美元，大致相當(dāng)于一棟大學(xué)實(shí)驗(yàn)樓的造價(jià)，但它建起了美國第一所研究型大學(xué)—約翰·霍普金斯大學(xué)。不過有大學(xué)和實(shí)驗(yàn)室不等于有科學(xué)，此后又過了三十年，美國培養(yǎng)出的物理學(xué)博士仍然屈指可數(shù)，年輕學(xué)者要做前沿研究還是得去哥廷根和劍橋。

圖丨約翰霍普金斯醫(yī)院（來源：Abound）

那么，美國究竟是怎么從這樣一個(gè)后發(fā)國家，變成后來拿走全球四成科學(xué)諾獎的主導(dǎo)者的？在很大程度上，這要?dú)w功于四次無法復(fù)制的歷史饋贈。

恐懼成為動力，流亡者上門

第一次饋贈來自納粹德國。1933 年 4 月，納粹頒布法令清洗大學(xué)教職員，被趕走的物理學(xué)家只占德國物理學(xué)界的 15%，卻貢獻(xiàn)了這個(gè)領(lǐng)域 64% 的引用量，等于納粹親手驅(qū)逐了自己最好的頭腦。此后十余年，約 3,000 名學(xué)者被逐出德國，其中約 2,000 人最終落腳美國。愛因斯坦 1933 年 10 月抵達(dá)紐約，進(jìn)了普林斯頓高等研究院。

不過要說明的是，“美國張開雙臂歡迎”是后來的美化：紐約的流亡學(xué)者緊急援助委員會收到約 6,000 份求助，十二年間只直接資助了 335 人，真正接住這批人的，是全國各地大學(xué)一個(gè)一個(gè)的教職聘任，而非任何系統(tǒng)性政策。美國并沒有敞開大門，它只是沒把門關(guān)死。在那個(gè)年代，這就夠了。

第二次饋贈是戰(zhàn)爭本身。曼哈頓計(jì)劃動用 50 多萬人力、約 20 億美元聯(lián)邦資金（當(dāng)時(shí)幣值），三年內(nèi)把最前沿的理論物理變成了工業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)。比原子彈更持久的遺產(chǎn)是一份報(bào)告：1945 年 7 月 5 日，戰(zhàn)時(shí)科研機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)人萬尼瓦爾·布什（Vannevar Bush）把《科學(xué)：無盡的前沿》呈交杜魯門，確立了一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)至今的契約：聯(lián)邦政府出錢，同行評議分錢，大學(xué)自主花錢。五年后國家科學(xué)基金會成立，契約有了正式的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

圖丨萬尼瓦爾·布什（來源：WikiPedia）

容易為外界所忘記的是，在此之前，美國聯(lián)邦政府幾乎不為基礎(chǔ)科學(xué)花錢，愛迪生的實(shí)驗(yàn)室是私人的，貝爾實(shí)驗(yàn)室屬于公司，大學(xué)靠捐贈過日子。“政府應(yīng)該資助好奇心驅(qū)動的研究”，這個(gè)今天看起來理所當(dāng)然的觀念，在美國 250 年的歷史里只存在了 80 年。

第三次饋贈是冷戰(zhàn)。1957 年 10 月 4 日，蘇聯(lián)發(fā)射斯普特尼克衛(wèi)星，美國在隨后一年里的反應(yīng)又快又猛：先后成立 ARPA（高級研究計(jì)劃局）和 NASA，并通過《國防教育法》，撥款超過 10 億美元資助理科教育和研究生獎學(xué)金。這部法律同時(shí)暴露了美國科學(xué)政策的另一面：受助學(xué)生必須宣誓不支持以非法手段推翻美國政府。到 1962 年，153 所院校公開抗議，一批名校干脆拒絕參加貸款項(xiàng)目，條款在肯尼迪任內(nèi)被廢除。科學(xué)動員和忠誠審查，從來是同一枚硬幣的兩面。

第四次饋贈是 1980 年的制度轉(zhuǎn)折。這一年密集發(fā)生了四件事：6 月，最高法院裁定基因工程改造的微生物可以獲得專利；10 月 14 日早晨，Paul Berg 因重組 DNA 研究獲得諾貝爾化學(xué)獎，而就在同一個(gè)上午，把這項(xiàng)技術(shù)商業(yè)化的 Genentech（基因泰克）完成了歷史上第一筆生物技術(shù) IPO，股價(jià)一小時(shí)內(nèi)從 35 美元沖到 88 美元；年底前，斯坦福和 UCSF 拿到 Cohen-Boyer 重組 DNA 專利，時(shí)任美國總統(tǒng)卡特簽署《拜杜法案》，大學(xué)從此可以保留聯(lián)邦資助研究成果的專利權(quán)。一年之內(nèi)，從實(shí)驗(yàn)室到專利再到資本市場的整條鏈路被徹底打通。

但把一切歸結(jié)于運(yùn)氣是另一種偷懶。四次饋贈解釋了資源和人才為什么到來，卻解釋不了它們?yōu)槭裁戳粝虏⒊掷m(xù)增值。留住它們的是一套同期建成的制度基礎(chǔ)設(shè)施：從霍普金斯模式擴(kuò)散開的研究型大學(xué)體系，終身教職對學(xué)術(shù)自由的剛性保護(hù)，《科學(xué)：無盡的前沿》確立的同行評議競爭性撥款機(jī)制，允許外國博士畢業(yè)后留下工作的簽證通道，以及拜杜法案之后遍布各州的技術(shù)轉(zhuǎn)讓辦公室和圍繞大學(xué)生長出來的風(fēng)險(xiǎn)投資網(wǎng)絡(luò)。

這每一項(xiàng)制度背后都有漫長的立法博弈和反復(fù)試錯(cuò)。納粹趕走的物理學(xué)家如果落腳其他地方，他們可能就無法產(chǎn)生同樣的影響，因?yàn)槟抢餂]有能接住他們的大學(xué)和實(shí)驗(yàn)室體系。饋贈是必要條件，制度才是充分條件；前者靠運(yùn)氣，后者靠建設(shè)。

這套體系的峰值出現(xiàn)在冷戰(zhàn)最緊的年份：1964 年，聯(lián)邦研發(fā)經(jīng)費(fèi)占 GDP 的 1.86%，占全國研發(fā)總投入的 67%；到 1990 年代，美國科學(xué)家拿走了全球約三分之二的科學(xué)類諾獎。這些數(shù)字容易造成一種錯(cuò)覺，仿佛美國科學(xué)是一個(gè)自我驅(qū)動的體系。可拆開看，聯(lián)邦大規(guī)模資助基礎(chǔ)研究 1945 年才開始，至今不過 80 年，而支撐它的戰(zhàn)爭、冷戰(zhàn)恐懼和移民潮，每一樣都是不可復(fù)制的歷史條件。

在失去這些條件之后，退潮很快到來。到 2023 年，聯(lián)邦研發(fā)經(jīng)費(fèi)占 GDP 的比例已經(jīng)從 1.86% 的巔峰值一路滑到 0.62%，在全國研發(fā)投入中的份額從 67% 跌到 18%；同期企業(yè)的份額從 31% 升到 75%，兩條曲線構(gòu)成一個(gè)干凈的鏡像反轉(zhuǎn)。美國研發(fā)總投入在 2022 年創(chuàng)下歷史新高，占 GDP 約 3.4%，但推動它上漲的是企業(yè)的商業(yè)開發(fā)支出，而不是聯(lián)邦的基礎(chǔ)研究，也就是說美國的研發(fā)投入又在從公共品變回商品。

而回頭看，聯(lián)邦當(dāng)年愿意為好奇心買單，靠的也從來不是覺悟，是恐懼：先是希特勒，后是蘇聯(lián)和那顆衛(wèi)星。當(dāng)敵人消失、恐懼退潮，納稅人為什么還要為純粹的好奇心買單？美國似乎并沒有真正回答過這個(gè)問題，只是靠慣性繼續(xù)撥款。

慣性維持的不只是預(yù)算，還有另一臺引擎：人才管道。今天美國計(jì)算機(jī)科學(xué)博士里 61% 持臨時(shí)簽證，中國籍和印度籍博士畢業(yè)五年后留在美國的比例分別是 83% 和 86%（數(shù)據(jù)截至 2023 年）。這條管道比聯(lián)邦預(yù)算更隱蔽，也更關(guān)鍵，經(jīng)費(fèi)砍了可以恢復(fù)。但“全世界人才的默認(rèn)目的地”這個(gè)身份，一旦動搖，恐怕很難恢復(fù)。

預(yù)算保住了，系統(tǒng)卻慢了下來

2025 年，這個(gè)體系開始被正面攻擊。白宮的 2026 財(cái)年預(yù)算提案下手極重：NIH 削減近 40%、27 個(gè)研究所合并成 8 個(gè)，NSF 削減 57%，NASA 科學(xué)任務(wù)局削減 47%，全球媒體幾乎都用上了“毀滅性打擊”這類標(biāo)題。但結(jié)果出乎多數(shù)人預(yù)料：2026 年 1 月和 2 月國會通過的撥款法案，幾乎推翻了全部削減，NIH 預(yù)算反而增長 0.9%，NSF 只減 3%，NASA 科學(xué)任務(wù)局只減 1.1%。白宮的電鋸，沒有得到國會的配合。

表面上看，美國科學(xué)在 250 周年這個(gè)節(jié)點(diǎn)是安全的，但真正的威脅不在預(yù)算數(shù)字里。賬面撥款基本沒動，實(shí)際發(fā)出去的錢卻在銳減：截至 2026 年 3 月，NIH 新發(fā)放的競爭性資助比 2021 年至 2024 年同期均值少了 74%，NSF 的授獎量只有去年同期的一半。43 天的政府停擺、打不完的官司、管理層空缺、白宮要求多年期經(jīng)費(fèi)一次性撥付，這些摩擦疊加在一起，讓一套賬面完好的體系實(shí)際上已經(jīng)轉(zhuǎn)不動了。

人才管道同時(shí)在收縮：2025 年秋季新入學(xué)的國際學(xué)生下降 17%，研究生下降 12%，都是新冠以來的最大跌幅；F-1 簽證簽發(fā)量同比下降 36%；新的 H-1B 申請附加 10 萬美元費(fèi)用，法院已判它違法，理由是這筆錢實(shí)質(zhì)上是只有國會才有權(quán)開征的稅，但上訴期間照收不誤。

與此同時(shí)，歐盟發(fā)布了“選擇歐洲做科學(xué)”計(jì)劃，拿出 6 億歐元吸引流動中的研究者，ERC（歐洲研究理事會）把遷歐研究者的安家補(bǔ)助翻倍到 200 萬歐元。CNN 的統(tǒng)計(jì)顯示，2024 年初以來至少 85 名在美科學(xué)家全職加入了中國科研機(jī)構(gòu)，其中過半在 2025 年。

不過要注意的是，這些數(shù)字也有待校準(zhǔn)。“85 名在美科學(xué)家全職加入中國機(jī)構(gòu)”覆蓋的是 2024 年初到 2025 年 9 月，平均一年也只有四五十人；ERC 2025 年高級資助里，歐洲之外的獲獎?wù)咭还?13 人，美國占 9 人。這都談不上大規(guī)模流動。真正的問題不在于有多少人離開，而在于有多少人不再來。下降的 17%，要到十年后才會在論文和專利的署名里顯形。

而攻擊還在繼續(xù)。2026 年 4 月白宮發(fā)布的 2027 財(cái)年預(yù)算提案，幾乎是前一年的復(fù)刻：NSF 砍 54.5%，NIH 砍 13%，NASA 科學(xué)任務(wù)局再次被提議砍 47%。但這一次，眾議院初步審議給了不同的信號：NSF 減 20%，NASA 科學(xué)減 17%，國會也已不再全額護(hù)盤了。

回到文章開頭提到的那臺震驚歐洲的 Corliss 蒸汽機(jī)，在 1876 年展會結(jié)束后，它被商人 George Pullman 買去驅(qū)動他在芝加哥的工廠，運(yùn)轉(zhuǎn)到 1910 年，最后當(dāng)廢鐵賣了。美國的科學(xué)體制當(dāng)然比一臺蒸汽機(jī)復(fù)雜得多，但有一點(diǎn)相似：讓它運(yùn)轉(zhuǎn)需要精確的條件，停下它只需要切斷動力。過去 80 年里，這套體系的動力源一直在更換，從戰(zhàn)爭到恐懼，從恐懼到慣性，如今慣性也開始不足，卻沒人知道，下一種燃料該是什么。

參考資料：

1.https://ncses.nsf.gov/pubs/nsf25334

2.https://www.statnews.com/2026/03/17/nih-grant-funding-slowdown-new-awards-training-grants/

3.https://jm-aq.com/congress-rejects-cuts-to-nih-increase-budget-for-fy26/

4.https://www.science.org/content/article/nih-likely-award-fewer-grants-it-races-spend-2026-budget

5.https://www.forbes.com/sites/annaesakismith/2025/11/17/new-international-student-enrollments-in-us-slid-17-this-fall-survey-shows/

6.https://www.science.org/doi/10.1126/science.aek0783

7.https://www.science.org/content/article/slasher-sequel-trump-again-proposes-major-cuts-u-s-science-spending

運(yùn)營/排版：何晨龍

注：封面/首圖由 AI 輔助生成