美國的科技發展軌跡淺析

編者按：美國創造了舉世矚目的科技成就，成為目前世界頭號科技強國。對美國的科技發展軌跡進行分析，對於我國在新時代加快建設創新型國家具有很好的借鑒意義。本文按照科技發展模式的3W-3I結構，從時間和嚴肅兩個維度對美國的科技發展軌跡進行梳理，最終提出美國科技發展對我國建設世界科技強國的啟示。

美國是當今世界頭號科技強國。自第二次世界大戰以來，不論是以諾貝爾獎得主數量、科學論文產出量及被引次數衡量，還是以海外學生到美國留學的數量或者大學創辦高技術公司的數量衡量，美國都牢牢佔據世界第一的位置。由康奈爾大學、英士國際商學院（INSEAD）和世界知識產權組織（產權組織）聯合編寫的《2017年全球創新指數》顯示，美國是世界上最具創新力的國家之一。分析研究美國的科技發展軌跡，對於我國新時代加快建設創新型國家具有重要意義。

本文結合時間和要素兩個維度分類梳理美國的科技發展軌跡。在時間維度上，根據國際形勢、科技政策重心變遷等因素綜合判斷，將美國的科技發展歷程大致分為四個階段：美國獨立到19世紀中葉、19世紀後期至第二次世界大戰前、第二次世界大戰中和「冷戰」時期、20世紀末期至今。在要素維度上，按照科技發展模式的3W-3I結構，對美國科技發展模式的內核要素，包括科技研發主體（Who）、科技研發途徑（Way）、科技研發領域（What），以及外部要素，包括科技發展資金（Investment）的來源、科技發展的人才（Intelligence）支撐、科技發展的制度（Institute）保障進行歸納總結。

一、美國的科技發展階段

戰爭，改變了社會體制，改變了經濟發展模式，改變了科技發展需求，是劃分美國科技發展階段的分水嶺。以美國南北戰爭、兩次世界大戰、「冷戰」為標誌，可以將美國的科技發展劃分為四個階段，每個階段科技發展模式的內核要素和外部條件都有不同特點。

（一）美國獨立後到19世紀中葉

這一階段，美國科技處於自由發展狀態，政府基本不介入科技活動。從經濟上看，這與美國在立國之初是農業國有關，在19世紀40年代之前，美國經濟主要是以農業為主的種植園經濟模式；從政治上看，這與美國在建國前長期處於一種先有民眾、後有政府的狀態有關，在1787年聯邦會議起草憲法之前的相當長時期內，甚至沒有實體政府機構來管理聯邦公共事務；從文化上看，這與美國的自治傳統、憲政民主、聯邦分權體制以及歐洲文化影響等因素有關。但是，美國很早就開始注重知識產權保護。1790年，美國就制定了保護專利的第一部法律， 1802年成立了聯邦專利局。美國的知識產權制度是加速科技創新成果商業化應用的基本激勵制度，這也是美國在較短時期內超越歐洲成為科技全面領先國家的主要原因之一。

1636年哈佛大學的建立是美國建國初期人才培養的里程碑。美國建國之後的發展進程與哈佛以及後來建立的其他常春藤學校開展的科學研究和人才培養密切相關。這一時期的西部大開發使得美國農業技術得到極大發展，相應的農業種植能手、農業技術員和各類建設工程師成為搶手人才。

（二）19世紀後期至第二次世界大戰前

19世紀初期，美國開始工業化，至內戰結束後，工業化進程步入成熟階段。在從內戰至第一次世界大戰的不到50年時間內，美國從一個農村化的共和國變成了城市化的國家。進入19 世紀下半葉，美國不再是小農遍地的農業社會，而開始成為一個新型工業化國家，美國北方的工業化進程尤其迅速，對政府的職能和責任提出了更高要求。

美國內戰造成了其對科技的軍事需求，並使人們開始反思聯邦權力過弱的體制弊端。軍事需求、政治反思和工業化趨勢結合在一起，成為推動美國科技發展模式變遷的強大動力。美國的職業化科學不斷擴展，產業界和企業開始正式為科學家提供職位，科技活動也逐漸開始需要更強大的力量介入和扶持。美國聯邦政府開始介入科技發展事業，通過立法、成立政府相關部門等方式，逐步建立並完善國家科研體系。1863年，林肯政府成立了美國國家科學院，旨在對科學與藝術進行調查研究與分析，並進行彙報。這一時期，美國著力學習了德國的先進科技體制與管理方法，科學活動向集體形式發展。首先，為了統一度量標準，避免混亂和爭端，美國聯邦政府和國會開始重視加強制訂標準的技術能力。1901年，國家標準局成立，後來成為著名的國家標準與技術研究院，在美國的科技進步中起到了十分重要的作用。1915年，美國成立了國家航空諮詢委員會，這是政府成立的第一個軍事研究機構，擴大了政府組織科學研究的許可權；同年，海軍也成立了海軍諮詢委員會。1916年，為將美國的科技資源用于軍事目的，成立了國防會議。在史密森博物研究院和國家科學院的倡議下，時任總統威爾遜指令國家科學院組成了國家研究委員會，其任務是為政府、大學、產業和其他研究組織之間的合作創造條件。到1920年，美國已形成了聯邦實驗室、企業研究機構、高等院校研究機構和私人科學基金會設立的科研機構組成的全國科研體系。以民間基金為主，與聯邦政府、大學、產業界共同構成了支撐科技發展的四個投入途徑，美國逐漸進入「多元投入」階段，開始出現四種科研機構共存、三類科研經費來源共同投入的模式。

1862年「莫里爾法案」和哈奇法案的頒行，標誌著美國聯邦政府參與科研工作的開始。美國政府通過相關法案支持鼓勵加大研發教育投入；在設立農業部和「莫里爾法案」頒布後，「用於共同防禦和全民福利」成為美國憲法解釋中的一個重要變化，這為此後美國政府介入各種科技活動提供了憲法依據。同時，隨著「莫里爾法案」（Morrill Act of 1862）和第二次《贈地法案》的實施，美國開始出現大批的州立大學、學院和研究機構，使得科研活動的執行主體情況改觀，開闢了美國高等教育和科學研究發展的新階段。大學成為面向農業科技和地方工業發展的科技人才發揮創造性的工作平台，也保障了勞工階級子弟能獲得實用的大學教育，促進了公共教育的發展，為西部開發提供相適應的工商和各種專門技術人才。

這一階段，美國經歷了自由開放的移民政策向有限制的移民政策轉變。1864年頒布的《鼓勵外來移民法》確立了美國鼓勵外國勞動力入境的移民政策，對移民幾乎未加挑選全部吸引。但是在1882年通過「排華法」，明確規定禁止華工入境。這是美國歷史上第一個全國性的排斥外國移民的種族主義法案，並由此形成長達61年的排華時期。

（三）第二次世界大戰和「冷戰」時期

在羅斯福執政時期，美國政府研究開發經費從1935年的1 億多美元增長到第二次世界大戰結束時的15億美元；科學技術體系逐步建制化，建立了國家發展科學技術的專門機構，形成了研究型大學、聯邦科研機構和企業三大科研主體；大批人才聚集美國，僅從歐洲就移民來千位一流科學家和工程技術人才。這一系列舉措促使美國的科技創新能力迅速提升並超越歐洲成為新的世界科技中心。第二次世界大戰中，由於擴軍參戰，並大量供應盟國軍火物資，美國成為盟國的兵工廠，軍工成為美國科技重要研發領域，「曼哈頓工程」就是這一階段美國科技發展的一個重要里程碑。到了「冷戰」時期，美國又與蘇聯展開了一連串太空競賽，美國將外層空間安全納入到國家安全戰略之中，財政預算逐步向空間技術傾斜，直至啟動了「冷戰」 時期最大的空間計劃——阿波羅登月計劃。

由於戰爭的需要和科學技術在第二次世界大戰中起到的決定性作用，美國政府開始大力扶持科技發展，成為推動美國科技進步和管理技術創新的核心。第二次世界大戰爆發後，美國聯邦政府開始取代私人企業成為R&D的最主要投入主體。1941 —1945年，美國R&D總投入約有30億美元，其中的83%是由美國政府出資，1944—1945年，每年的R&D費用約8億多美元，幾乎全部由政府出資。1950年5月10日，美國通過國家科學基金法案，美國國家科學基金會成立了，成為資助科學研究的重要經費來源。企業一直是美國科技研發的主體，到了1941— 1953年，開始成為美國R&D經費投入的最主要執行部門，技術研發能力也大幅度提升。

《拜杜法案》和《史蒂文森-威德勒技術創新法》的頒布，標誌著美國的科技成果轉移轉化由個別行為轉變為國家層面的行為。同時，不僅聯邦實驗室體系得到了發展壯大，很多大學也通過承擔委託的科研項目逐步成為研究型大學。但美國政府並不直接指揮企業生產，R&D執行部門大多不由政府控制，即使在戰爭狀態下，美國的市場機制也並沒有被完全取代。

20世紀50年代末，美國視教育為國家發展的基礎和人才培養的關鍵，並把發展教育作為國家的戰略重點，相繼通過了《國防教育法》《美國2000年教育戰略》《為21世紀而教育美國人》和《美國為21世紀而準備教師》等一系列法案和報告，極力呼籲為未來準備高素質的人才資源。

這一階段，美國移民政策的主要特點是對移民類型進行限制。1921年實施《移民配額法令》，美國開始盡量減少一般性移民，轉而大幅度增加技術移民。

（四）20世紀末至今

「冷戰」結束後，美國成為世界上唯一的超級大國。美國聯邦政府的科技政策從注重軍事科技轉為著力發展基礎研究和公益性研究，呈現出向第二次世界大戰前開放政策「回歸」的現象。進入90年代，美國計算機產業發展迅速，並帶動全球的高科技信息產業，開拓了新一代的產業革命。進入21世紀，美國的科技政策和戰略一直圍繞「創新」和「競爭力」這兩大主題思想展開，美國約50%的GDP增長得益於創新。特別是金融危機爆發後，奧巴馬政府更是增加聯邦政府科技投入、大力支持自主創新。

這一階段美國的科技發展資金來源以「企業主導」為特徵。除了對知識產權法等相關法律進行調整之外，美國還通過加強政策引導、實施稅收優惠、拓寬投融資渠道等措施，鼓勵企業技術創新，促進產學研交流合作，引導知識和技術向企業轉移，推動科研聯合體的形成。面對「冷戰」結束後世界經濟競爭日趨激烈的新形勢，柯林頓政府強調國家安全的中心開始轉移，未來的國家安全將取決於經濟和技術的整體實力，為維持美國的霸權地位，必須把保持美國科學研究和教育的優勢置於最重要的地位。20世紀70年代後期，為了鼓勵創新，美國政府先後通過多次立法，明確了聯邦實驗室技術轉讓聯盟作為全國性的技術中介組織在技術轉移活動中的責任，由聯邦政府提供穩定的資金支持其開展工作，並根據形勢的不斷發展，賦予其相應的職能。從20世紀80年代起，伴隨著新古典經濟學的興起和里根-撒切爾改革，美國企業對科技的投資迅速增加，美國產業界對R&D活動的投入逐漸超過了聯邦政府，成為科研資源中的最大供給來源。

同時，美國聯邦政府開始對企業研發進行干預。布希政府於1990年公布了《美國的技術政策》，作為美國聯邦政府級制定的第一項全面技術政策，首次把加強和支持工業研究開發納入國家技術政策，從而結束了美國政府不干預企業研發的歷史。柯林頓政府進一步加大了全美科技投入力度，制訂了研發經費達到GDP 3%左右的指令性目標，鼓勵產業、學術和各種社會力量共同參與科技發展。

為了確保美國持續引領全球創新經濟、開發未來產業以及協助美國克服經濟社會發展中遇到的各種困難。柯林頓強調未來國家安全取決於經濟和技術的整體實力，美國必須堅持科學研究和勞動力培訓來維持全球領先地位。2006年年初，布希政府宣布實施《美國競爭力計劃》(American Competitiveness Initiative，ACI)，強調通過加大對科研和教育的投入，加強科學、技術、工程、數學(STEM)方面的人才培養，希望利用十年時間提高本國的創新能力和長遠競爭力，使人才和創造力處於世界領先位置，以科研促進創新能力提高。2007年8月，美國參議院通過了《美國競爭法》，把提高美國的創新能力和競爭力提高到了法律的高度。2008年國際金融危機以來，為儘快擺脫經濟衰退的影響，美國政府又再一次舉起了創新的大旗。 2009年9月，美國首次發布《美國國家創新戰略》，並於2011 年進行了更新，在原有的基礎上增加了維持創新生態系統的新政策，內容也更加具體和充實。2015年10月21日，美國再次正式發布新版《美國國家創新戰略》。新版《美國國家創新戰略》沿襲了2011年提出的維持美國創新生態系統的政策，首次公布了維持創新生態系統的六個關鍵要素，包括基於聯邦政府在投資建設創新基石、推動私營部門創新和授權國家創新者三個方面所扮演的重要角色而制定的三套戰略計劃，分別是創造高質量工作和持續的經濟增長、催生國家重點領域的突破、為美國人民提供一個創新型政府。新版《美國國家創新戰略》在此基礎上強調了先進位造、精密醫療、大腦計劃、先進汽車、智慧城市、清潔能源和節能技術、教育技術、太空探索和計算機新領域等九大戰略領域。

在人才支撐方面，美國聯邦政府從1990年開始啟用H-1B 簽證政策，專門吸引美國之外的專業人才。1990—1998年，美國每年引進6.5萬名高技術人才，2001—2003年，H-1B簽證數額增加到每年19.5萬人，並對獲得美國大學碩士以上學位的外國留學生免去H-1B簽證數額限制。2013年年初，奧巴馬政府在一個月內連續三次強調繼續推進移民改革，大力吸收國際高級人才，特別明確了未來的移民政策將繼續向STEM領域人才和在美投資創業者傾斜，高端人才成為美國移民的主要目標。

二、美國科技發展對我國的啟示

科技強國是現代化強國的主要標誌。目前，我國進入了全面建設社會主義現代化國家的新時代，習近平總書記提出的建設世界科技強國「三步走」的戰略目標，對科技創新提出了新的、更高的要求。學習美國發展成為科技強國的經驗，對於我國轉變發展方式、優化經濟結構、轉換增長動力具有重要意義。

（一）政府應成為科技發展的重要推動者

美國市場經濟高度發達，並經常標榜自己為自由市場經濟的國家，政府很少對市場運行進行干預。但是從美國的科技發展歷史可以看出，政府在推動科技發展、提高科技競爭力方面始終發揮著重要的作用。從目前的科技投入結構來看，美國的企業在科技投入中佔據著主導的地位。但在歷史上，在產業和企業科技創新能力比較薄弱的時期，正是依靠政府大規模而穩定的科技投入創造了大量的科技成果，為產業和企業的發展奠定了雄厚的科技基礎。至今美國生物醫藥產業的原始技術，90%以上都來自於美國國家衛生研究院。直到今天，在經濟轉型升級的迫切需求下，政府仍然保持著大量的財政科技投入。

（二）政府和企業要擺正在科技管理體制中的位置

企業作為創新主體的作用應得到充分發揮，政府僅進行必要的干預。市場是企業間進行交往和協調的主要機制；政府儘可能少地干預企業研究和開發活動，只負責關係到國家利益的重大的基礎性研究和國防研究的推動工作。美國政府實施了一些有利於企業創新的措施，從供給、需求和環境保障幾個方面上來促進美國國內技術創新活動的開展。在美國科技管理體制中，分散中有集中，科技任務有很多政府部門來執行，但是科技預算和分配的權利有統一的部門來進行協調，有利於保證科技發展方向和戰略的實施。在世界上實行類似分散型科技管理體制的國家只有美國，這是和美國特有的發展歷史及其世界科技大國、強國的地位是分不開的。從中小型高科技企業成長的宏觀環境上看，美國政府積極建立法律保證系統，成立組織支持系統，建立政策支持系統，建設技術孵化器，稅收政策（包括鼓勵風險投資的稅收政策）、政府採購、國防工業都推動了創新活動。從中小型高科技企業的技術創新能力上看，中小企業的迅速發展，成為了推動高科技產業發展的重要力量，是美國經濟發展中的一個重要事實。

（三）積極引進國際頂尖人才

美國科技發展能夠在世界上處於全面領先的地位，這與充分利用世界創新人才、創新成果是分不開的。從華盛頓、傑斐遜等開國元勛發展教育、普及知識到林肯著力發展公立大學體系，從羅斯福在歐洲戰場搶奪科技頂尖人才到柯林頓推進教育信息化，從艾森豪威爾實施《國防教育法》到布希實施《不讓一個孩子掉隊法》等，美國政府歷來把培養、吸引一流人才作為國家優先目標。美國一直高度重視從其他國家引進科技人才，同時通過體制機制的創新，加強環境建設和營造，充分利用世界創新資源和創新成果，這也是我們發展中國家應該充分學習和借鑒的。為了鼓勵中青年科研人員的創造發明，美國科學基金會設立了各類獎勵，但規定只有持美國綠卡或護照者才有資格獲得。如果獲獎者是外國人，美國政府會勸說獲獎者留美效力，積極為其辦理綠卡或入籍手續。優越的工作和生活條件吸引著世界各國的技術人才，是美國科技領先世界的不可替代的人力資源。

（四）注重基礎學科教育和人才培養

科技創新是提高社會生產力和綜合國力的戰略支撐，科技創新的主體是高素質的人才，致力於自主創新必然會增加對高素質人才的需求。美國一直被公認為是世界競爭力最強的國家，這離不開美國政府對 STEM教育和人才培養的重視。小布希在國情咨文提出的「美國競爭力計劃」指出，要加強學校的數學與科學等基礎教育，以達到在基礎研究和在人才和創造力方面領先世界的目的。奧巴馬在競選期間就表示要把STEM教育作為國家的首要任務。《美國科工指標2018》數據顯示，從長期趨勢看，美國的數學和科學基礎教育的教育進展評估得分呈不斷提高的趨勢。

作者丨 趙吝加

轉自丨 戰略前沿技術

來源丨 中國科協創新戰略辦公室《創新研究報告》第46期

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