Nature：美国科研还是世界第一吗？

大部分指标显示，美国的科学发展从未如此强大。

美国过去五年获得的诺贝尔科学奖数量超过其他所有国家总和，并从20世纪中叶以来一直“称霸”诺奖。2020年，两家美国药企带头研发了遏制大流行的疫苗。两年后，加州一家初创公司推出了人工智能（AI）工具ChatGPT；美国一个国家实验室突破了实现核聚变的基本障碍。

今年，美国将按计划在研发上投入远超其他国家的1万亿美元。美国的实验室吸引着全球科研工作者，美国科学、技术、工程和医学（STEM）领域有博士文凭的劳动力中，43%的人为非美国出生。

但是，随着新一届美国总统和国会的诞生，有些科学领袖担心美国会让位给其他科研强国，特别是中国——中国已经在许多领先的科学指标上超越美国。美国国家科学院主席Marcia McNutt在6月的一次演讲中表示，“美国科学被认为——也正在——失去在STEM领域的全球统治地位。”

这些担忧从研发资助受限，科学日益政治化，一直到关于移民的激烈争论。这给人“美国对外国人越来越不友好的印象”，美国国家科学院、工程院和医学院（NASEM）在8月发布的报告[1]写道，提醒美国“不能再想当然地认为自己一直是全球卓绝人才的聚集地”。NASEM呼吁政府采取行动来吸纳和留住国际人才，并提升美国STEM教育水平。

美国科学的未来在很大程度上取决于11月大选的结果。新任总统和国会的关键作用包括制定影响国际合作走向的资助计划、移民政策和国家安全措施，为美国科学今后数年的发展指明方向。

资金是科研的驱动力，美国长期以来一直处于科学技术的领导地位，很大一部分源于它的支出超过其他所有国家。算上政府和民间资助，美国2022年（有完整数据的最近年份）支出9230亿美元，约占全球研发投入的30%。

来源：OECD/MSTI

如果只看人才、科研产出和专利数量，美国的领先地位已然不保。2016年，中国的科学和工程论文产出已经位居世界第一。根据美国国家科学基金会（NSF）3月的一份报告[2]，中国授予的科学和工程学博士学位数量在2019年已经超过美国；中国的国际专利申请数量在2021年跃升至世界首位。

来源：Clarivate/Web of Science

中国在工程学、化学、材料科学方面的优势尤其明显，而美国在生物学和医学等领域保持领先（见“谁是各个科学领域的第一名？”）

来源：Clarivate/Web of Science

引用量靠前的论文全都是美国、中国和欧洲科研人员的合作成果，她说。如果中国等国家增加投入科研的资金，这也会惠及美国，只要美国能留住勇于创新的全球卓越科学家，并坚守美国自己的经费投入和科研质量，英国曼彻斯特大学的科研政策分析师Kieron Flanagan说。

该报告的一个建议是将数学、工程学和物理科学的基础科研经费增加一倍，与美国国立卫生研究院在1998年至2003年间预算翻倍保持一致。决定资助程度的美国国会在2007年通过一项法律承诺会这么做，但议员后来没有兑现这些承诺。

历史正在重演。2022年的矛头指向了中国，国会联合通过了《芯片与科学法案》（CHIPS and Science Act），该法案批准将2800亿美元用于推广美国半导体产业并增加多个主要科研机构的预算。这项立法的一个主要受益者是NSF，NSF在2023年的预算增加了11%至99亿美元，但国会在敲定今年预算时又跌回了91亿美元。

来源：OECD/MSTI

“我们一定要让联邦政府的研发资助回到健康的轨道上来，”美国前总统拜登的科学顾问、白宫科技政策办公室（OSTP）主任Arati Prabhakar说。民间研发的强势上扬对就业和经济很好，但无法取代联邦投入的规模，她向《自然》表示。

确实，这些趋势解释了中美权力平衡的变化，分析公司科睿唯安（Clarivate）科学信息研究所首席科学家、常驻伦敦的Jonathan Adams表示。Adams指出，美国在其主要投入领域保住了领先地位，如生物医学研究。相比之下，中国正在材料科学、物理科学和计算机科学这些美国投入不够的领域赶超美国。

1月将面临的新问题是，下一届总统和国会是否能共同推进两个政党之前对科研资助做出的承诺。这在很大程度上要看谁将控制当前分裂的参众两院——当前民主党拥有参议院的控制权，而共和党在众议院中占多数席位。

在决定开支的优先事项时，无论总统对预算有何提议，国会一般会自己决定。比如，虽然特朗普总统曾反复要求削减科学预算，但正是在他上一任期间，国会打破了自己设定的预算上限，除了特朗普政府要求增加的国防开支外，还大举提高了对科研机构的经费支持，美国生物实验学会联合会的公共事务处负责人Jennifer Zeitzer说。

如今，议员们再次受限于在2025年前控制整体开支的预算协议，这可能会增加提高STEM开支的难度，但尚不清楚新一任总统和国会在明年会有哪些讨论结果。

Zeitzer说：“我叫它甩鞭效应。”变化的政治风向不断用重大承诺“冲击”资助机构——偶尔也会带来大额投入——但最终不可避免地回到紧缩。一半时间内，资助机构只能在临时预算和政府停摆的风险下行事。Zeiter说：“如果这样的光景还要持续20年，我不知道我们哪来的竞争力。”

由于美国非常依赖国际人才来带动它的科研引擎，所以一个关键问题是，美国是否能一直保持全球科研人员向往研究和工作的目的地。相关数据的解读方式有好几种。

美国对海外科研人员的依赖更大：去年毕业的超过1/3的科学和工程学博士为留学生（持临时签证），计算机科学的比例达59%（见“美国依赖国际人才”）。“我们对外国人才的依赖程度已经达到了历史高点。”科技巨头IBM在纽约的科研主管、管理NSF的美国国家科学委员会现任主席Darío Gil说。

但也有迹象表明，美国的优势可能在失去。美国的留学生占比自2000年的23%以来一直在减少[5]。虽然入学人数在疫情期间的短暂下跌后恢复至历史高点（见“国际留学生反弹”），但美国在中国头部人才的眼中是否仍有足够吸引力却是一个问题。

某些国会议员或许很乐意看到这样的趋势。他们声称由美国纳税人资助的研究落入中国军方手中是危险的，国会共和党人正在推动立法限制大学科研人员能开展的合作种类。

Gil还表示，他没有看到证据显示中国学生不愿意来美国。“来美深造的意愿非常大，”他说，一个更大的问题是如何鼓励美国学生投身于科学技术，他提到美国学生的数学成绩一直在下滑。

在美国大学里，各种问题滋生着日益紧张的情绪，包括加沙-以色列战争，推动多元、平等与包容的行动，跨性别个人的权利等。在政治两极化的大背景下，这些文化战吞噬着大学校园，导致一些议员对科研人员的研究和教授内容作出限制，并削减了鼓励多元、平等与包容的政策。NASEM在8月的报告[1]关注了这些情绪，担心美国在外国人心中的形象开始受损。该报告指出，“一个国家吸引和留住人才的主导性优势是它的无形资产：价值观、自由和机遇。”

和拜登一样，前副总统卡玛拉·哈里斯曾被认为会推进科学友好的预算，重视科学在解决气候变化和改善公共卫生方面的作用。而特朗普和他任命的团队在执政期间反复贬低政府科学家和机构，尤其是在气候变化和公共卫生这类议题上。

许多政治科学家担心特朗普第二个任期会让政府科研人员的处境更不堪。特朗普拒绝承认他没有获胜的任何选举结果，他还承诺动用联邦政府的权力进行政治报复，科研群体担心他会将数千名联邦科学家替换成顺从的政治任命官员。这会进一步削弱科学在制定法律规定中的作用，影响温室气体排放到药物研发的各个领域。

无论哪个政党最终获得总统和国会的控制权，美国科学的命运已经与日益两极化的社会紧密交织，在这样一个社会中，对许多机构的信任几十年来屡遭侵蚀。

目前为止，“科学”机构仍是一个局外人，得到了大部分公众的支持，但一旦两极化触及了从疫苗到全球变暖的各种议题，这一切就会改变。加州大学伯克利分校的政治科学家Henry Brady说：“如果科学和学术成了意识形态的探索，”他说，“它们的生存就会变得艰难。”