2022 年初，當俄羅斯入侵烏克蘭迫在眉睫時，美國情報官員堅信俄羅斯坦克會迅速取得勝利，以至於工作人員撤離了美國駐基輔大使館。基於傳統的權力衡量標準，情報評估是有意義的。 2021年，俄羅斯的國防開支排名世界第五，而烏克蘭則遠遠落後於泰國和比利時，排名第36。然而兩年多後，俄羅斯和烏克蘭的殘酷戰爭仍陷入僵局。艾米·澤加特 Amy Zegart發表在最新一期《外交事務》(Foreign Affairs) 的<美國實力的搖搖欲墜的基礎(The Crumbling Foundations of American Strength)說，知識就是力量——而美國正在失去它。(Knowledge Is Power—and the United States Is Losing It)
政府可以看到、衡量和整體控制的有形資源
烏克蘭的韌性是一個有力的指標，顯示其實力已今非昔比。該國令人驚訝的表現在很大程度上歸功於其受過高等教育的人口和技術創新生態系統，該生態系統已經生產了大量無人機和其他自製武器。烏克蘭甚至在沒有海軍的情況下發動海戰，使用自製無人機和其他設備摧毀了近兩打俄羅斯船隻，並剝奪了俄羅斯對黑海的控制權。
幾個世紀以來，一個國家的力量源於其政府可以看到、衡量和整體控制的有形資源，例如可以徵召入伍的人口、可以征服的領土、可以部署的海軍以及可以釋放或限制的貨物，例如石油。十六世紀的西班牙擁有軍隊、殖民地和貴金屬。十九世紀的英國擁有世界上最強大的海軍和工業革命所帶來的經濟利益。二十世紀的美國和蘇聯擁有龐大的核武庫。
私營企業的決策越來越多地影響地緣政治結果
如今，各國越來越多地從無形資源中獲取力量——人工智慧等知識和技術正在推動經濟成長、科學發現和軍事潛力。這些資產一旦處於“野生狀態”，政府就很難控制，因為它們具有無形性，而且很容易跨部門和國家傳播。例如，美國官員不能像喬治·W·布希政府要求歸還一架2001年與一名中國飛行員相撞後迫降在海南島的美國間諜機那樣，堅持要求對手將演算法歸還給美國。
這些資源通常源自私營部門和學術界，這一事實使政府的工作更具挑戰性。外交政策一直是兩級遊戲；美國官員必須與國內行為者和外國對手進行鬥爭。但私營企業的決策越來越多地影響地緣政治結果，而美國私營部門的利益並不總是與國家目標一致。 Facebook、Instagram 和 WhatsApp 的母公司 Meta 正在為全球 30 億使用其平台的用戶確定什麼是真相。去年，擁有中國既得商業利益的美國執行長與中國領導人習近平面對面的次數與國務卿安東尼·布林肯的次數一樣多。當烏克蘭爆發戰爭時，億萬富翁 Elon Musk 單槍匹馬決定烏克蘭軍方是否、在何處以及何時可以使用他擁有的星鏈衛星網路進行通訊。
美國政府的許多能力正在惡化
與此同時，美國政府的許多能力正在惡化。它的傳統外交政策工具已經枯萎：確認總統任命變得如此令人擔憂，以至於在過去三任美國總統的第一任期中，至少四分之一的關鍵外交政策職位空缺。由於聯邦債務不斷上升，今年美國用於利息支付的支出將首次超過國防支出。由於國會往往無法通過年度預算，五角大廈越來越多地採取權宜之計的預算措施，只為現有項目提供資金，而不是新項目，從而阻礙了新的研發計劃或武器項目的啟動。這種破碎的體系極大地阻礙了新的、小型的、創新的公司。結果，大型、昂貴的武器系統持續存在，而新的、便宜的解決方案卻日漸衰退。如果中國設計一個預算程序的目的是扼殺發明、使武器成本飛漲、削弱美國的國防，那麼它就會是這樣的。同時，至關重要的是，美國 K-12 教育和研究型大學（國家長期創新潛力的來源）的健康狀況正在下降。
在當今知識和技術驅動的世界中，美國決策者需要以新的方式思考美國實力的組成、如何發展以及如何部署美國實力。未來的繁榮和安全將更少地依賴阻止對手獲取美國技術，而更多地依賴加強國家的教育和研究能力以及利用新興技術來服務國家利益。
知識力量有兩個基本要素：創新能力和預見能力
幾十年來，美國決策者一直利用硬實力和軟實力工具來影響外國對手和盟友。為了以硬實力推進美國的利益，他們建立了軍事力量，並用它來保護朋友、威脅或擊敗敵人。憑藉軟實力，他們分享美國價值觀並吸引其他人加入他們的事業。硬實力和軟實力仍然很重要，但由於它們不再像以前那樣決定一個國家的成功，美國必須努力擴大其知識力量——透過提高國家創造變革性技術的能力來促進國家利益。
知識力量有兩個基本要素：創新能力和預見能力。第一個涉及一個國家實現和利用技術突破的能力。第二個與智力有關。這項工作的一部分符合美國間諜機構的傳統使命，即發現外國對手威脅美國利益的意圖和能力。然而，隨著國內產業和外交政策之間的界線變得模糊，情報機構也需要幫助政府了解國內開發技術的影響。
創新和預期不僅僅是增強美國軍事力量及其吸引力的因素。他們可能兩者兼而有之，但知識力量的主要功能離我們更近。傳統的外交政策工具是向外的——利用威脅、武力和價值觀來影響外國行為體的行為——而建立和利用知識力量則需要華盛頓向內看。它涉及整合思想、人才和技術，以幫助美國及其合作夥伴繁榮發展，無論中國或任何其他對手做什麼。
教育和創新是美國投射實力的關鍵。
知識力量的組成部分可能很難看到和量化。但一個好的起點是國家教育水準。壓倒性的證據表明，受過良好教育的勞動力可以推動長期經濟成長。 1960年，東亞的人均GDP幾乎與撒哈拉以南非洲並列全球最低。然而，在接下來的 30 年裡，東亞取得了快速發展，這在很大程度上得益於教育水準的提升。
技術人才的地理集中度是知識力量的另一個有用指標，顯示哪些國家有望在關鍵領域取得領先。領先的科學家和工程師聚集在實驗室並招募超級明星團隊，而不是將自己隔離在辦公室裡，單獨設計實驗並在線上閱讀研究論文，這是有原因的。物理距離很重要；世界頂尖人才的密切合作是技術突破的秘訣。
衡量一個國家的長期實力前景也需要衡量其研究型大學的健康狀況。公司在技術創新中發揮著至關重要的作用，但創新供應鏈實際上始於校園實驗室和教室。儘管公司必須集中資源開發具有近期商業前景的技術，但研究型大學卻不會面臨同樣的財務或時間需求。基礎研究是大學的命脈，它研究知識前沿的問題，這些問題可能需要幾代人的時間才能回答，而且可能永遠不會有任何商業應用。但如果沒有它，許多商業突破就不可能實現，包括雷達、GPS 和網路。
最近，從外部看來基於 mRNA 的COVID-19疫苗一夜成名，實際上是大學 50 多年基礎研究的結果。在製藥公司推進疫苗開發之前，學術研究人員發現 mRNA 可以活化和阻斷蛋白質細胞，並且他們已經找到瞭如何將其傳遞到人類細胞以激發免疫反應的方法。同樣，當今保護網路資料的加密演算法源自於數十年的純數學學術研究。從 ChatGPT 到影像識別，人工智慧領域的許多新進展都建立在多倫多大學、蒙特利爾大學、史丹佛大學和其他地方開發的開創性工作的基礎上。
美國的學生在能力測驗中的成績比幾十年來更差
如果教育和創新是美國投射實力的關鍵，那麼這個國家的前景就岌岌可危了。美國K-12教育正陷入危機。今天的學生在能力測驗中的成績比幾十年來更差，並且落後於國外的同齡人。美國大學也陷入困境，因為它們面臨更激烈的全球人才競爭，以及聯邦對長期創新至關重要的基礎研究的長期投資不足。
根據國家教育進步評估，到 2023 年，美國 13 歲學生的數學和閱讀成績達到數十年來的最低水準。一半的美國學生無法達到所在州的能力要求。受歡迎的大學入學考試 ACT 的成績連續第六年下降，70% 的高中生在數學方面沒有達到大學準備基準，43% 在任何方面都沒有達到大學準備基準。值得注意的是，這些趨勢在 COVID-19 大流行之前就已經開始了。
當美國學生落後時，其他國家的學生卻在突飛猛進。根據對全球 15 歲學生進行測試的國際學生評估計劃，2022 年美國的平均數學水平排名第 34 位，落後於斯洛維尼亞和越南。 （閱讀和科學排名較高，但分別勉強擠進前十名和前二十名。）超過三分之一的美國學生得分低於基線數學水平，這意味著他們無法比較兩條路線之間的距離或將價格轉換為不同的路線貨幣。在最高端，只有 7% 的美國青少年在數學水平上取得了最高水平，而加拿大和韓國的比例分別為 12% 和 23%。即使是美國國內一些優秀的企業在國際上也表現不佳。麻薩諸塞州是 2022 年美國數學得分最高的州，但如果它是一個國家，在世界上僅排名第 16 位。美國大多數州的排名接近全球中位數。得分最低的新墨西哥州與哈薩克持平。
美國吸引世界各地人才的記錄是一筆巨大的財富
這個故事的一部分是其他人的崛起；過去幾十年來，全球人口的教育程度大大提高，在此過程中重新繪製了知識力量地圖。自 1950 年以來，平均受教育年數大幅增加，全球大學畢業生數量增加了 30 倍。隨著教育競爭環境的水平提高，美國大學和企業越來越依賴外國人才來維持世界級水準。 1980年，美國大學授予的電腦科學和電機工程博士學位中有78%授予了美國公民或永久居民。 2022 年，這一比例為 32%。現在每年約有一百萬國際學生在美國學習。最大份額來自中國，佔 27%。
美國吸引世界各地人才的記錄是一筆巨大的財富。 2020 年財富 500 強公司中，近 45% 是由第一代或第二代移民創立的，包括 Alphabet、SpaceX 和晶片巨頭 NVIDIA。自2000年以來，在科學領域獲得諾貝爾獎的美國人中，約有40%是在外國出生的。然而，在這方面，該國也正在喪失短期優勢並造成長期脆弱性。過時的移民政策創造了一個自我破壞的人才體系，培養了優秀的外國學生，然後要求他們中的許多人離開美國，帶走他們所學到的一切。
更重要的是，只有當外國學生想要到美國學習並且他們的政府允許時，這個人才供應鏈才能發揮作用。近年來，外國大學有了很大的進步，為最優秀和最聰明的人提供了更多的選擇。民調顯示，更願意去亞洲或歐洲而不是美國學習的中國學生比例正在上升。如果中國政府限制頂尖學生赴美，許多大學實驗室和公司將陷入嚴重麻煩。
美國大學相對於外國大學的創新優勢也正在減弱。十年前，美國發表了迄今為止世界上被引用最多的科學論文。今天，中國做到了。 2022年，在備受關注的自然指數（該指數追蹤了82種頂級科學期刊）中，中國的貢獻首次超過美國。
私部門的吸引力正在耗盡未來創新的來源。
融資趨勢也朝著錯誤的方向發展。只有美國政府才能為大學進行的基礎研究提供必要的大規模、長期的、有風險的投資。然而，聯邦研究經費總額佔GDP 的比例已從1964 年1.9% 的高峰下降到2020 年的0.7%。科學法案》本應透過在科學和工程研究上投資數十億美元來扭轉這種下滑趨勢，但這些條款後來在預算談判中被廢除。
基礎研究受到的打擊尤其嚴重。 2014 年之前，美國國立衛生研究院將大部分預算分配給大學有關疾病和人類健康的基礎研究。現在，它在臨床試驗和其他應用研究上投入更多。 《CHIPS 和科學法案》本應將國家科學基金會的預算增加一倍，該基金會是非醫學科學、技術、工程和數學基礎研究的主要政府資助者。相反，該機構的預算被削減了8%。花更少的時間進行研究。一所大型研究型大學的一位高階主管表示：「我們正在迅速接近標準 NSF 撥款根本不可行的地步。」為了避免危及與 NSF 的關係，他要求匿名。 “對於我們的一些教師來說，他們不值得申請。”儘管美國對基礎研究的資助仍多於中國，但2012年至2021年間，中國的研究投資成長了200%以上，而美國的投資成長了35%。如果目前的趨勢持續下去，中國的基礎研究支出將在十年內超過美國。
私部門的引力正在提振短期創新和經濟效益
私部門的引力正在提振短期創新和經濟效益，但它也正在耗盡未來創新的來源。例如，在人工智慧領域，人才從學術界流向工業界正在推動非凡的商業進步。它還將人才和注意力從未來創新所依賴的基礎研究上轉移，並耗盡了下一代的教師團隊。這個問題在最高層非常嚴重。在美國排名最高的電腦科學系，近三分之一的高級人工智慧教師十年前已經離開學術界。在另一個排名靠前的系，一位不願透露姓名的人工智慧學者估計，一半的人工智慧教師已經在兼職。另一所頂尖大學人工智慧實驗室的博士生和教師無法自由討論他們的研究，而這對於合作至關重要，因為其中一些人在 OpenAI 工作並簽署了保密協議。去年，美國新培養的人工智慧博士中有超過 70% 直接進入工業界，其中頂尖學生的比例過高。正如美國政府人工智慧委員會所說，「人才追隨人才」。
一代人之後，政策制定者將會感嘆：“我們怎麼會沒有預見到這場人才危機的到來？”但他們所需要做的就是看。
新的電力基礎
美國決策者需要一本新的劇本來幫助他們評估、增強和利用國家的知識力量。哪些不重要。五角大廈有大量分析人員比較美國和外國的軍事能力，但美國政府中沒有一個辦公室對新興技術進行相同的研究。這需要改變。國家情報總監辦公室已經開始與公司和大學建立更牢固的關係，以深入了解美國的技術發展。這些努力必須制度化，並提供更快、更頻繁地分享專業知識的管道。為了推動進步，國會應與情報官員以及學術界和產業領袖舉行年度技術網路評估聽證會。大學必須主動分享其最新實驗室發現的細節和影響。例如，我所在的史丹佛大學去年發起了一項名為《史丹佛新興技術評論》的新舉措，為政策制定者提供有關十種關鍵新興技術（包括人工智慧、生物工程、太空技術、材料科學和能源）的更容易取得和定期的資訊。現在必須擴大和深化這些努力，建立值得信賴的專家網絡，並加強大學與美國政府、州和地方官員以及國際合作夥伴之間的資訊共享。
華盛頓還需要投資技術創新所需的國家基礎設施。 1950 年代，艾森豪威爾 (Dwight Eisenhower) 總統開發了州際公路系統，以促進美國經濟成長，並在蘇聯發動襲擊時更容易疏散平民和調動軍隊。 1973年石油危機後，傑拉爾德·福特總統建立了戰略石油儲備，這是世界上最大的緊急原油庫存，以便外國石油禁運或其他幹擾永遠不會再次削弱美國經濟。今天缺少的國家安全基礎設施是運算能力。幾乎每個領域的進步都依賴人工智慧，而人工智慧需要先進的運算能力來運作。例如，訓練 ChatGPT-3 AI 模型所需的運算能力非常巨大，以至於在典型筆記型電腦上完成該任務需要 9,000 年。如今，只有亞馬遜、Google、Meta 和微軟等大公司才有能力購買開發前沿人工智慧模型所需的大量先進晶片。其他人都在努力維持最低限度的生活。今年，普林斯頓大學宣布將動用捐贈資金購買 300 顆先進的 NVIDIA 晶片用於研究（成本至少 900 萬美元），而 Meta 則宣布計劃在年底前擁有 35 萬顆相同的晶片，花費估計100億美元。
增強美國的知識力量不僅僅是發展新能力
國家策略運算儲備將透過競爭性撥款向研究人員提供免費或低成本的先進運算，這些撥款在國家實驗室現有的基於雲端的服務或超級運算系統上租用時間。該保護區還可以建立和營運自己的較小規模的計算集群。該基礎設施可供大型科技公司和資金雄厚的研究型大學以外的研究人員使用。它還將為頂級電腦科學家提供資源，讓他們在保留大學職位的同時進行開創性工作，從而有助於阻止頂尖電腦科學家從學術界流向工業界。改進工作已經在進行中。一月份，美國國家科學基金會啟動了一項名為「國家人工智慧研究資源」的試點計劃，向 150 多個提案中的 35 個項目授予計算能力、數據和其他資源的使用權。兩黨立法者小組提出了一項法案，使 NAIRR 永久化。
增強美國的知識力量不僅僅是發展新能力。華盛頓還需要解決該國移民制度和國防預算的問題。國會必須通過移民改革，允許更多世界上最優秀、最聰明的學生從美國大學畢業後留在美國工作，前提是採取措施保護美國智慧財產權並防範間諜風險。國防部長應該將五角大廈武器採購流程的改革作為首要任務，為支持負擔能力和創新的長期承諾提供真正的資金，並向國會和美國人民明確表示預算功能失調會降低國家的安全性。
必須扭轉多年來基礎研究長期投資不足的局面
如果美國研究型大學要繼續成為未來創新的引擎，聯邦政府也必須扭轉多年來基礎研究長期投資不足的局面。一些私部門領導人正試圖透過 Schmidt Sciences 的 AI2050 等慈善計畫來填補空白，該計畫承諾在五年內投入 1.25 億美元，資助人工智慧領域大膽的學術研究。但這只是九牛一毛。只有美國政府（在一架 F-35 戰鬥機上花費 1.25 億美元）才能進行必要規模的投資。由參議員 Martin Heinrich、Mike Rounds、Chuck Schumer 和 Todd Young 領導的兩黨立法者小組再次呼籲將當前政府對非國防人工智慧研究和開發的資金增加十倍，以履行 CHIPS 和科學法案的最初承諾。至320 億美元。然而，從這項提議到法案的通過，還有很長的路要走。自 2021 年以來，這個想法一直在國會中流傳。考慮到技術變革的速度和風險，僅增加資金是不夠的。它還需要更快地交付。
美國的實力將在未來幾年變得更弱
最後，美國需要解決 K-12 教育問題。關於教育衰退威脅國家未來繁榮、安全和全球領導地位的警告並不是什麼新鮮事，但教育改革並沒有被視為緊迫的國家安全優先事項。如今，在全國 13,500 個公立學區的大部分地區，教師薪資是根據年資經驗和研究生教育程度計算的，這意味著物理和體育教師的薪資相同。最好和最差的老師也是如此。有些城市已經在試行更好的方法。在達拉斯、休士頓和華盛頓特區，教育官員一直在嘗試用激勵基金來評估教師並獎勵最有效的教師。在某些地方，如果學區將最好的教師部署到最糟糕的學校，他們可以獲得更多的可自由支配資金。這些做法已經產生了有希望的結果，應該對其進行研究和推廣。
這些變化都不是容易的事，但如果沒有這些變化，美國的知識能力將繼續受到侵蝕，美國的實力將在未來幾年變得更弱。華盛頓一直堅持認為，透過出口管制和對外投資限制來限制中國獲得美國技術可以保持該國的技術優勢。但僅僅阻礙中國無助於刺激美國確保其未來安全與繁榮所需的長期創新。現在，華盛頓比以往任何時候都更必須明白知識就是力量，而知識必須在國內培養。