【韓退之專欄】21世紀科技重心可能轉移到亞洲

2024年6月，中國國家主席習近平在全國科技大會上表示，高科技領域已成為「國際競爭的最前線和主戰場，深刻改變全球秩序與發展格局」。他完全正確。美國和中國透過開發新技術（包括軍事和民用技術）來爭奪經濟、軍事和外交主導地位。L. 拉斐爾·賴夫(L. Rafael Reif)發表在最新一期《外交事務》(Foreign Affairs) 的<美國即將面臨人才流失>( America’s Coming Brain Drain)指出，川普對大學的戰爭可能扼殺美國創新。(Trump’s War on Universities Could Kill U.S. Innovation )L. 拉斐爾·賴夫是麻省理工學院榮譽校長以及 Ray 和 Maria Stata 電機工程和電腦科學教授。
中國擁新的公共核融合計畫世界第一
中國是這一領域日益強大的對手。自2015年宣布「中國製造2025」計畫以來，北京上下上下下投入大量精力，致力於推動關鍵新興技術的發展。如今，中國正與美國展開激烈競爭。 2024年第四季度，中國汽車製造商比亞迪的電動車銷量超過特斯拉。除了規模比特斯拉更大之外，比亞迪可以說更具創造力，其車輛可以側滑入停車位並在緊急情況下漂浮，其充電器可以在短短五分鐘內補充 250 英里的續航里程 - 比特斯拉超級充電器快幾倍。中國商用飛機有限責任公司也有意在航空航太製造領域與美國領先企業競爭；今年三月，該公司公佈了遠程超音速噴射機的計劃，這種飛機產生的超音速轟鳴聲不會比吹風機大。同樣在三月份，北京利用一顆小型廉價衛星向南非發送了量子加密影像，這是量子通訊領域的一大進步。中國生物科技公司正與美國同業在研發新藥方面競爭。由於人工智慧的能源需求使得核融合能（一種潛在的巨大無碳電力來源）變得更具吸引力，中國擁有比其他任何國家都多的新的公共核融合計畫、核融合專利和核融合博士學位。
中國遲早會繞過華盛頓設置的任何障礙
近年來，美國政府對日益激烈的競爭的反應大多是保護主義，包括對電動車徵收關稅、限制中國在戰略領域的投資，以及對用於先進人工智慧的 GPU 晶片和晶片製造設備實施出口管制。但中國對沖基金分拆出來的人工智慧公司DeepSeek的成功表明，這種做法最終是徒勞無功的。今年 1 月，DeepSeek 推出了一款高品質的 AI 工具，該工具的開發並未使用此類型號所需的大量高端 GPU。中國遲早會找到辦法繞過華盛頓設置的任何障礙。
這就是為什麼美國不能放棄自己的創新是如此重要。當北京政府決定中國必須在某項技術上處於領先地位時，資源不是問題，短期獲利也不是問題。另一方面，華盛頓傳統上尊重市場力量，反對政府主導的產業政策。 在科技戰場上，美國人必須繼續做自己最擅長的事情，並找到提高競爭力的新方法。
自第二次世界大戰以來，美國不斷創造和商業化突破性技術。但這種成功不應被視為理所當然。川普政府最近削減了聯邦政府對大學研究的資助，儘管其面臨的地緣政治威脅持續增加，但卻有可能耗盡工業和軍事領域新思想的重要來源。為了避免科技停滯，美國必須大幅增加對大學研究的公共投資，確保其充分利用學術界的發現，並制定合理的移民政策，讓世界上最優秀的學生能夠在美國學習和工作。然而，目前，政府似乎一心一意要破壞而不是培育美國實力的這一重要來源。
美國大學實驗室的發現和發明隨後促成了新創公司的創立
過去八十年來美國做得最好的一件事就是發明基礎技術。這種創新的來源往往是美國研究型大學。我們這個時代最重要的許多技術——包括互聯網、實現生成人工智慧的人工神經網路、量子計算、核酸測序、DNA擴增、CRISPR基因組編輯、mRNA疫苗和療法、3D列印以及用於癌症治療的檢查點抑制劑——都源於美國大學實驗室的開創性探索。這些基於大學的發現和發明隨後促成了新創公司的創立，或被現有的科技公司所採用，這些公司對其進行投資和進一步開發，以將其推向市場。
最好的創新往往發生在最好的科學發生的地方。換句話說，科學推動知識進步，而這種先進的知識創造新的想法、工具和流程，從而實現和加速創新，並進一步推動知識進步。截至2021年，美國在基礎科學研究方面的投入仍然遠遠超過其他國家。迄今為止，大學是此類研究的最大執行者，而聯邦政府是最大的支持者。這對美國經濟的溢出效應是巨大的。
達拉斯聯邦儲備銀行 2023 年 5 月的一項分析發現，自二戰以來，美國政府對非國防研發的支持至少占美國商業部門全要素生產力成長的五分之一，遠高於聯邦對基礎設施的投資所產生的回報或私人研發所產生的回報。 （大多數行業研究不可避免地更側重於具有近期商業利益的較狹窄問題。）但是，儘管大學研究對美國高科技經濟具有核心地位，並且聯邦政府在此類研究中發揮作用，但近幾十年來政府的支持卻越來越少。儘管實際支出的資金在聯邦預算中所佔比例有所增加，但研發支出卻從 20 世紀 60 年代中期美國與蘇聯競爭時的 10% 以上，下降到今天的 3%，因為美國面臨著中國這個更強大的競爭對手。在現任政府的領導下，用於研究的資金可能會大幅削減。
32個國家中美國的研發學術支出佔GDP的比例排名第23
隨著聯邦政府在學術研究經費中所佔份額的下降（從2012年的61%下降到2021年的55%），美國大學已將包括捐贈收入在內的自有資金用於研究的份額從2012年的21%提高到2021年的25%。但即使是最大筆捐贈的收入也無法彌補聯邦資金在學術研發上的損失，這筆資金在2023財年已接近600億美元。 2021年，在向經濟合作暨發展組織報告的32個國家中，美國的研發學術支出佔GDP的比例排名第23。
2022 年《晶片與科學法案》旨在糾正部分投資不足的問題，其中授權 2,000 億美元用於研發、勞動力和經濟發展。美國國家科學基金會（National Science Foundation）用於支持美國非醫學學術研究，其預算原本預計到2027年將翻倍。然而，國會從未完全撥出這筆資金，導致該機構的預算在2024年被削減，今年則持平。
中國今年中央政府科技支出增加 10%
相較之下，中國今年稍早宣布將中央政府科技支出增加 10%，並更加重視基礎研究。北京的許多政治領袖都擁有清華大學的學位，該大學常被稱為「中國的麻省理工學院」。這些官員了解科學技術及其對其他一切事物的影響。因此，中國領導人將大學視為國家「民族復興」和技術自力更生的關鍵，自1998年以來，中國高等教育機構的數量增加了兩倍。在過去二十年裡，中國在STEM領域培養的博士學位數量超過了美國，2016年，中國在研究出版物數量上首次超過美國。中國不僅在增加創新投入的規模，而且在提高創新投入的品質。在追蹤科學產出的2016年 自然指數中，全球十大高品質研究學術機構中有五所是美國機構，一所是中國機構。在最新的2024年指數中，角色發生了逆轉：全球前十名中有八家是中國，兩家是美國。
失去臨界質量
如今，川普政府正在讓科學發現和技術創新成為針對大學的文化戰爭中的附帶損害。副校長 JD Vance 在 2024 年 2 月接受《歐洲保守派》採訪時非常清楚地解釋了顛覆美國大學的政治動力：「我們應該積極地改革它們，讓它們對保守思想更加開放。」但是，大學所具有的自由主義傾向是否應該成為給美國國家競爭力至關重要的研究體系製造混亂的理由呢？如果研究人員能夠找到預防癌症或阿茲海默症的方法，那麼他們是保守派還是自由派就無關緊要了。
川普政府上任僅幾個月，就已經對美國的研究事業造成了巨大的損害，而且這種損害將產生持久的影響。其中包括削減研究機構人員和凍結撥款流程。該政府還取消了已經頒發的、被認為違反行政命令的資助，例如與性別認同或多元化、公平和包容性相關的資助，或哥倫比亞大學等不受歡迎的機構的資助。最徹底的是大學研究資助體系的結構性改變。川普政府試圖將美國國立衛生研究院、能源部和國家科學基金會對研究間接成本（包括維護和運營建築物以及為實驗室提供資訊基礎設施的成本）的報銷比例限制在 15%，但這並不能反映頂尖大學所承擔的實際成本。儘管迄今為止法院已經阻止了這項政策變化，但如果政府能夠繼續推進，該國最偉大的研究型大學將受到嚴重損害。川普提出的2026年預算將導緻美國科學陷入困境，包括削減美國國立衛生研究院約40%的預算和美國國家科學基金會約57%的預算。對大學捐贈收入徵收 14% 或 21% 的稅（或取消大學的免稅地位）的提議將阻礙那些希望利用自有資金彌補部分差額的大學。
四分之三的研究人員正在考慮離開美國
川普政府不僅增加了大學預算的成本，也增加了大學招生的成本。長期以來，美國受益於巨大的人才流入，世界各地最有才華的科學家和工程師紛紛來到美國研究型大學任教和學習。但由於削減資金、進行學術審查以及實施敵對的移民政策，川普政府正在引發人才流失。《自然》雜誌最近對美國研究人員進行的一項民意調查顯示，四分之三的受訪者表示，由於川普政府對科學的干擾，他們正在考慮離開美國。歐洲大學現在正高興地招募美國科學人才。巴塞隆納和馬德里等城市的研究中心報告了數十份來自美國科學家的申請。在人工智慧、機器人、數學和核融合等對美國競爭力至關重要的領域，有前途的傑出華裔研究人員正離開美國頂尖研究型大學返回中國。這場科學家外流加速了中國出生的科學家的外流，這一趨勢始於川普第一屆政府時期，當時美國司法部中國行動計畫不公平地將華裔學者作為起訴對象。
最好的創新往往發生在最好的科學發生地
研究經費的凍結和削減也對下一代人才產生了直接影響。研究型大學正在限制招收研究生和聘用博士後研究人員的數量，甚至撤銷已經發出的錄取通知。美國國家科學基金會已將其提供的研究生獎學金數量削減了一半。美國國家博士後協會在川普第二任期開始六週後對博士後研究人員進行了一項調查，結果顯示，43% 的受訪者表示他們的職位“受到威脅”，35% 的受訪者表示他們的研究“被推遲或處於危險之中”。其中一些年輕人可能會被徹底趕出科學界。
拘留和可能驅逐出境國際研究生以及吊銷學生簽證（有時沒有任何解釋）可能會使美國不再成為世界優秀學生的理想留學目的地，從而削弱美國在新興技術領域的領導地位。在全國範圍內，國際學生獲得了計算機和資訊科學博士學位的 64%，工程學博士學位的 57%，數學和統計學博士學位的 54%。美國顯然可以更好地培養這些領域的本土人才，但必須認識到，透過吸引來自世界各地的優秀人才，美國將獲得多大的利益。在美國接受教育的國際博士生絕大多數打算在獲得學位後留在美國，其中包括四分之三以上的中國博士生。這些學生為美國經濟做出了貢獻；美國國家政策基金會最近的分析發現，25% 的美國十億美元新創公司的創始人都是以國際學生的身份來到美國的。但優秀的國際學生越來越多有了其他選擇。清華大學和北京大學目前在泰晤士高等教育世界大學排名中分別排名第12和第13。北京大學的人工智慧研究成果位居世界第一，清華大學則位居第二。
難以維護開放交流和自由探究
據報導，美國邊境的緊張對抗使得外國科學家在參加科學會議之前猶豫不決。例如，今年 3 月， 一名從事太空研究的法國科學家在試圖前往休士頓附近參加會議時被拘留並被拒絕入境。美國官員聲稱，他被拒之門外是因為他掌握了洛斯阿拉莫斯國家實驗室的機密信息，但法國官員表示，他被拒絕是因為他的手機裡有批評川普政府科學政策的資訊。如果美國連世界上最優秀的科學家都召集不來，它就將難以維護其長期以來所倡導的開放交流和自由探究，而這正是科學蓬勃發展的基礎。

川普政府似乎將美國在科技領域的領導地位視為理所當然。這樣做將是一個危險的錯誤。美國人已經習慣了美國公司定期推出令人驚嘆的創新，包括 iPhone、雲端運算、特斯拉 Model S 和 ChatGPT。美國歷史和文化的某些方面鼓勵創造力和冒險精神。但美國之所以能成為世界領先的科技超級大國，並不是因為其人民天生就比世界其他國家的人民更聰明、更有創造力。它之所以成為領導者，是因為它擁有世界上最好的科學和創新體系──而這套體系現在正受到川普政府的攻擊。
大學是成長的引擎，研究不應該只關注工業界
現代研究型大學是德國的發明，可以追溯到十九世紀初，當時柏林洪堡大學的知識分子創始人主張將教學與研究結合起來，擴大學術自由，並主張研究不應著眼於眼前的效用。他們認為國家應該支持這樣的探索，但不應該指導。這種模式非常有吸引力，以至於在十九世紀，德國成為了世界上最優秀、最聰明的留學國家：大約有10,000名美國學者在德國大學獲得了博士學位或其他高級學位。一些在德國接受教育的美國人於 1876 年創立了美國第一所研究型大學約翰霍普金斯大學。
麻省理工學院，也就是我工作並擔任校長的大學，於 1865 年開始採用不同的模式，也就是理工學院模式。它著重於應用科學和工程而非理論，旨在為年輕的工業化國家培養技術熟練的畢業生。麻省理工學院最初沒有資金或興趣進行大量研究，但在二十世紀初，在德國進行學術之旅後，麻省理工學院校長亨利·普里切特 (Henry Pritchett) 堅信麻省理工學院應該做的不僅僅是教學。他建立了該大學第一個主要研究實驗室。
麻省理工學院迅速成為造福美國產業與社會的應用研究強校。並且它經常與當時的美國領先公司合作進行，包括AT＆T和通用電氣。聯邦政府尚未介入資助大學研究。儘管業界支持事關財務生存，但與產業合作的經驗使得麻省理工學院特別擅長將其發明推向市場。到了 20 世紀 20 年代，麻省理工學院的領導和校友開始擔心商業重點會限制大學的影響力。 1930年，該研究所聘請核物理學家卡爾康普頓擔任所長。康普頓在 1927 年曾指出，大學研究不應該只關注工業界；他相信，事實上，大學是唯一一個可以不受商業化壓力而進行純科學研究的地方。他還主張，此類研究應該由任何從科學中獲利的企業所繳納的稅金來資助。
大學投入時間和精力進行戰時計畫
直到第二次世界大戰，由於著名工程師萬尼瓦爾·布希 (Vannevar Bush) 的努力，聯邦政府才將大量稅收資金投入大學研究。布希在麻省理工學院任教期間，設計並製造了一台開創性的類比計算機。他在科學政策方面也擁有出色的頭腦。 1939 年德國入侵波蘭後，布希說服美國總統富蘭克林·羅斯福建立一個組織來監督軍方感興趣的研究。 1940年，羅斯福成立了以布希為主席的國防研究委員會。 （後來，該委員會的權力擴大為科學研究與發展辦公室，但仍由布希負責。）麻省理工學院校長康普頓是該委員會的成員，負責確定探測德國飛機和船的技術，這促成了麻省理工學院輻射實驗室的成立。實驗室的名字是為了欺騙納粹，但它的研究重點並非放射性物質，而是微波雷達系統——這項技術對於戰爭結果的重要性甚至超過了原子彈。放射實驗室從全國各地招募了頂尖科學家，其中許多人後來獲得了諾貝爾獎。在接下來的五年裡，麻省理工學院開發了 100 多個雷達系統，以應對德國 U 型潛艇和 V-1 飛行炸彈的威脅。
在聯邦政府的資助下，全國各地的大學都能夠投入時間和精力進行戰時計畫。芝加哥大學、哥倫比亞大學和加州大學柏克萊分校對曼哈頓計畫進行了初步研究，許多頂尖大學也為此貢獻了人才。加州理工學院致力於火箭技術的研究。哈佛大學研究如何使用聲納對抗納粹潛艇以及如何消除遠程轟炸機的噪音，為玻璃纖維的發展做出了貢獻。 1942 年，約翰霍普金斯大學成立了應用物理實驗室，該實驗室開發了近炸引信——這是盟軍取得勝利的另一項關鍵技術創新，後來，在蘇聯人造衛星時代，該實驗室又開發了 GPS 的概念。
現代經濟成長取決於技術進步
德國投降後，布希向美國總統哈里·杜魯門提交了一份具有里程碑意義的報告，題為《科學：無盡的前沿》， 他在報告中主張聯邦政府繼續支持大學的研究。布希指出，政府資助的科學研究對盟軍的勝利發揮了決定性作用，包括開發可擴展的青黴素生產，挽救了生命。而且，正如他所指出的，美國不能再像過去那樣依賴「飽受摧殘的歐洲」來進行基礎科學發現。布希主張和平時期聯邦政府資助研究和科學教育，不僅是為了國家安全和公共衛生，也是為了經濟成長。在他看來，透過繼續“研究自然規律”，美國可以創建新的製造業並擴大舊的製造業——事實證明這一評估是有先見之明的。僅僅十多年後，麻省理工學院經濟學家羅伯特·索洛發表了開創性的研究成果，證明現代經濟成長取決於技術進步，而不是像古典範式所認為的那樣僅僅取決於資本和勞動力——他因此獲得了諾貝爾獎。
布希對創新持有一種線性的看法：聯邦政府將為大學提供資金，用於出於好奇心而非利潤而進行的基礎研究計畫。這些計畫培養了優秀的學生並產生了發現；工業界將會開發這些發現並找到它們的實際應用。
儘管布希的想法並沒有完全按照他的設想實現，但戰後政府繼續為大學研究提供聯邦支持，幫助美國成為世界主導的科技強國，產生了一批世界一流的研究型大學，並使美國成為吸引全球最優秀 STEM 人才的國家。在這種模式下，美國領先的研究型大學既支持現有產業，也成為創業的溫床。 2011年，史丹佛大學的一項研究計算得出，自20世紀30年代以來，該校的校友和教職員工創辦了近4萬家公司，僱用了540萬人，年收入達2.7萬億美元，使史丹佛躋身世界十大經濟體之列。麻省理工學院的類似分析發現，截至 2014 年，麻省理工學院在世的校友已創立了 3 萬多家公司，僱用了 460 萬人，年收入接近 2 兆美元。隨著中國在科學技術領域逐漸領先美國，布希模式當然需要進行一些更新和擴展。但很難看出這種模式有什麼需要被推翻的。
美國將從與中國的技術及軍事競賽中落敗
現今大多數美國人都是在布希和《無盡的邊疆》之後很久才出生的。在他們的一生中，美國在科學、技術、工業、創新和文化方面一直佔據主導地位，他們可能認為這是事物的自然秩序。但如果美國再無力承擔由政府投資推動的富有成效的探索，它將在與中國的技術競賽中落敗。其軍事力量將遭受損失，因為其依賴技術先進的商業產品，而國防市場本身無法支援這些產品。高科技企業家的成長也將放緩。美國國家經濟研究局 2021 年發布的一項研究證實，聯邦政府對大學研究支持的增加與附近具有巨大成長潛力的新創公司的形成之間存在密切的聯繫。另一篇發表於 2020 年的論文詳細說明，經歷聯邦研究經費大幅削減的大學研究人員創辦高科技新創企業的可能性降低了 80%。
鞏固美國在科學創新領域的領導地位需要做三件事。首先，國家必須對大學研究進行與其面臨的地緣政治威脅相稱的公共投資。這應該包括「使用啟發」的基礎研究，這種研究發生在科學前沿，但旨在克服美國經濟或國家安全中的特定障礙，就像麻省理工學院 Rad Lab 的情況一樣。將國會已經批准的資金撥給《CHIPS與科學法案》中的「科學」部分將是一個很好的開始。美國還需要製定移民政策，讓其研究型大學繼續吸引世界上最優秀的理工科學生，並讓這些學生在完成學業後留在美國，為美國的競爭力做出貢獻。
中國正在提高創新投入的規模和品質。
最後，美國需要更好地掌握美國大學的發現和發明的價值，而不是讓缺乏耐心的資本推動其他地方的關鍵技術製造和發展。例如，一家名為 A123 的公司（2001 年從麻省理工學院教授蔣業明的實驗室分離出來）是第一家將優質鋰離子電池化學技術商業化用於電動車的公司。但由於美國電動車市場發展不夠成熟，A123 無法獲利，於 2012 年宣布破產，被一家中國汽車零件公司收購。如今，中國在鋰離子電池製造業佔據主導地位。這是一項基礎性支援技術，美國應該予以支持，直到其能夠在市場上獨立發展。大約十年前，在麻省理工學院，我開始深切關注這個問題——我們實驗室中湧現的一些最具突破性的科學發明，儘管具有造福社會的巨大潛力，但卻未能實現商業化。對於大多數私人投資者來說，再生醫學和清潔能源等領域的高風險新技術的上市時間實在太長了——這就是為什麼 39% 的美國創投資金流向了軟體新創企業，而只有 2% 流向了能源新創公司。因此，麻省理工學院決定為此類「棘手的技術」創建一個加速器和耐心創投基金的組合，稱為「引擎」。該引擎為新創公司提供初步支持，其中包括 Commonwealth Fusion Systems，這是一家使用高溫超導磁鐵開發小型、低成本聚變發電系統的公司。去年 12 月，該公司宣布將在維吉尼亞州建造世界上第一座電網規模的商業聚變發電廠，預計將於 2030 年代初投入營運。但「引擎」只是一個投資組織，美國還需要更多的投資組織。儘管《CHIPS與科學法案》授權國家科學基金會協助啟動類似的組織，但國會尚未為此工作提供資金。
二十一世紀科學技術的重心可能轉移到亞洲
美國大學並不完美。但其中許多機構以全球標準來看都是極為成功的機構，國家也依賴它們。因為與研究無關的錯誤而停止對大學的資助，無異於魯莽地切斷創新的閥門。
正如二十世紀科學技術的重心從歐洲轉移到美國一樣，二十一世紀它也可能轉移到亞洲。日本、台灣、韓國等經濟體在研發投入佔GDP的比重上已經接近或超過美國，中國大陸也努力追趕。印度在全球研究出版數量方面排名第三，預計在2020年前實現科學進步（同時成為世界第三大經濟體）。美國政府的政策未能認識到科技進步的重要性，加速了這項轉變。
美國曾經穩居技術前沿，但現在卻逐漸變得弱小。到目前為止，中國應對這種衰退的措施只會進一步削弱其實力。美國在科技領域的領先地位從來都不是必然的。不可避免的是，如果華盛頓不努力保持在這個戰場上的領先地位，其他國家就會取而代之。