〈讀書筆記〉Science,The Endless Frontier

美國參議院最近通過美國創新和競爭法案,雖然原法案以Vannevar Bush的報告命名Endless Frontier Act,但這法案已非Vannevar Bush當年鼓吹以基礎科學研究為重心,反而目標在用政府的力量促進科學應用發展,以增強美國在全球經濟中的競爭優勢和領導地位。一般認為此法案是美國為了對抗中國的科技戰爭,有趣的是,中國隨即在2021/5將美國這份在75年前的重要文件Science,The Endless Frontier翻譯成中文出版,或許是為了知己知彼。

2021年美國創新與競爭法案

美國聯邦參議院在2021/6/8日通過了《2021年美國創新與競爭法》(USICA,US Innovation and Competition Act of 2021),該法案將提交給眾議院,眾院稍早已通過一個不同版本。在送交給總統簽署之前,兩院須協調成為單一法案。

參議院的法案原名是:Endless Frontier Act,中文多稱為《無盡前沿法案》或《無盡邊疆法案》,該法案由民主黨紐約州參議員Chuck Schumer和共和黨印第安納州參議員Todd Christopher Young推動。法案主要授權在未來五年內投入1100億美元用於基礎和先進技術研究,尤其在: 人工智慧 、 半導體 、 量子計算 、高級通信、 生物技術和高級能源等基礎與高端研究、商業化及教育培訓計劃方面的投資總計達將1000億美元。又由於擔心半導體晶片短缺,故計劃將100億美元用於指定的10個區域技術中心並制定供應鏈危機應對計劃。

1945年《科學,無盡的前沿》報告

這個法案最終通過的機會很大,但法案細節還未確定。有許多報導認為,從命名而看,《無盡前沿法案》可直接追溯到1945年美國科研史上的里程碑文件《科學,無盡的前沿》(Science,The Endless Frontier)。

《科學,無盡的前沿》報告,是Vannevar Bush(1890-1974)在1945年寫給小羅斯福總統的報告。這份重要的文件奠定了美國二戰後的科技政策,促成了美國政府對學術研究的重視與投入,並在1950年創立了美國國家科學基金會(National Science Foundation,簡稱NSF)。2020年NSF還重印了這份報告的75週年紀念版,網路上有免費下載版本。

有趣的是,一般認為2021年美國創新與競爭法案是美國為了對抗中國,以確保美國在與中國的科技戰上不會落居下風。而中國隨即在2021/5將Science,The Endless Frontier翻譯成中文出版,或許是要好好研究一下對手的思路吧。

羅斯福總統的發問

羅斯福總統在二戰末期 1944 年 11 月 17 日寫信給當時擔任國家科學顧問的Vannevar Bush,請他就以下幾點提出建議:

1.在符合軍事安全及軍事當局事先同意的前提下,我們可以做些什麼來盡快地向世界公佈我們在戰爭中為科學知識所做的貢獻?
這些知識的傳播應該有助於我們振興新企業,為我們的歸國軍人和其他工人提供就業機會,並為提高國民福祉邁出一大步。

2.特別在關於科學對抗疾病方面,現在可否組織一個計劃,使我們在醫學和相關科學方面所做的工作能夠持續?
這個國家每年死於一兩種疾病的人數,遠遠超過我們在二戰中在戰鬥中喪生的總人數,這應該讓我們意識到我們對子孫後代的責任。

3.政府可以如何協助公私營機構的研究活動?
我們應該仔細考慮公共和私人研究的適當作用及其相互關係。

4.能否提出一個有效的計劃來挖掘和培養美國青年的科學人才,從而確保國家科學研究的持續,能與戰爭期間的水準相當?
思想的新領域就在我們面前,如果我們以發動這場戰爭時同樣的遠見、勇氣和動力開拓這些新領域,我們就能創造更充實、更有成效的就業和更充實、更有成效的生活。

Vannevar 的報告:《科學,無盡的前沿》

Vannevar 認為,從羅斯福總統的信中可以清楚地看出,在談到科學時,總統想到的是自然科學,包括生物學和醫學,但他提醒,其他領域的進展,如社會科學和人文科學,也同樣重要,只是他報告中提出的科學計劃值得立即關注。

科學進步至關重要:對抗疾病、國家安全、公共福祉

防治疾病的進展取決於新科學知識的流動,新產品、新行業和更多的工作則需不斷補充對自然規律的瞭解,並實際運用這些知識。同樣的,我們防禦侵略需要新的知識,才能發展及改良武器。

只有通過基礎科學研究才能獲得上面所說基本的新知識。

無論是在和平時期還是戰爭時期,科學都只是以團隊中一員的身份貢獻於國民之福祉。但是如果沒有科學進步,在其他方面再多的成就也無法確保我國在現代世界中的健康、繁榮和安全。

為了對抗疾病

我們在防治疾病的戰爭中取得了長足的進步,包括海外軍隊在內的士兵死亡率已從一戰中的每千人14.1人減少到二戰中的每千人0.6人。在過去40年中,預期壽命從49歲增加到65歲,這主要是由於嬰兒和兒童死亡率的下降,但我們離目標還很遠。每年死於一兩種疾病的人數遠遠超過在這場戰鬥中喪生的美國人總數。這些死亡中很大一部分發生在平民中,這扼殺了我國公民寶貴生命。美國約有7百萬人患有精神病,他們的護理費用每年超過1千750萬。顯然,仍有許多疾病需要充分的預防和治療手段。

醫學和基礎科學基礎研究的責任主要落在醫學院和大學身上,而基礎科學對於防治疾病的進展至關重要。然而,我們發現醫學院和大學對醫學研究的傳統支持來源,主要是捐贈收入、基金會贈款和私人捐贈,這些捐贈正在減少,而同時醫學研究的成本卻一直在上升。

如果我們要維持過去25年醫學的進步,政府應向醫學院和大學的基礎醫學研究提供財政支援。

為了我們的國家安全

在我們努力追趕科技時,我們不能再依靠我們的盟友來阻止敵人。和平時期必須有更多的且更充分的軍事研究。平民科學家必須在和平時期繼續對國家安全作出貢獻,而能有效貢獻在戰爭期間。最好通過一個與陸軍和海軍有密切聯繫的文職組織來完成這項工作,但資金直接來自國會,而且有明確的權力進行軍事研究,以補充和加強直接在陸軍和海軍控制下進行的軍事研究。

為了公共福祉

為了實現戰後能充分就業的目標,我們必須釋放美國人民的全部精力和生產能量。為了創造更多的就業機會,我們必須製造新的、更好、更便宜的產品。我們想要很多新創、充滿活力的企業。新產品和新工藝出自於新原則和新概念,而新概念又產生於基礎科學研究。基礎科學研究才是科學資本,我們不能再依賴歐洲作為科學資本的主要來源。

顯然,更好的科學研究對於實現我們充分就業的目標至關重要。

我們如何增加這種科學資本?首先,我們必須有大量的青年接受科學培訓。其次,加強以大專院校和科研院所為主的基礎研究中心建設。這些機構提供的環境最有利於創造新的科學知識,並能減少受到需立即取得具體成果的壓力。除了少數例外,大多數工業和政府研究,都喜好將現有的科學知識應用於實際問題。只有學院、大學和少數研究機構能將大部分研究精力投入到拓展知識前沿問題上 。大學、科研院所要滿足行業和政府對新科學知識的快速增長需求,就應利用公共資金加強基礎研究。

科學要成為我們國家福利的有力因素,政府和工業界的應用研究必須是積極的,而為了提高政府內部的科研品質,應採取措施,修改科學人才的招聘、分類和補償措施,以減少目前政府與工業界和大學競爭頂尖科學人才的情形。

政府推動工業研究的最重要途徑,是透過支持基礎研究,增加新科學知識的流動,以及協助發展科學人才。

此外,政府得以下列方式適當鼓勵工業界進行研究:a.釐清國內稅收法中關於研究和發展支出作為當前凈收入收費的抵扣的不確定性;b.加強專利制度。此外,還應設法使基礎研究的成果到達現在不利用新科學知識的行業。

更新我們的科學人才

創造新的科學知識的責任(以及大部分的應用),取決於那些瞭解自然規律並熟練掌握科學研究技巧的一小群人,我們將根據那些探索科學前沿的高素質、訓練有素的科學家的數量,在所有科學前沿前進。

科學家的培訓是一個漫長而昂貴的過程。研究清楚地表明,人口的每一個部分都有人才,但除了少數例外,那些無力支付高等教育費用的人口中是不會有這種人才的。如果我們依能力而非家庭財富,來決定誰接受高等教育的科學,如此才能保證我們在各級科學活動中不斷地提高品質。政府應該提供相當數量的大學生和研究生獎學金,以培養美國青年的科學人才。

另外,軍隊應整理記錄,提供那些在戰爭之前或戰爭期間展現科學天賦的人接受高等教育,並根據目前的退伍計劃作出迅速安排。

掀開神秘的蓋子

雖然大多數戰爭中的科學研究,是將現有的科學知識優勢應用於戰爭問題,而不是基礎研究,但戰爭中還是已經積累了大量與科學應用於特定問題的資訊,而這些資訊大部分可用於產業。雖然其中一些訊息必須保密,但只要有根據相信敵人無法用來對付我們,大部分資訊就應予以公佈。我們應迅速建立一個由陸軍、海軍和民間科學成員組成的委員會,以選擇、協調應該公開的部分,且明確鼓勵其出版。

行動計劃

政府應承擔新的責任,促進科學知識的流動和青年科學人才的發展。這些政府應關心的責任,涉及國人健康、工作和國家安全等重要問題。政府促進開闢新的領域,也是我國基本國策之一。多年來,政府明智地支持農業院校的研究 ,其效益巨大,現在該是將這種支助擴大到其他領域的時候了。

為了有效履行這些新職責,需要有一些能致力於此目標的全面性機構充分負責。我們建議設置一個新的機構。這個機構能夠從國會獲得資金,而補充對學院、大學和研究機構基礎研究的支援 ,包括醫學和自然科學,或適當管理科學獎學金和研究金方案 。該機構應由具有廣泛興趣和經驗的人組成,瞭解科學研究和科學教育的特點。它應該有穩定的資金,以便進行長期專案。它應當認識到,研究調查的自由必須得到維護,把對政策、人員以及研究方法和範圍的內部控制留給進行調查的機構。它應該對總統負全部責任,並通過總統向國會提出其計劃。

2021年的美國創新與競爭法案與Vannevar 的報告所提出方法並不相同:資助「應用」與「基礎」的不同

1942 年,美國參議員Harley Kilgore (1893–956)倡議建立一個聯邦行政機構,來指導科學研究,為國家謀福利,並於各區域中心分配資金。當時Vannevar Bush反對Harley Kilgore的意見。從前面提到的報告中,我們知道Vannevar Bush認為科學研究應該由科學家自己主導,他給總統的報告中認為,政府應該資助科學基礎研究,與其將這項研究引向滿足社會需求,不如尋求推動科學本身的發展。當年Vannevar Bush的意見獲得總統的支持。創建於 1950 年的美國國家科學基金會 (NSF) 在很大程度上遵循了他制定的原則。

參議院最近通過的美國創新和競爭法案,雖然原法案以Vannevar Bush的報告命名Endless Frontier Act,但這法案已非Vannevar Bush當年鼓吹以基礎科學研究為重心,反而實際上使美國的科學政策朝著更加Harley Kilgore 的想法發展。該法案列出了人工智能、生物技術和先進材料科學等十大「關​​鍵技術重點領域」,新的研究資金將用於這些領域,且它為遍布全國的區域技術中心分配資金。法案的目標很明確:用政府的力量促進科學應用發展,以增強美國在全球經濟中的競爭優勢和領導地位。


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