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美国科学250年：从技术海盗到科学强国


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2026-07-11 10:11·河南·《DeepTech深科技》官方网易号

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2026 年 7 月 4 日，美国独立 250 周年。《科学》（Science）杂志为此推出专刊，总编辑 H. Holden Thorp 在卷首语里写了一句话：“信任来自于说到做到，而且做得好。”六位学者从曼哈顿计划写到硅谷崛起，从被奴役者的农业贡献写到优生学的阴影，试图在庆典的气氛里做一次坦诚的回望。这组特刊提供了六个精彩的历史横截面，但它没有回答一个纵向的问题：这套让美国成为科学霸主的体制，到底是怎么一步步建起来的，以及，它现在正在经历什么。这篇文章试着从外部把这条线串联起来。

1876 年 5 月 10 日，费城世博会开幕，时任美国总统格兰特和巴西皇帝各拉动一根操纵杆，启动展馆中央那台 45 英尺高、1,400 马力的 Corliss 蒸汽机。当天近 19 万人入场，欧洲记者写满了惊叹。一个一百岁的国家，已经能造出世界上最好的机器了。

但惊叹之下是一个尴尬的事实：这个国家几乎没有科学。20 年后，诺贝尔奖开始颁发，全世界的物理学和化学爆发式前进，美国人几乎缺席。1901 年到 1919 年，美国总共拿了 2 个科学类诺贝尔奖，占同期的 3%，德国拿走了三分之一。



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图丨Corliss 蒸汽机（来源：Wikipedia）
这也不奇怪。建国头一百年的美国，在技术上是个理直气壮的抄袭者，而且抄得有法可依。1789 年，21 岁的英国青年 Samuel Slater 伪装成农场工人偷渡到美国。他在 Arkwright 水力纺纱工厂当了近七年学徒，将整套机械的细节都记在了脑子里。要知道，彼时英国法律禁止纺织机械和图纸出境，也禁止技工移民，违者没收财产加监禁一年，而他就这样通过肉身将“图纸”带到了美国。

次年，他凭记忆复刻的纺纱机在罗德岛纺出了美国第一批机纱。此后多年，他的英国老家都叫他“叛徒 Slater”，而在大洋这边，美国总统杰克逊却于 1833 年登门探望病中的他，当面称他“美国制造业之父”。

在 Slater 个人的“叛国”之举背后，实际上是一个制度性的动因。1793 年修订的美国专利法明确规定，只有美国公民可以申请专利。1836 年修改后虽然允许外国人申请，但向英国人收取 500 美元申请费，同期美国公民只需 30 美元，差了将近 17 倍。前者恰好是当时英国本国专利费的水平，等于把英国挡自己平民的门槛原样搬来又对付英国人。

版权法更是直接：1790 年起只保护本国公民和居民，翻印外国作品完全合法。美国出版商大量盗印英国畅销书，狄更斯的小说在美国卖得很好，但他几乎分文未得。1842 年他亲赴美国巡回演讲呼吁国际版权保护，在波士顿的宴会上刚开口提“International Copyright”两个字，就被美国报界围攻，骂他“见钱眼开的小人”（mere mercenary scoundrel）。直到 1891 年《国际版权法》（Chace Act）通过，外国作者才在美国获得版权保护。

但光靠“做海盗”很难发展成为科学强国。还是 1876 年，贝尔 3 月 7 日拿到电话专利，爱迪生同年在新泽西建起了通常被认为是世界第一个工业研究实验室的门洛帕克，八年产出 400 多项专利。

同年 2 月 22 日，一个叫约翰霍普金斯的贵格会商人把 700 万美元遗产一分为二，一半建大学一半建医院，全盘照搬德国海德堡的研究型大学模式。这 700 万美元折合今天约 1.66 亿美元，大致相当于一栋大学实验楼的造价，但它建起了美国第一所研究型大学—约翰·霍普金斯大学。不过有大学和实验室不等于有科学，此后又过了三十年，美国培养出的物理学博士仍然屈指可数，年轻学者要做前沿研究还是得去哥廷根和剑桥。



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图丨约翰霍普金斯医院（来源：Abound）
那么，美国究竟是怎么从这样一个后发国家，变成后来拿走全球四成科学诺奖的主导者的？在很大程度上，这要归功于四次无法复制的历史馈赠。

恐惧成为动力，流亡者上门

第一次馈赠来自纳粹德国。1933 年 4 月，纳粹颁布法令清洗大学教职员，被赶走的物理学家只占德国物理学界的 15%，却贡献了这个领域 64% 的引用量，等于纳粹亲手驱逐了自己最好的头脑。此后十余年，约 3,000 名学者被逐出德国，其中约 2,000 人最终落脚美国。爱因斯坦 1933 年 10 月抵达纽约，进了普林斯顿高等研究院。

不过要说明的是，“美国张开双臂欢迎”是后来的美化：纽约的流亡学者紧急援助委员会收到约 6,000 份求助，十二年间只直接资助了 335 人，真正接住这批人的，是全国各地大学一个一个的教职聘任，而非任何系统性政策。美国并没有敞开大门，它只是没把门关死。在那个年代，这就够了。

第二次馈赠是战争本身。曼哈顿计划动用 50 多万人力、约 20 亿美元联邦资金（当时币值），三年内把最前沿的理论物理变成了工业规模的生产。比原子弹更持久的遗产是一份报告：1945 年 7 月 5 日，战时科研机构负责人万尼瓦尔·布什（Vannevar Bush）把《科学：无尽的前沿》呈交杜鲁门，确立了一个运转至今的契约：联邦政府出钱，同行评议分钱，大学自主花钱。五年后国家科学基金会成立，契约有了正式的执行机构。



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图丨万尼瓦尔·布什（来源：WikiPedia）
容易为外界所忘记的是，在此之前，美国联邦政府几乎不为基础科学花钱，爱迪生的实验室是私人的，贝尔实验室属于公司，大学靠捐赠过日子。“政府应该资助好奇心驱动的研究”，这个今天看起来理所当然的观念，在美国 250 年的历史里只存在了 80 年。

第三次馈赠是冷战。1957 年 10 月 4 日，苏联发射斯普特尼克卫星，美国在随后一年里的反应又快又猛：先后成立 ARPA（高级研究计划局）和 NASA，并通过《国防教育法》，拨款超过 10 亿美元资助理科教育和研究生奖学金。这部法律同时暴露了美国科学政策的另一面：受助学生必须宣誓不支持以非法手段推翻美国政府。到 1962 年，153 所院校公开抗议，一批名校干脆拒绝参加贷款项目，条款在肯尼迪任内被废除。科学动员和忠诚审查，从来是同一枚硬币的两面。

第四次馈赠是 1980 年的制度转折。这一年密集发生了四件事：6 月，最高法院裁定基因工程改造的微生物可以获得专利；10 月 14 日早晨，Paul Berg 因重组 DNA 研究获得诺贝尔化学奖，而就在同一个上午，把这项技术商业化的 Genentech（基因泰克）完成了历史上第一笔生物技术 IPO，股价一小时内从 35 美元冲到 88 美元；年底前，斯坦福和 UCSF 拿到 Cohen-Boyer 重组 DNA 专利，时任美国总统卡特签署《拜杜法案》，大学从此可以保留联邦资助研究成果的专利权。一年之内，从实验室到专利再到资本市场的整条链路被彻底打通。

但把一切归结于运气是另一种偷懒。四次馈赠解释了资源和人才为什么到来，却解释不了它们为什么留下并持续增值。留住它们的是一套同期建成的制度基础设施：从霍普金斯模式扩散开的研究型大学体系，终身教职对学术自由的刚性保护，《科学：无尽的前沿》确立的同行评议竞争性拨款机制，允许外国博士毕业后留下工作的签证通道，以及拜杜法案之后遍布各州的技术转让办公室和围绕大学生长出来的风险投资网络。

这每一项制度背后都有漫长的立法博弈和反复试错。纳粹赶走的物理学家如果落脚其他地方，他们可能就无法产生同样的影响，因为那里没有能接住他们的大学和实验室体系。馈赠是必要条件，制度才是充分条件；前者靠运气，后者靠建设。

这套体系的峰值出现在冷战最紧的年份：1964 年，联邦研发经费占 GDP 的 1.86%，占全国研发总投入的 67%；到 1990 年代，美国科学家拿走了全球约三分之二的科学类诺奖。这些数字容易造成一种错觉，仿佛美国科学是一个自我驱动的体系。可拆开看，联邦大规模资助基础研究 1945 年才开始，至今不过 80 年，而支撑它的战争、冷战恐惧和移民潮，每一样都是不可复制的历史条件。

在失去这些条件之后，退潮很快到来。到 2023 年，联邦研发经费占 GDP 的比例已经从 1.86% 的巅峰值一路滑到 0.62%，在全国研发投入中的份额从 67% 跌到 18%；同期企业的份额从 31% 升到 75%，两条曲线构成一个干净的镜像反转。美国研发总投入在 2022 年创下历史新高，占 GDP 约 3.4%，但推动它上涨的是企业的商业开发支出，而不是联邦的基础研究，也就是说美国的研发投入又在从公共品变回商品。

而回头看，联邦当年愿意为好奇心买单，靠的也从来不是觉悟，是恐惧：先是希特勒，后是苏联和那颗卫星。当敌人消失、恐惧退潮，纳税人为什么还要为纯粹的好奇心买单？美国似乎并没有真正回答过这个问题，只是靠惯性继续拨款。

惯性维持的不只是预算，还有另一台引擎：人才管道。今天美国计算机科学博士里 61% 持临时签证，中国籍和印度籍博士毕业五年后留在美国的比例分别是 83% 和 86%（数据截至 2023 年）。这条管道比联邦预算更隐蔽，也更关键，经费砍了可以恢复。但“全世界人才的默认目的地”这个身份，一旦动摇，恐怕很难恢复。

预算保住了，系统却慢了下来

2025 年，这个体系开始被正面攻击。白宫的 2026 财年预算提案下手极重：NIH 削减近 40%、27 个研究所合并成 8 个，NSF 削减 57%，NASA 科学任务局削减 47%，全球媒体几乎都用上了“毁灭性打击”这类标题。但结果出乎多数人预料：2026 年 1 月和 2 月国会通过的拨款法案，几乎推翻了全部削减，NIH 预算反而增长 0.9%，NSF 只减 3%，NASA 科学任务局只减 1.1%。白宫的电锯，没有得到国会的配合。

表面上看，美国科学在 250 周年这个节点是安全的，但真正的威胁不在预算数字里。账面拨款基本没动，实际发出去的钱却在锐减：截至 2026 年 3 月，NIH 新发放的竞争性资助比 2021 年至 2024 年同期均值少了 74%，NSF 的授奖量只有去年同期的一半。43 天的政府停摆、打不完的官司、管理层空缺、白宫要求多年期经费一次性拨付，这些摩擦叠加在一起，让一套账面完好的体系实际上已经转不动了。

人才管道同时在收缩：2025 年秋季新入学的国际学生下降 17%，研究生下降 12%，都是新冠以来的最大跌幅；F-1 签证签发量同比下降 36%；新的 H-1B 申请附加 10 万美元费用，法院已判它违法，理由是这笔钱实质上是只有国会才有权开征的税，但上诉期间照收不误。

与此同时，欧盟发布了“选择欧洲做科学”计划，拿出 6 亿欧元吸引流动中的研究者，ERC（欧洲研究理事会）把迁欧研究者的安家补助翻倍到 200 万欧元。CNN 的统计显示，2024 年初以来至少 85 名在美科学家全职加入了中国科研机构，其中过半在 2025 年。

不过要注意的是，这些数字也有待校准。“85 名在美科学家全职加入中国机构”覆盖的是 2024 年初到 2025 年 9 月，平均一年也只有四五十人；ERC 2025 年高级资助里，欧洲之外的获奖者一共 13 人，美国占 9 人。这都谈不上大规模流动。真正的问题不在于有多少人离开，而在于有多少人不再来。下降的 17%，要到十年后才会在论文和专利的署名里显形。

而攻击还在继续。2026 年 4 月白宫发布的 2027 财年预算提案，几乎是前一年的复刻：NSF 砍 54.5%，NIH 砍 13%，NASA 科学任务局再次被提议砍 47%。但这一次，众议院初步审议给了不同的信号：NSF 减 20%，NASA 科学减 17%，国会也已不再全额护盘了。

回到文章开头提到的那台震惊欧洲的 Corliss 蒸汽机，在 1876 年展会结束后，它被商人 George Pullman 买去驱动他在芝加哥的工厂，运转到 1910 年，最后当废铁卖了。美国的科学体制当然比一台蒸汽机复杂得多，但有一点相似：让它运转需要精确的条件，停下它只需要切断动力。过去 80 年里，这套体系的动力源一直在更换，从战争到恐惧，从恐惧到惯性，如今惯性也开始不足，却没人知道，下一种燃料该是什么。

参考资料：

1.https://ncses.nsf.gov/pubs/nsf25334

2.https://www.statnews.com/2026/03/17/nih-grant-funding-slowdown-new-awards-training-grants/

3.https://jm-aq.com/congress-rejects-cuts-to-nih-increase-budget-for-fy26/

4.https://www.science.org/content/article/nih-likely-award-fewer-grants-it-races-spend-2026-budget

5.https://www.forbes.com/sites/annaesakismith/2025/11/17/new-international-student-enrollments-in-us-slid-17-this-fall-survey-shows/

6.https://www.science.org/doi/10.1126/science.aek0783

7.https://www.science.org/content/article/slasher-sequel-trump-again-proposes-major-cuts-u-s-science-spending

运营/排版：何晨龙

注：封面/首图由 AI 辅助生成








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