樊春良
中国科学院科技战略咨询研究院研究员，中国科学院大学教授
1945年7月，在第二次世界大战即将结束之际，范内瓦·布什的《科学：无尽的前沿》发表，这份报告是应罗斯福总统的要求而写的。在雷达、青霉素以及随后的原子弹在二战中向世人展示它们的决定性作用的时刻，这份报告把发展科学技术作为美国战后建设的一个核心任务提出，为战后美国科学技术的发展指明了方向，成为美国科技政策的蓝图和里程碑。76年来，这份报告成为无数研究、报告、分析、解释和评论的主题，有人甚至把它比作科技政策的圣经，它的理念和思想影响着美国科学技术的发展，成为美国科学界的精神财富和共同语言。每当美国科学技术发展遇到关键的挑战和危机时，人们总是会提起和引用这份报告，汲取新的思想力量，应对危机和挑战。最近的一个例子是，2020年5月21日，美国两党两院四位议员联合提出《无尽的前沿法案》（Endless Frontier Act），提出采取新的措施使美国到21世纪中叶仍然保持世界头号科学技术强国的地位。这份报告是我们认识和理解美国科技政策和科学技术发展的一个视角，它所论述的问题（科学与国家目标，政府在科技发展中的作用，基础研究的作用，科学人才的培养，自由探索精神等）具有普遍性，超出了美国国界，对世界上其他国家的科技政策也产生了很大的影响。
可以从三个层面认识布什报告：（1）战略层面：科学技术在国家发展中的地位和作用；（2）政策层面：政府在科学技术发展中的角色和职责；（3）关于科学和技术的具体论述，如基础研究。在76年的发展中，布什报告的战略性和关键政策思想始终保持着强大的生命力，一些具体论述则得到不断修正和更新。
作为边疆的科学美国的发展伴随着一批勇敢的拓荒者对未知疆域的不断开拓，“边疆”在美国的实际发展和思想史中具有重要的地位。
美国早期的发展史是边疆不断扩展的历史。在向西部扩展的进程中，殖民者逐渐摆脱了欧洲的影响，形成了美国的特征和生活方式。边疆的推进让美国成为各民族的大熔炉，促进了美国的社会发展和民主进程。向西部边疆的推进，不仅通过获得自然资源、军事安全、新的社会——文化空间和未来发展的可能性，推动了现代美国的发展，而且赋予“边疆”象征性的含义。历史学家特纳提出了著名的边疆假说（Frontier Thesis），认为美国的进步是与边疆联系在一起的，边疆是美国进步的象征，包含地域扩展、文化演进和民主形成，构成了一个蕴含丰富想象和意义的隐喻词语，远超“边疆”一词的客观描述。特纳论点强调边疆在美国传统中的重要意义，成为许多美国人看待美国社会进步的一个视角。
边疆的思想在二战期间与科学技术联系到了一起。1944年11月，在欧洲战场取得决定性胜利之后，罗斯福总统给时任科学研究与发展办公室负责人的布什写信，要求就如何把战时的科学技术经验用于即将到来的和平时期提出建议。在提了四个问题之后，罗斯福写道：“我们的面前是各类思想的新前沿，如果我们以应对这场战争所用的同样眼光、勇气和干劲去开拓，我们就能创造更为充分更加丰富的就业机会和生活。”
布什的报告完全响应了罗斯福的要求。布什赋予这份报告一个富有想象力的题目——《科学：无尽的前沿》，展现了科学的前景——作为“无尽的前沿”的科学将会取代美国西部物理上的边疆，成为国家经济发展、提高生活标准和推动社会变化的新动力。“政府应该鼓励开辟新的边疆，这已成为美国政策的一部分。它为快船打开了海域，为开拓者提供了土地。虽然这些边疆或多或少已经消失了，但是科学的边疆仍然存在着。应该使这些新的边疆变得容易接近而由所有的美国公民来发展它，这是和已经创造出合众国伟大形象的美国传统相一致的。”
布什在呈送函中回应罗斯福：“开拓精神仍旧在这片国土上激荡。开拓者掌握着完成任务的工具，而科学则为开拓者提供了大片尚未被充分开发的腹地。这样的探索对国家和个人都大有裨益。无论是对保证我们国家的安全、保障民众的健康，还是对创造更多的工作岗位、提高生活水平以及实现文化进步而言，科学都是其中至关重要的一环。”
这样，科学成为美国发展的新边疆，与美国边疆的传统和意义接续，获得正当的合法性，成为推动美国进步的一个动力，成为美国战后战略计划的重要部分。
科学技术成为美国的新边疆，创造美国的新边疆成为美国政府支持科学技术的一个常用修辞。肯尼迪总统把空间探索称为美国的新边疆。乔治·布什总统在1992年说道：“在很多方面，对于科学和技术的投资反映了根深蒂固的美国观念——创造美好未来的可能性，同心协力，那个美好的未来——无尽的边疆——就在我们面前。”
布什报告的思想和影响《科学：无尽的前沿》一出版，迅速受到媒体的广泛支持和赞扬，超越了党派、地理和意识形态的局限。布什报告提出的计划随后成为战后美国科学政策的基石，达到了一种“永恒的、抽象的”境界。
布什报告之所以取得成功，有三个因素：一是题目抓住了美国人的想象力；二是直接针对美国人最关心的问题（抗击疾病、就业和国防等）提出公共资金支持科学的理由；三是提出了联邦政府新的责任。
布什报告基于战时美国发展科学技术的经验，针对刚经历大萧条痛苦和战争洗礼的美国人关心的问题说话。这份报告开头就说“战争期间在抗击疾病方面取得的进步依赖新知识的涌现”，接着举出科学征服疾病的各种例证，证明政府应该增加支持医学科学研究。布什还提到科学对于就业和国防的重要意义。这些都是政府和公众关心的话题。概括地说，这份报告有三个基本假设：（1）新的知识对于保证人民健康、国家安全和公共福利是必不可少的；(2)新的知识要靠基础研究，基础研究是一切知识的源泉，基础研究的发展必然会为社会带来广泛的利益；（3）科学共同体需要保持相对的自主性和探索的自由，以免受政治和其他利益集团的压力，保证科学知识的进展。据此，报告提出，政府应当承担起新的责任：促进新科学知识的涌现和培养青年科学人才。报告建议，建立一种能保证稳定长期计划、保障维护探索自由的独立的支持机构——国家研究基金会，专门支持科学研究工作和高级科学教育。布什把大学作为战后科学政策的中心：“首要的，正是在这些机构（大学）中，科学家可以工作在一个相对免于不利的惯例、偏见和商业需要的压力的环境中。它们提供了相当程度的个人思想自由……”
布什报告包含了几个重要的思想：（1）科学的社会契约思想。政府为科学家提供资金开展基础研究，保证科学家的自主性和探索的自由；科学家开展研究，研究的结果会带来经济和社会效益。换句话说，政府只要给科学家充足的资金和适当的自由，就会收获科学研究结果所带来的实际利益。（2）科学研究的自主性和探索的自由。这不仅是科学界的传统，也是战争期间科学研究与发展办公室的经验：由民间科学家自主管理。（3）基础研究的重要性。布什第一次把“基础研究”这个词带到政策界和公众面前，突出了基础研究的重要意义。
布什报告提出政府组织和支持科学研究与教育的设想，这在当时的美国是一项制度创新。要知道，在二战前，美国联邦政府并不把支持科学技术作为自己的责任，它对科学技术的支持都是作为实现政府目标的手段（如为支持农业发展而支持农业科学技术），并且没有长期性和系统性。在战后，科学界既担心联邦政府的支持是短暂的，又担心联邦政府的资助会伴随着干涉。布什提出的政府支持是一个“社会契约”方案：政府资助科学技术，特别是基础研究，主要通过对大学的资助实现，同时保持科学家的探索自由。
虽然范内瓦·布什关于建立单一的支持全国基础研究机构的组织设想并没有成功，但是其观点却取得了胜利。在二战后，联邦政府成为科学的主要赞助者，建立专门资助基础研究的国家科学基金会，与国防部、原子能委员会、农业部和国家卫生研究院形成支持科学技术发展的多元化机制。联邦政府支持科学技术的经费不断上涨，特别是1957年受苏联第一颗人造卫星斯普特尼克冲击之后，创立国防部高级研究计划署和国家宇航局，对研究发展的支持大幅上升，1957——1966年投资额达到美国历史上的高峰。科学家不仅有充足的经费，而且享受高度的探索自由。国防部等部门在大量的资助中并不干涉科学家的研究，而是鼓励科学家从事自己认为值得做的研究。正像布什提出的，这个科学体系应该与培养新的科技人员结合起来，产生基础的科学技术知识，把人才和知识作为副产品转移给企业，由市场决定它们的经济和社会用途。结果，政府对大学的多元化投资在尖端电子、空间技术和医药等领域形成了实质性的力量，产生了巨大的科技实力和经济效益。战后在联邦政府的支持下，美国大学迅速成为世界一流大学，而在二战之前，美国的大学研究还是第二位的。
在这份报告发表55周年、国家科学基金会成立50周年之际，国家科学基金会的管理机构——国家科学委员会（NSB）发表特别报告，指出：“《科学：无尽的前沿》并没有打算成为美国科学政策的蓝图。事实上，它的持久影响可以由这样的事实解释：它集中在关键的领域，并且令人信服地向前推进了它。这些思想中最持久的就是后来成为‘科学政策’的那类：研究的资助水平、资源、激励和优先设置，为科学与工程发展和使用人力资源。”
布什报告的不足和争议布什报告的观点在20世纪80年代以后开始不断引起争议和讨论。首先是对基础研究不考虑实用目的以及基础研究与应用研究分离和线性模型观点的争议。1986年，沙普利和罗伊出版了题为《迷失在边疆：美国科学和技术政策的偏离》的著作，认为联邦科技政策遵循布什报告，强调自主的基础研究，只是一部分内容，而应用研究、工程学、技术、科学教育以及基础与应用之间的相互联结被忽略了。他们认为，以上每一部分都是重要的，应该平等对待。他们进一步提出，基础研究不单单是没有指向的，还有有目标导向的基础研究。这之后，一些学者从不同的方面对布什的基础研究观点提出异议、批评和讨论。在对布什观点的批评和讨论中，产生了一些新的思想和观点。著名的有克莱因和罗森伯格提出的创新链式模型，该模型提出创新是一个发明、设计和生产相互作用的过程，科学只是一个因素；斯托克斯提出的著名的巴斯德象限指出，在纯基础研究（玻尔的工作）和纯应用的研究（爱迪生的工作）之外，还有一类研究是应用激发的基础研究，可以称作巴斯德象限的研究。之所以称作巴斯德象限，是因为巴斯德在生物学的许多前沿性基础工作上的动力是解决实际难题。根据科学研究的象限模型，必然引申出新的科学政策导向：重视巴斯德象限，即对应用背景引发的基础研究从政策、项目组织和社会评价上予以重视，建立科学与社会之间新的联系。对布什基础研究观点的讨论一直延续至今。2016年，哈佛大学教授文卡特希·那拉亚那穆提出版了《发明与发现：反思无止境的前沿》，批评线性模型，提出了发明-发现循环模型。
第二个有争议的问题，是科学的社会契约问题。这一问题的争议更多地来自政策界。在冷战前，基础研究在国家安全的保护伞下，科学的社会契约享有合法的地位，但随着冷战的结束，基础研究需要重新定向，为社会经济发展服务。政策界开始要求基础科学面向国家目标，解决社会相关的问题。也就是说，科学与社会的签约关系需要重新签订。基础研究与国家目标关系引起了激烈的、引人瞩目的大讨论，从乔治·布什政府的最后几个月开始，到克林顿执政最初的一年半达到顶峰。在这场讨论中，新的科学政策逐渐成形。1994年，白宫发表了《科学与国家利益》；1998年，美国国会发表了《开启我们的未来——走向新的国家科学政策》。这两份报告重新考察了在经济、政治和社会变化形势下的科学政策的关键文件，提供了一个新的转型时期美国科学政策的框架，核心的因素包括：科学为社会服务，保持对研究的投资，增强研究体系的活力，加强人力资源建设，强调公共投资的负责性，与全社会建立伙伴关系，加强国际合作。科学与社会的契约关系是一个发展的过程。美国学者罗杰·皮尔克2010年在《自然》发表的回顾《科学：无尽的前沿》发表65周年的纪念文章中写道：“单纯的言语（指新提出的各种基础研究概念）无法弥合科学家和政治家在追求研究方面的分歧：政府要求相关性，科学家希望自由。迄今为止，徒劳地寻求与当今需求相关性的言语，反映并强化了科学政策悬而未决的性质。《科学：无尽的前沿》发表已经60多年了，研究和政策已经发生转变。我们讨论的框架需要跟上。”
回顾起来，布什的论述有着历史情境的考虑，我们不能脱离时代背景去理解。例如，布什强调基础研究的重要性，强调基础研究没有特定的用途，是有他的针对性的。布什是一个工程师，而不是科学家。他显然知道基础研究与应用研究是不可分的，可是为什么他那么强调基础研究呢？布什的意图在于加强基础研究。二战之前，美国的基础研究很弱，政府也不支持。事实上，美国战争期间最突出的成就，如原子弹，基本上是基于欧洲人提出的科学原理。在从事原子弹研制的科学家中，大部分是在国外出生和受教育的，或者是在欧洲实验室中成长起来的。这次战争的经验使布什认识到战争期间产生的技术奇迹深深依赖于基础研究。通过二战，布什知道，工业界和军队都没有耐心和眼光支持“纯”科学的研究，但这两个领域都要依靠新的科学知识来刺激经济的增长和新武器的研制。布什一方面看到应把基础知识和应用知识结合起来，另一方面却相信战争已经耗尽了国家的基础科学，而美国实践文化更倾向于促进科学技术的应用而不是科学知识的创造，因此，必须大力加强和持续保障对基础研究的支持。而且，布什关于基础研究的论述在很大程度上是正确的。著名的科技专家哈维·布鲁克斯提醒美国人，放弃线性模型是个错误，它在一些标准下是有效的。
布什报告思想的持续影响布什在1960年《科学：无尽的前沿》第一次重印本的前言中这样写道：“这项工作代表了一群杰出科学家和其他方面学者的集体努力，他们把自己的特殊经验和知识用来解决战后科学研究发展计划的难题。”布什报告的思想反映了科学共同体的共识和精神，反映了科学研究和教育的一些本质特征。
冷战结束之后围绕布什报告的激烈讨论和争论，一方面让人们看到布什思想的不足，激励一些新的思想产生；另一方面，布什报告的基本观点得到重新确认。1994年的报告《科学与国家利益》首先充分地肯定了布什在1945年阐述的科学投资战略思想：科学是一种具有丰厚利润的、无尽的、可持续的资源，“政府应当承担起促进新的科学知识的产生和培育青年科学家的职责”。历经半个世纪，这句至理名言已得到一次又一次验证。对基础科学的回报是巨大的。“科学确实是一个没有止境的前沿……科学还是一个取之不尽的资源”。报告指出：科学不仅对布什报告中所指出的国家安全、经济繁荣和人民健康是重要的，而且对新的国家利益——环境也很重要；科学知识是实现国家目标的必要条件，不过布什报告隐含的线性模型不再有效，而基础研究、应用研究和技术发展之间存在着相互依赖的密切关系，任何一方面的进步取决于其他方面的发展。
2001年，美国发生“9·11”恐怖袭击，科技界积极响应国家向恐怖主义宣战的号召，迅速投入反恐和保卫国家安全的行动中。同时，美国许多联邦机构和部门纷纷采取关于反恐的科学技术行动措施。一系列新的技术很快研制出来，并用于反恐活动。一时间，反恐成为科学的“最后的边疆”。2002年4月11日，在“9·11”事件发生半年后，美国总统科学顾问、科技政策办公室主任、物理学家马伯格教授在美国科学促进会（AAAS）举行的第27届科技政策讨论年会上发表了题为“‘9·11’之后的科技政策”的演讲，他指出，科学技术应用于反恐非常重要，但用于降低恐怖袭击危险和后果的手段大部分已经内在地存在于今天可以利用的科学知识和技术能力中。马伯格指出，虽然反恐包含重要的研发成分，但一般来说这一成分不会成为科技发展的重要驱动力。他说，科学是以自身强有力的动力前进的，由此产生出解决诸多社会难题的方法，包括反恐。联邦政府对科学的支持必须首先以保持这一动力为指引，其次要抓住它为发现和改进人类条件所创造的机会。马伯格称这是“以科学为基础”的科技政策，它不同于“以问题为基础”的科技政策。科学具有先导性，它会沿着与任何社会目标都没有明显关系的轨道前进，但由它带来的新技术却对社会发展做出了巨大贡献。我们从马伯格这番讲话中再一次听到范内瓦·布什声音的回响。这种声音提醒美国人，越是关键或紧急的时刻，越需要看得更多、看得更远。
未来的边疆在哪里？进入21世纪，科学技术在美国政府中仍然有很高的地位。小布什政府虽然因在气候变化方面的退步和人类胚胎干细胞研究方面的保守而深受科学界和社会的诟病，但在信息技术、生物技术和纳米技术方面则保持强大的投入。也许很多人想不到，小布什政府时期是美国研发投入的第二个高峰期，仅次于20世纪60年代所谓的黄金期。奥巴马政府大为重视科学技术，奥巴马在未正式就职之前，就确定了总统科学顾问人选——在气候变化研究方面颇有建树的哈佛大学教授霍尔德伦，这是前所未有的。霍尔德伦在正式就职之前，在美国国会就科学技术政策做见证时提到了范内瓦·布什的名字，说正是麻省理工学院的布什关于科学技术发展的一系列建议为美国在二战中获胜起到了关键的作用。奥巴马总统的科技政策目标雄心勃勃。他竞选时承诺，在未来10年里把主要科学机构的研究预算翻一番。但实际上，除了第一财年（2009财年）美国在《恢复和再投资法案》的推动下，科研经费大幅上涨，其他年份经费并没有得到增加。奥巴马政府在气候变化和新能源方面推出了一些新的计划，加大了对“脑计划”的支持，提出精准医疗计划，在国家层面启动人工智能研发战略。奥巴马政府与科学界的关系进入一个新的和谐时期。
2016年11月9日，特朗普出人意料地当选为美国第45任总统。美国科学界与政府的关系由此发生了巨大的变化。特朗普政府一改往届政府对科学技术大力支持的立场，力图大幅削减科研经费，冷落政府中的科学家，否认国际科学界公认的气候变化。他迟迟不任命总统科学顾问，引起科学界的极大不满，以至于在2017年4月22日，数千名美国科学家在华盛顿冒雨举行“为科学的游行”，打出“科学使美国伟大”的标语。经过两年冲突，到2019年，科学界与特朗普的冲突得到缓和。2018年，美国推出太空、生物、网络等多项科技计划，12月通过《国家量子倡议法案》；2019年2月启动国家人工智能倡议。让科学界感到高兴的是，2018年8月，在经历了历史上最长的等待后，特朗普提名气象科学家德罗格梅尔担任科技政策办公室主任，2月11日，也就是国家人工智能倡议签署的同一天，德罗格梅尔在副总统彭斯的主持下宣誓就职，正式入职白宫。
2019年2月13日，德罗格梅尔选择在美国科学促进会年会上做了他的第一次公开演讲。他演讲的主题是“美国科学研究的未来”。他从范内瓦·布什的《科学：无尽的前沿》谈起。他说：“我选了一个与今天的主题明显相关的起点，这就是美国在二战结束前的状况。”德罗格梅尔称，他之所以喜爱这份报告，不是因为它是一个战略计划，而是因为它为美国创建了一个由三项支配性原则组成的战略框架：第一个原则是科学进步对于发展所有关键领域的新知识是至关重要的；第二个原则是联邦政府在资助基础研究方面应发挥独特的作用；第三个原则是，除了真正需要保密的信息，其他信息都应该公开。德罗格梅尔说，正是布什博士帮助设计的框架，使美国取得了迄今为止远远超过二战结束时的巨大成功。他用一系列数据说到美国研究事业的发展，赞扬私人企业对研发的投入后来超过了联邦政府。他说：“由私营部门资助的基础研究确实有大幅增长。2015年，私营部门为基础研究提供的资金超过了联邦政府，这在美国历史上是第一次。这不是因为联邦政府停止了对基础研究的资助，而是因为美国公司有创造的自由，有投资和探索新想法的自由。”他强调，这正是从布什的报告中得来的。
德罗格梅尔称，美国正在进入第二个伟大的英雄时代，正在进入新的科学和技术的边疆。他提出了所谓第二个英雄时代的三个支柱：长远规划、伙伴关系和环境研究。
这一番鼓舞士气的讲话，美国科学界有许多年没有听到了。德罗格梅尔满怀信心，谈他对未来的设想。然而，美国科学技术虽仍居世界第一，但已出现下滑趋势，不仅投入和产出的份额相对下降，而且在若干关键领域开始落后（如5G通信），美国科学界和政府对此都很焦虑。美国政府把中国作为一个主要竞争对手，设立种种限制措施。
美国科学界继续多年来对美国科学技术事业未来的思考和讨论。2020年2月26日，美国国家科学院、工程院和医学院召开纪念《科学：无尽的前沿》75周年研讨会——“无尽的前沿：下一个75年的科学”。与会者都认为，70多年来，美国在科学创新和研究方面一直处于世界领先地位，这在很大程度上要归功于布什在1945年的报告中提出的战略设计。但是报告中的许多方面不再有效，它奠定的结构性框架在2020年需要更新。从美国国内来看，研究资助，特别是政府对基础研究的资助正在减少，更集中在短期效果，联邦机构正在砍掉科学顾问组。国家、研究机构、科学共同体和公众如何响应这些变化，将决定美国的政治地位。从国际来看，全球更多竞争者开始出现。与会者谈到中国的发展，谈到中国一些促进科技发展的好的做法，也谈到美国科技发展的不足，认为中国已成为美国强大的科技竞争对手。对于限制美国与中国的合作，许多人感到很纠结：美国应该限制知识转移，还是继续合作？而合作是促进科学发展最有效的方式。大多数学者表示愿意与来自中国和其他国家的研究人员进行更多的合作。与会者对来美国的国际学生数量的下降表示忧虑。研讨会的与会者同意：美国需要一个长期的联邦科学计划、一个跨越未来许多届政府的计划、一个既具有保护性又具有雄心壮志的科学路线图。
2020年5月21日，美国参众两院提出《无尽的前沿法案》，提议在美国国家基金会设立技术学部，赋予它特定的使命和职权，提供1000亿美元用于战略性地推进科技研发，并拿出100亿美元用于在全国各地建立区域性技术中心，以启动新公司，重振美国制造业，创造新的就业机会，推动当地社区的发展。这一法案的目的是努力保持美国科学技术直到21世纪中叶在全球的领导地位。在目前美国民主与共和两党在许多重大议题持对立立场的政治环境下，这份两党、两院共同推动的法案格外引人注目。消息一出，立即引起美国国内外广泛的关注，2020年6月5日出版的《科学》杂志发专文评述了议案的影响。
提案者认为，当今美国科学技术的领导地位正在受到侵蚀，原因之一是美国虽然做出了许多具有潜在性的创新，但缺乏关键的公共投资以打造美国新技术的实力；如果在基础科学研究、教育和培训技术转让和创业等方面没有大幅增加投资，没有遍布全国的更广泛的美国创新生态系统，美国的全球竞争对手赶超美国只是时间问题。无论哪个国家在关键技术方面胜出，比如在人工智能、量子计算、先进通信和先进制造业领域，都会成为未来的超级大国。美国政府需要通过推动经济增长来促进美国的创新，加强新技术的发现、创造和商业化投资，以确保美国在未来工业中的领导地位。
《无尽的前沿法案》与布什报告的精神一致：科学技术的领先要靠政府的公共资金的大力投入。76年前，《科学：无尽的前沿》提出政府的公共资金要大力支持基础研究，支持科学教育，支持大学。如今，《无尽的前沿法案》提出政府的公共资金要支持关键技术领域的研发，支持区域技术中心建设，这超出了传统的美国政府资助科学技术发展的理念。
这是迈向新边疆的第一步吗？
（本文原刊于《科技中国》2020年第7期，略有改动）