在六月底舉行的首次“科學狀況”演講中,國家科學院院長瑪西婭·麥克納特警告說,美國正在將其全球科學領導地位讓給其他國家,尤其突出了中國。麥克納特是一位廣受尊敬的地球物理學家,她說,這種下滑可能會使美國更難維持其經濟實力和保護其國家安全。她還提出了扭轉這種衰退的臨時行動計劃。
6月26日的演講可以看作是美國總統國情諮文的科學平行版本,它來自最初受命為國家政府提供關於科學和技術的無黨派建議的機構負責人。它調查了當前科學領域的優勢和劣勢,並強調迫切需要一種新的協調一致的研究和開發方法。
“至關重要的是,我們要不斷地在各個場合強調[這個資訊],” 科學政策專家凱莉·沃利內茨說,她此前曾為白宮和國家衛生研究院提供諮詢。她指出,類似的觀點已經在政策制定圈子裡流傳了好幾年,但它們尚未在政府官員和公眾中獲得認可。
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在她的演講中,麥克納特列舉了一系列資料,表明美國科學正在衰退。例如,美國在被引用次數最多的科學論文中所佔份額正在下降,新藥和技術投放市場的速度在過去幾十年中趨於平緩。美國仍然是所有國家中研發支出最多的國家,但中國即將超過這些投資。中國目前提交的專利比美國多,並且在全球臨床試驗中佔四分之一以上,而2013年僅為3%。
麥克納特說:“美國科學被認為正在輸掉——並且確實正在輸掉——全球 STEM 領導地位的競爭。” 她認為,一個國家在科學方面的實力決定了其國防能力以及在國外傳播其價值觀的能力。
麥克納特認為,美國在創新和保持領先地位方面的失敗與其歷史背道而馳。在二戰後的幾十年裡,美國透過大力投資基礎研究和應用研究以及吸引外國人才,在科學領域取得了廣泛的卓越成就。國家科學基金會和 NASA 等具有里程碑意義的機構在此期間應運而生,美國在諾貝爾獎中佔據主導地位的模式也在此期間形成。
然後,隨著 20 世紀 80 年代聯邦投資的下降,科學領域變得更加複雜且難以協調。公司和慈善機構開始資助和進行更大比例的研發。這種轉變影響了要解決的科學問題、如何解答這些問題以及哪些形式的知識進入公共領域。麥克納特解釋說,私營部門傾向於追求更狹隘的應用利益,並對其發現保密。當公司接管整個領域時——就像他們對轉基因生物所做的那樣,並且目前正在對人工智慧這樣做——有時研究會以一種增加公眾對科學和技術不信任的方式向前猛衝,她指出。
20 世紀 80 年代,公眾的數學和科學水平也下降了,導致更少的美國人進入 STEM 勞動力隊伍。
在列舉了問題之後,麥克納特提出了建議的解決方案,描述了振興後的科學領域可能需要的條件。她沒有呼籲增加政府投資,而是專注於提高公眾對研究的支援——以及更廣泛的公眾參與——以及最大限度地利用現有的科學資金。
麥克納特強調,最重要的是改進 K-12 STEM 教育。按照國際標準,美國學生在科學方面的表現處於中等水平;他們在數學方面低於平均水平。她指出,外國出生的人在維持美國 STEM 實力方面發揮著關鍵作用,佔美國 STEM 勞動力的 19% 和 STEM 博士人口的 43%。麥克納特說,這是一個令人擔憂的原因,因為隨著其他國家崛起,美國將需要與它們爭奪人才。
麥克納特建議學校培養學生對科學與生俱來的好奇心,並利用人工智慧等技術來減輕教學負擔。她說,在大型課堂上,學生們常常被教導將科學視為事實的集合,而不是發現的過程。
她補充說,為了最大限度地提高當前研究投資的回報,美國可以從更多的協調中受益。歐盟和中國都有戰略研究願景,可以幫助他們實現具體目標。她說,美國可以制定這樣一個計劃,以彌補地方優先事項設定留下的差距。行業和大學可以建立夥伴關係,以促進研究並使學術界對所有背景的學生在經濟上更具可持續性。
國家醫學院常駐學者 E. Albert Reece 正在研究生物醫學研究領域面臨的挑戰,他說他協助的工作人員委員會也就是否要求增加政府資助進行了反覆討論,但最終認為最好是證明現有支援的優點。“我們需要證明我們正在用完所有可用的資金,並且正在取得進展,” 他說。“那麼,當我們稍後回來[要求資金時,聯邦機構]會喜歡這樣做。”
沃利內茨也認為,不呼籲增加資金的決定是一個精明的策略。“儘管持續增加對研究的投資至關重要,但這應該是一種實現目標的手段,” 她強調說。“第一步是:我們作為一個國家試圖創造的科學的宏偉願景是什麼?我確實相信,如果我們構建它,[投資者]就會來。”
她和其他人認為,現在是提出比麥克納特概述的那些更“激進”的想法的時候了。“就重塑科學領域的努力而言,我個人認為我們需要更快更強地前進,” Research!America 總裁瑪麗·伍利說。
伍利說,她讚賞麥克納特對戰略研究計劃和重振公共教育的強調,但她擔心後者方面的進展將需要付出巨大的努力,因為在全國範圍內進行系統性變革非常困難。2005 年,國家科學院釋出了一份關於 K-12 STEM 教育令人擔憂的狀況的報告,題為《超越匯聚的風暴》。五年後,作者更新了報告,並將新版本副標題為《迅速逼近五級風暴》。但伍利說,美國過去曾改進過教育系統,這讓她相信美國可以再次做到。
2022 年,國會通過了一項符合麥克納特許多建議的法律:《晶片與科學法案》。麥克納特稱該法規為“良好的開端”,它不僅承諾重振國產計算機半導體生產,而且還將在未來五年內投資 1700 億美元用於廣泛的研究資助,以及擴大 K-12、大學和研究生級別的 STEM 教育。然而,自透過近兩年以來,預算限制反而導致科學機構獲得的支援越來越少。
即將到來的總統選舉的結果也可能影響任何廣泛的聯邦科學計劃的未來。在過去的四年中,拜登政府適度增加了幾個科學機構的預算,包括國家衛生研究院和環境保護署。在前總統唐納德·特朗普任期的最後一年 2020 年,他提議大幅削減預算,儘管這些提議被國會駁回。
