7月17日星期四,四位科學專家在美國參議院商業、科學和運輸委員會舉行的“聯邦研究組合:利用研發投資”聽證會上擔任證人。聽證會審議了聯邦政府在研發(R&D)中的作用,以及國家 STEM 教育和推廣舉措。
在國會聽證室出席會議的有《大眾科學》主編兼高階副總裁瑪麗埃特·迪克里斯蒂娜;計算機科學家、谷歌互聯網布道者、網際網路之父之一的文頓·G·瑟夫;前白宮科技政策辦公室主任尼爾·F·萊恩;以及卡內基梅隆大學統計學和社會科學教授斯蒂芬·E·費恩伯格。
認識到對科學技術進行長期投資的必要性,國會通過了 2007 年和 2010 年的《美國競爭法案》,以大幅增加聯邦研發預算,促進 STEM(科學、技術、工程和數學)教育,並支援經濟增長所需的創新。
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以下是瑪麗埃特·迪克里斯蒂娜書面證詞的全文。
尊敬的參議院商業、科學和運輸小組委員會成員,感謝您今天給予我特權,就科學和科學教育的重要性向你們講話。
我叫瑪麗埃特·迪克里斯蒂娜,我是美國曆史最悠久、持續出版的雜誌《大眾科學》的主編兼高階副總裁。它成立於 1845 年,美國工業革命時期。為了促進創新,《大眾科學》於 1850 年開設了美國專利局的第一個分支機構。電報發明家塞繆爾·莫爾斯和縫紉機發明家伊萊亞斯·豪等科學家和發明家曾參觀過該辦公室。托馬斯·愛迪生向編輯們展示了他的留聲機。他問他們:“你們覺得這個會說話的盒子怎麼樣?”阿爾伯特·愛因斯坦曾為《大眾科學》撰寫文章,超過 150 位諾貝爾獎獲得者以及許多白宮頒發的國家科學技術獎章獲得者也曾為該雜誌撰稿。
儘管雜誌名稱如此,但它並非針對科學家,儘管我很高興其中一些人也在閱讀它。商業領袖佔其印刷版超過 350 萬、線上版超過 600 萬的讀者群的 50% 以上,近 20% 是 C 級高管,他們希望透過科學來發展他們的業務。在 MRI 衡量的 200 個標題中,它在“有影響力的人”中排名第六。教育工作者、學生、政策領導者和科學愛好者閱讀《大眾科學》,以獲取創新見解。
與此同時,《大眾科學》始終肩負著分享科學價值和奇蹟的教育使命。1845 年的訂閱費為每年 2 美元,但在第一期中,編輯們承諾它“在學校教育中的價值是其成本的五倍”。該雜誌詳細介紹了贏得第一次和第二次世界大戰的研究和技術、45 年前昨天將美國人送上月球的偉大太空競賽、計算機科學和電子學的興起,這些如今已經改變了我們在現代世界中的生活,以及其他事項。
科學是人類繁榮的引擎。經濟學家表示,自第二次世界大戰以來,美國經濟增長的三分之一到一半是基礎研究的結果。將我們帶到這座大樓的汽車和火車,我們都攜帶的智慧手機,我們用來執行這個會議廳照明的能源,我們穿的衣服,我們吃的食物:所有這些東西都是透過我們稱之為科學的過程開發的。在今天我們享受的便利存在之前,研究人員必須開創為這些應用提供堅實基礎的基本概念——而且他們的開創性工作並不一定知道會走向何方。例如,我知道愛因斯坦在一百年前制定他的相對論時並沒有考慮我們從智慧手機中的 GPS 中獲得的便利。但是,瞭解時空如何運作有助於使我們從軌道衛星進行的測量準確。
出於所有這些原因,我們需要將為科學基礎研究以及 STEM 教育和公眾推廣提供穩定和足夠的支援作為國家優先事項。我們需要對國家的持續未來福祉採取長遠的研發投資觀,就像我們需要在他們的 K-12 職業生涯中培養、教育和激勵我們的孩子,以便他們能夠在競爭日益激烈的全球市場中取得成功。成功的基礎研究需要認真細緻的工作和耐心。典型的資助撥款期限為五年。執行實驗、收集資料、正確分析資料並確認研究結果需要時間。正確地進行基礎研究也意味著要追隨人類的好奇心,並探索可能沒有立即明顯的答案或應用的問題。
但我們自己的美國聯邦投資記錄表明,在研發方面的穩定投資與我們在創新和經濟增長方面的成功之間存在重要關係。例如,《研發雜誌》確定的 1971 年至 2006 年近 100 項頂級創新中,美國聯邦資助是近 90% 的關鍵。能源部的聯邦資助導致了諸如讓我們享受 DVD 的光記錄技術;幫助我們在世界各地傳送資訊的通訊衛星、現代淨水系統和超級計算機等創新。美國國家科學基金會為幾個學生提供的資金資助了谷歌,以及在生物技術、先進製造和環境資源管理等行業中使用的新技術。國防高階研究計劃局的基礎研究促成了 GPS、網際網路和 iPhone 上的 Siri。這很容易一直說下去。
我們成功解決當今國家面臨的許多關鍵問題,從確保我們的能源安全到提供健康的食物到治癒疾病的醫學進步,再到我們如何在有限的世界中生活得更好和可持續,將取決於基礎科學研究帶來的創新。
基礎研究也提供了良好的直接投資回報。例如,研究公司 Battelle Technology Partnership Practice 的一份報告估計,1988 年至 2010 年間,聯邦政府對基因組研究的投資產生了 7960 億美元的經濟影響,而 1990-2003 年間在基因組計劃上花費了 38 億美元。這相當於每投資 1 美元的回報率為 141 美元。
因此,今天我們正在受益於過去的研發投資。但我們的卓越地位需要不斷警惕。根據國會預算辦公室關於研發和生產力增長的報告,美國在全球研究中仍然占主導地位,但自 20 世紀 80 年代以來,我們的投資在實際美元方面已經趨於平穩和下降。由於基礎研究需要很長時間,因此,預算削減將在未來幾年內影響因受阻和取消工作而取得的進展。與此同時,中國等國家正在迅速追趕我們。根據 Battelle 和《研發雜誌》的 2014 年全球研發預測,今年早些時候,中國的 GDP 投資率超過了歐盟 28 個成員國,並且有望在略多於 5 年的時間內超過美國自身。根據世界銀行的資料,日本、丹麥、芬蘭、德國、以色列和瑞典在研發方面的 GDP 支出比例已經高於美國。德國促進經濟增長的策略是增加投資,自 2005 年以來將其聯邦支出提高了 21%。這些投資在德國 2010 年 3.6% 的增長率中發揮了重要作用,而美國同期的增長率為 2.9%。
教育中的 STEM 管道對於經濟福祉也至關重要。未來十年增長最快的 20 個工作崗位中有 17 個與 STEM 相關,我們領先的科技公司在努力填補必要的職位空缺時經常面臨挑戰。
因此,基礎研究有助於我們的福祉、國家的經濟增長和創造就業機會。由於數字平臺,它也越來越能激勵公眾,他們現在可以直接參與其中。儘管關於名人的頭條新聞並沒有顯示這一點,但我們在《大眾科學》深知基礎研究如何吸引了公眾的想象力。讓我們看看草根層面。我們看到數十萬人參與到公民科學和創客運動中,熱情高漲。公民科學家是像你我這樣的人,他們可以透過觀察或其他方式幫助科學家進行基礎研究。例如,Zooniverse 網站讓任何人都可以從 NASA 影像中編目天體。Zooniverse 有超過一百萬名志願公民科學家!《大眾科學》自己的 Whale.FM 公民科學專案讓您可以匹配鯨魚歌曲的片段,在兩個月內編目了超過 100,000 個這樣的叫聲,相當於實驗室研究人員幾年的工作量。志願者使用 FoldIt 蛋白質摺疊線上遊戲最近解決了一個困擾 HIV 研究人員 15 年的難題。創客運動如此盛行,以至於美國科學與技術政策辦公室正在舉辦創客博覽會活動。
為了從另一個角度看待基礎研究的價值,我想請下一代的一位成員發言。我告訴我的大女兒塞麗娜,她計劃攻讀計算機科學和平面設計雙專業,我將談論這個話題。我問她,她會如何解釋為什麼科學很重要?我該如何解釋它的重要性,我問她?
“這很容易,媽媽,”她對我說。“它是萬物的基礎。”
事實就是如此。科學不是一套事實或已傳承下來的既定智慧。它是一種創新和進步的系統,也是人類迄今為止追求真理和理解世界如何運作的最佳發明。它可以推動我們作為一個國家的經濟增長,併為我們的年輕人形成在競爭激烈的全球市場中發展的道路。而且科學可以激發我們的想象力。
它可以激發我們國家和我們自身的最佳一面。這就是為什麼基礎科學研究需要我們堅定不移的承諾和投資。感謝您的關注。
