7月17日星期四，四位科學專家在美國參議院商務、科學和運輸委員會舉行的“聯邦研究組合：利用研發投資”聽證會上作證。聽證會審議了聯邦政府在研發（R&D）方面的作用，以及國家 STEM 教育和推廣倡議。
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、谷歌網際網路福音傳道者和網際網路之父之一的溫頓·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。
為了認識到對科學和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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以下是尼爾·萊恩書面證詞的全文。
尊敬的洛克菲勒主席、排序成員圖恩和委員會成員：我很榮幸今天被邀請來這裡討論聯邦政府在研究方面的投資。我是萊斯大學的馬爾科姆·吉利斯大學教授兼物理學和天文學教授，還擔任萊斯大學貝克公共政策研究所的科學和技術政策高階研究員。在回到萊斯大學之前，我曾在克林頓政府期間擔任總統科學和技術助理兼白宮科技政策辦公室主任（1998年8月至2001年1月），以及國家科學基金會（NSF）主任兼國家科學委員會（當然）成員（1993年10月至1998年8月）。
我還很榮幸成為美國藝術與科學院院士，今天代表該院發表講話。美國藝術與科學院於 1780 年由約翰·亞當斯和其他學者愛國者創立，旨在鼓勵科學、藝術、商業和公共事務領導人之間的對話，它是一個獨立的政策研究機構，致力於研究對我們國家未來至關重要的複雜問題。透過其專案和研究，以及最近的《ARISE I》和《ARISE II》（《推進科學與工程研究》）報告等出版物，該學院致力於為緊迫的國家和全球問題提出切實可行的政策對策。
我特別榮幸能與洛克希德·馬丁公司退休的執行長兼董事長諾曼·R·奧古斯丁共同擔任美國科學院美國科學技術新模式委員會的聯合主席。該小組過去一年一直在努力制定政策行動建議，我們認為這些建議將有助於確保美國科學和工程研究事業的長期可持續性。雖然我今天的證詞總體上反映了該小組的結論，但我應該首先宣告，我的發言代表我自己的觀點，而不一定代表研究小組、美國科學院或萊斯大學的觀點。
研究在維持經濟繁榮中的作用
在 1988 年向全國發表的廣播講話中，羅納德·里根總統說，“雖然基礎研究並非以特定的實際目標開始，但當你回顧多年來的成果時，它最終會成為政府所做的最實際的事情之一……包括電視、通訊和計算機行業在內的主要行業，如果沒有從基礎研究開始的發展，就不會達到今天的水平。”許多總統——民主黨人和共和黨人——都強調了科學、工程和技術對國家在世界上的領導地位、經濟實力以及人民的福祉和繁榮的重要性。我想強調的是，在這種背景下，研究指的是所有領域——物理和生命科學（包括醫學研究、數學、計算機科學和工程）以及社會和行為科學。
正如里根總統和其他總統所認識到的那樣，幾乎每一項新技術都可以追溯到一項研究發現或一系列發現，這些發現通常是由那些不知道自己的研究如何幫助創造就業機會並在未來幾年甚至幾十年內以其他方式造福數百萬人的個人所做出的。如果期望在不投資研究的情況下繼續取得技術進步、經濟強勁、就業增長和其他公共利益，就如同在沒有原材料接收碼頭的情況下經營一家汽車工廠。
簡而言之，新知識和新技術是研究的產物，是當今加速發展的高科技、知識型經濟的命脈。如果美國要在這個新經濟中保持領先地位，就必須確保它擁有一支熟練的勞動力，特別是在 STEM（科學、技術、工程和數學）領域，以及一個與挑戰相匹配的強大的科學和工程研究事業。很明顯，在“機會之地”，教育以及科學和工程研究在經濟和美國人的個人福祉中都起著至關重要的作用。
這就是我們過去常說的“美國夢”。美國夢是一種民族精神，其基礎植根於機會：獲得一份高質量的工作和職業的機會、高質量的生活、高質量的教育，以及我們的孩子取得更大成就、過上更好生活的機會。它賦予了這個國家努力工作和決心的精神——如果你努力學習、努力工作並遵守規則，你就可以過上美好的生活。去年年底，我們失去了一位偉大的美國人和科學、工程和教育的捍衛者查爾斯（查克）·韋斯特，他從小在西弗吉尼亞州長大，後來成為麻省理工學院的校長，最近又擔任國家工程院的院長。查克經常談到自己實現了美國夢。在俄克拉荷馬州的油田長大，我也實現了美國夢，我的許多同齡人也是如此。但我們現在聽到的不多了。美國人的期望——以及美國人的希望和夢想——今天似乎不那麼雄心勃勃了，這應該讓我們感到害怕。沒有機會，美國夢就會褪色，隨之消失的還有我們作為一個國家認同感的關鍵部分。
確保所有美國人的機會將需要在教育和學習方面進行重大改進，尤其是在 STEM 領域，並建立強大的經濟。在經濟方面，研究表明就業增長與國內生產總值 (GDP) 之間存在很強的相關性——大規模創造就業機會需要增加國家的 GDP。包括羅伯特·索洛的諾貝爾獎獲獎研究在內的許多研究表明，在過去半個世紀裡，GDP 增長的主要驅動力是科學和技術的進步。鑑於目前科學、工程和技術進步的加速步伐，這種觀點很可能在未來幾十年內繼續成立。
然而，研究，特別是基礎研究，在國家科學和技術進步中的作用經常被低估。美國大學協會主席亨特·羅林斯指出，當今卓越的消費電子產品的基礎技術，包括 GPS、多點觸控螢幕、LCD 顯示器、鋰離子電池和蜂窩網路，都源於聯邦政府支援並在大學和政府實驗室進行的研究。當然，美國在這些領域處於領先地位，因為它擁有多元化的公司——大公司和小公司——它們願意承擔風險、嘗試新的創新實踐、投資於自己的研發需求並抓住新技術的機會。美國還有一個投資界願意幫助資助這些努力，並制定法規以確保市場上的公平競爭。但基礎研究（其中大部分由政府資助）對於培養一個富含新知識和新想法的生態系統至關重要，從而實現這些突破性成就。
其他在國際就業市場競爭的國家並未忽視美國經濟體系的力量及其大學、產業和政府在提高其有效性方面所發揮的作用。事實上，它們不僅試圖複製它，而且試圖改進它。頗具影響力的國家科學院報告《超越風暴》（及其更新版本1, 2）認為，美國並沒有競相迎接挑戰，而是允許自二戰結束以來一直為這個國家服務的非常成功的發現和創新系統萎縮。在一個高速發展且競爭激烈的世界中，這並不是成功的秘訣。
聯邦政府的作用
如果科學、工程和技術是經濟增長的關鍵驅動力（正如證據強烈表明的那樣），那麼衡量一個國家對其公民未來承諾是否充分的標準之一是其研發總投資佔 GDP 的比例，相對於競爭對手國家而言。美國在研發方面的總投資（1/3 公共投資，2/3 私人投資3）仍然達不到幾位美國總統所採用的佔 GDP 3% 的國家目標，即使美國的經濟競爭對手都在積極增加自己的投資。美國在經合組織國家中已跌至第 10 位（圖 1）。例如，中國的研發投資以高於通貨膨脹率的年均 8% 的速度增長，並且有望在短短 8 年內趕上美國。美國未能做出必要的研發投資，以保持其在全球工業和商業領域的領導地位。
圖 1。美國未能跟上競爭對手在研發方面的投資步伐。
在經合組織國家中，美國的國家研發投資佔 GDP 的比例（或研發強度）排名第 10 位。隨著中國的研發強度（紅線）以平均每年 8% 的速度快速增長，以追求全球公認的 3% GDP 目標，美國的投資（藍線）已經回落。按照這個速度，中國將在大約八年內在這個指標上超過美國。
資料來源：經合組織，《主要科學技術指標》，2013 年，國內研發支出佔 GDP 的百分比。網址：http://stats.oecd.org/。
這些令人不安的趨勢導致美國在投資方面與其為重奪全球競爭力、確保未來經濟強勁發展所需的投資之間存在差距。這種情況被描述為“創新赤字”4
當然，美國大部分創新和高質量就業機會都是由私營企業創造的。但企業依賴於持續不斷的新科學發現和早期技術，這些都來自聯邦政府對研究的投資，尤其是對研究型大學和國家實驗室開展的基礎研究的投資。與學術界和政府研究人員密切合作的企業，最能受益於及時將研究成果轉化為可銷售的應用，以及儘早接觸到主要在美國大學接受培訓的優秀科學家和工程師。
有些人可能會問，為什麼美國不讓其他國家為研究買單，然後簡單地將由此產生的發現應用於拓展市場並在我們自己的國界內創造就業機會？這種方法可能在過去對其他國家有效，但這並不是未來制勝的策略。鑑於當今技術創新的加速步伐，許多高管認為，在市場上落後一步就等同於失敗。英特爾公司退休執行長克雷格·巴雷特指出，該公司在財政年度末獲得的收入中有 90% 來自於該年初根本不存在的產品。5 如果沒有豐富的知識和發現基礎以及與行業的緊密聯絡，這樣的體系將無法運作。
有人表示希望，聯邦政府對研究投資的減少可以透過其他部門的投資增加來彌補。這種希望幾乎肯定會落空：企業越來越專注於應用研究和開發，認為他們不能將資金投入可能使其他公司受益的基礎研究；由於州政府的支援減少，公立研究型大學無法大幅增加研究投資；慈善組織和個人雖然是美國科學的重要且不斷增長的支援來源，但仍然只佔國家研究投資的一小部分。基金會每年在基礎研究上的支出約為 20 億美元。6 雖然這是一筆可觀的貢獻，但它僅佔國家基礎研究總支出的不到 3%。7
因此，在可預見的未來，聯邦政府仍然是基礎研究的主要支持者。因此，最近聯邦政府對基礎研究投資的減少，使美國面臨被其他在科學、工程和技術方面迅速發展的國家超越的危險。
要扭轉這一趨勢，必須實現兩個目標。首先，我們必須確保美國人民從聯邦政府對研究的投資中獲得最大利益，部分方法是加強政府、大學和行業之間的合作伙伴關係。其次，我們必須制定可持續的研究資助方法。
這兩個目標指導了美國科學院委員會的工作，我有幸與諾曼·R·奧古斯丁共同擔任該委員會的主席。我將簡要討論我們 23 位傑出的同事（包括諾貝爾獎得主、企業高管、大學校長和院長以及科學和工程領域的其他領導者）8認為近期必須採取哪些措施來實現這些目標。
確保美國人民從聯邦政府對研究的投資中獲得最大利益
正如我之前所論證的那樣，聯邦政府對研究的投資對於美國在科學、工程和技術領域的領導地位至關重要。但是，政府、行業和大學的許多現行政策和做法阻礙了這些投資的最有效利用。鑑於世界許多地區（尤其是亞洲）的技術進步步伐正在加快，因此需要迅速做出響應。所有部門都必須進行政策調整，以加速新知識的發現以及將新見解和工具轉化為技術創新，從而確保美國人民能夠享受到他們對研究的投資所帶來的好處。
首先，我們必須精簡那些管理聯邦資助研究的法規和做法，這些法規和做法增加了大學的行政管理費用，同時產生的效益卻令人質疑。要提高美國研究人員（尤其是大學的研究人員）的生產力，沒有比這更具成本效益的措施了。毫無疑問，聯邦政府有義務確保其提供給大學以支援其校園研究的資金用於預期目的，並確保研究實踐符合高標準的績效，因此，法規和行政政策是必要的。然而，許多法規和商業慣例是無效的，在聯邦政府的各個機構之間各不相同，並且對研究人員及其機構構成了不必要且代價高昂的負擔，這些負擔會產生降低研究生產力並迫使機構使用自己的資金來支付機構未資助的研究行政管理費用的意外後果。應審查整套相關法規和做法，目的是最大限度地提高聯邦研究投資的有效性。9
其次，各方必須共同努力，維護美國無與倫比的專家同行評審制度。競爭性的專家同行評審是確保卓越的最佳方式。因此，同行評審應仍然是聯邦機構用來做出研究獎勵決定的機制，並且評審過程和標準應由機構自行決定。在基礎研究方面，基於該領域專家的意見的科學價值應仍然是授予支援的主要考慮因素。這個系統已經成功使用了半個多世紀。沒有設計出更好的系統，尤其是在無法預測可能結果的基礎研究中。
第三，透過建立更強大的國家政府-大學-行業研究夥伴關係，可以更容易地實現聯邦研究投資的公共利益。其他國家認識到這種需求，並正在積極採取措施建立這種國家研究夥伴關係。然而，在美國，數十年來各個部門的政策和做法積累，以及各州優先事項的變化和不可預測的聯邦研究資助水平，正在使我們國家穩步落後。
1980 年簽署成為法律的《拜杜法案》（專利和商標法修正案）允許大學、小型企業和非營利組織在滿足一些條件的情況下，尋求對聯邦資助研究產生的發明的產權。這項具有里程碑意義的立法在將智慧財產權轉移到能夠從技術開發產品並將其推向市場的公司手中方面非常有效，並且使少數大學能夠從許可中獲得可觀的收入。然而，大多數大學發現，維持技術轉讓辦公室、申請專利和協商智慧財產權許可的成本超過了許可產生的收入。與公司的許可談判也可能對合作構成高門檻，通常會延遲或阻止技術向公司的轉移，並可能阻止其進入市場。這些現實促使許多大學重新考慮智慧財產權所有權的價值。一些大學正在試驗新政策，以加強智慧財產權向市場的轉移，並正在實施符合該政策的新型技術轉讓實踐。更多大學應率先進行此類試驗，應對試驗結果進行評估，以得出最佳實踐。隨著大學選擇對智慧財產權的處理採取更靈活的方法，公司應探索與大學建立更強大的研究夥伴關係，以實現互惠互利。
大學和公司領導層的合作將是推進這些改革的關鍵；而專業科學和工程學會將透過向其成員通報最佳實踐繼續發揮重要作用。聯邦政府應鼓勵大學探索這方面的措施，包括試驗創新技術轉讓模式，增強學生（包括博士生）早期接觸各種非研究職業選擇的機會，並增加大學研究人員與行業的互動。
結果可以是一個更豐富、更具創新性的研究環境，使所有參與者受益。加強大學-行業合作伙伴關係的機會從未像現在這樣好。
正如國家科學院、美國科學院、商業圓桌會議、總統科技顧問委員會 (PCAST) 和許多其他機構所建議的那樣，將研發 (R&E) 稅收抵免永久化，將為行業投資長期研究（包括與大學的合作研究）提供激勵。不這樣做會大大降低聯邦政府支援的學術研究可以為美國納稅人帶來的潛在利益。這一事實應該凌駕於任何維持現狀的論點之上。
包括 PCAST10 和國家科學院11,12在內的許多其他組織提出的另一項建議是，增加 H-1B 簽證的數量並調整影響外國出生研究人員的政策。來自世界各地的研究生在美國研究型大學尋求高等教育，不僅是為了他們接受的培訓質量，也是為了提升他們的職業生涯。由於這些原因和其他原因，如果給予機會，大多數才華橫溢的國際學生和研究人員都會留在美國。然而，對才華橫溢的科學家和工程師的國際競爭日益激烈。如果我們未能同時吸引
和留住最優秀、最聰明的科學家和工程師，我們不僅會面臨將美國企業家引導至海外尋求高技能工人的風險，還會進一步加劇目前美國研發和高科技製造業部門熟練工人短缺的現狀。
透過提供可持續的聯邦投資來確保美國在科學和工程研究（尤其是基礎研究）領域的領導地位
要重振美國作為一個國家的競爭力，就需要將聯邦資助的研究，特別是基礎研究，置於比過去二十多年更高的優先地位。在強調基礎研究的同時，我並非暗示聯邦政府在支援應用研究和開發方面的作用不重要——這些活動支援著許多聯邦機構的使命。但是，基礎研究通常是產生突破、改變正規化和引發技術革命的地方。導致電晶體和雷射發明的研究努力，並非源於嘗試設計更好的真空管或燈泡。
在1975年至1992年的18年間，儘管面臨包括1973年石油禁運、1979-1982年的大通脹以及冷戰最後動盪的幾年在內的嚴峻挑戰，聯邦政府對基礎研究的投資仍以年均超過4%的通貨膨脹調整增長率增長。兩黨在白宮和國會的領導人都能夠達成共識，即對研究的投資應該成為聯邦政府支援的特別優先事項。然而，近年來，美國的科研經費停滯不前。作為美國經濟產出的一部分，聯邦政府對基礎研究的支援實際上低於二十年前。
雖然我認識到在財政緊縮時期大幅增加聯邦研究經費的困難，但再次將研究經費置於可持續增長的道路上的緊迫性怎麼強調都不為過。對基礎研究的投資就是投資。美國在20世紀的經濟騰飛在很大程度上——甚至可能是主要原因——歸功於其在科學和工程研究方面的投資。基礎研究是推向市場的每一項新產品、每一種新的醫療裝置或藥物、每一種新的國防和太空技術以及許多創新商業實踐的基礎。鑑於世界許多地區，特別是亞洲的技術進步步伐正在加快，美國必須加快新科學知識的發現以及將這些知識轉化為有用途的步伐。
簡而言之，如果美國要繼續在提供這些益處方面保持領先地位，聯邦政府必須進行必要的投資。鑑於全球科學進步的快速步伐，現在不採取行動可能會使我們陷入無法恢復的境地。
結論
美國科學院的報告將於初秋釋出，該報告將概述一系列可以立即採取的具體行動，以實現我所描述的目標。我期待著與本委員會分享我們的想法。真正的進步將取決於公共和私營部門能否有效合作，支援一個協調一致的國家路線圖，以加強美國的科研事業，並在整個21世紀推動美國的創新。正如總統在今年的國情諮文中指出的那樣，“我們知道，今天全力投入創新的國家將擁有明天的全球經濟。這是美國不能放棄的優勢。”
我期待著回答你們的問題。再次感謝今天邀請我出席。
參考文獻
1美國國家科學院、美國國家工程院和醫學研究所。《超越集結的風暴：激勵和僱用美國人，以實現更美好的經濟未來》。 (華盛頓特區：國家科學院出版社，2007年)。
2美國國家科學院、美國國家工程院和醫學研究所。《超越集結的風暴，再訪：正在迅速逼近5級》。 (華盛頓特區：國家科學院出版社，2010年)。
3 雖然工業界資助了美國研發總支出的 2/3，但值得注意的是，這筆資金的絕大部分 (95%) 用於應用研究和開發。超過一半的基礎研究由聯邦政府資助（佔全國基礎研究資金總額的 55%）。
4 見 http://www.innovationdeficit.org/。
5 N.R.奧古斯丁，《美國是否正在從平坦的地球上掉下來？》。 (華盛頓特區：國家科學院出版社，2007年)。
6 基於基金會中心的估計：“2011年左右按主題類別劃分的基金會贈款分配”，類別為“醫學研究”和“科學與技術”。 見 http://foundationcenter.org/findfunders/statistics/pdf/04_fund_sub/2011/10_11.pdf。
7 Fiona Murray，“評估科學慈善在美洲研究型大學中的作用”，《創新政策與經濟》，13 (2013):1-40。
9 例如，請參閱 2014 年 3 月國家科學委員會的報告，《減少聯邦資助研究的調查人員行政工作量》。
10 總統科學技術顧問委員會，《轉型與機遇：美國研究事業的未來》，2012 年。
11美國國家科學院、美國國家工程院和醫學研究所。《超越集結的風暴：激勵和僱用美國人，以實現更美好的經濟未來》。 (華盛頓特區：國家科學院出版社，2007年)。
12 國家研究委員會。《研究型大學與美國的未來：對我們國家的繁榮和安全至關重要的十大突破性行動》。 (華盛頓特區：國家科學院出版社，2012年)。