作為主編和高階副總裁,我曾向各種聽眾講述為什麼科學對人類未來的福祉至關重要。但7月17日星期四的討論並非典型的討論:我有幸與三位科學專家一起作為證人參加了美國參議院商業、科學和運輸委員會的聽證會,主題是“聯邦研究組合:利用研發投資”。聽證會審議了聯邦政府在研發 (R&D) 中的作用,以及國家的 STEM 教育和推廣計劃。
在國會聽證室裡的其他人是Vinton G. Cerf,計算機科學家,谷歌互聯網布道者,也是網際網路之父之一;Neal F. Lane,白宮科技政策辦公室前主任;和Stephen E. Fienberg,卡內基梅隆大學統計和社會科學教授。
為了認識到對科學和技術進行長期投資的必要性,國會在 2007 年和 2010 年通過了《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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除了書面證詞外,每位證人還有五分鐘的口頭陳述時間。以下是我的陳述文字。這份深度報告包括所有完整證詞、聽證會影片以及其他關於資金和基礎研究的文章。
感謝主席洛克菲勒、高階成員圖恩和委員會,今天能在這裡發言是我的榮幸。
我叫 Mariette DiChristina,我是《大眾科學》的主編,《大眾科學》自 1845 年創刊以來一直記錄著美國基礎研究的力量。
《大眾科學》於 1850 年開設了美國專利局的第一個分部,托馬斯·愛迪生是曾訪問我們辦公室的研究人員之一。阿爾伯特·愛因斯坦曾為《大眾科學》撰稿,還有 150 多位諾貝爾獎獲得者和許多美國國家科學和技術獎章獲得者。它的印刷版讀者超過 350 萬,每月線上讀者超過 600 萬,其中包括商業和政策領導人、教育工作者、學生和科學愛好者。
科學是繁榮的引擎。經濟學家表示,自二戰以來,美國經濟增長的三分之一到一半源於基礎研究。今天將我們帶到這裡的汽車和火車、我們的智慧手機、照亮這個會議廳的能源、我們穿的衣服、我們吃的食物:所有這些都是透過研究開發和改進的。
但在這些應用出現之前,研究人員必須研究提供穩固基礎的基本概念——他們進行這些研究時並不一定知道它們會帶來什麼。我知道愛因斯坦在一百年前提出他的相對論時,並沒有想到智慧手機中的 GPS。但是,瞭解時空如何運作有助於使我們從軌道 GPS 衛星進行的測量準確無誤。
伊麗莎白·布萊克本在 20 世紀 70 年代開始研究池塘浮渣的 DNA 時,只是對染色體的末端是什麼感到好奇。美國國立衛生研究院於 1978 年開始資助她的工作。2009 年,她和美國國立衛生研究院的同事卡羅爾·格雷德和傑克·紹斯塔克因在瞭解染色體末端(稱為端粒)的結構方面所做的工作而獲得了諾貝爾獎,我們現在知道端粒在人類癌症和衰老疾病中起著重要作用。
像伊麗莎白·布萊克本這樣的例子表明,為什麼為基礎研究提供穩定和充分的支援應該成為國家的優先事項。我們需要對國家的未來進行長遠的研發考量,就像我們需要在孩子們的整個 K-12 職業生涯中培養他們一樣,以便他們能夠在競爭日益激烈的全球市場中取得成功。
研究需要時間。典型的資助撥款平均為期五年。執行實驗、收集資料、正確分析資料以及確認發現都需要時間。
我們自己的記錄證明,穩定的聯邦資金支援可以帶來成功。《研發》雜誌確定,從 1971 年到 2006 年的近 100 項頂級創新中,近 90% 的創新都得到了美國聯邦資金的關鍵支援。
我們國家應對當今緊迫問題的能力,從提供能源安全到治癒疾病,再到在一個有限的世界中可持續地生活,都將需要基礎研究帶來的創新。
它還提供了良好的回報。在一個特別有力的例子中,人類基因組計劃為每投入一美元的資金創造了 141 美元的就業和增長回報。一般來說,公共資助的研發的回報率在 30% 到 100% 之間。
基礎研究可以激發靈感。例如,Zooniverse 網站允許任何人根據 NASA 的影像對天體進行分類。它擁有超過一百萬名志願者公民科學家!成千上萬的《大眾科學》志願者在 2 個月內對超過 10 萬條鯨魚叫聲進行了分類,相當於 2 年的實驗室工作量。“創客”運動如此風靡,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。
不幸的是,根據國會預算辦公室關於研發和生產力增長的報告,自 20 世紀 80 年代以來,研發支出總體上趨於平緩,甚至以實際美元計算有所下降。此外,由於研究需要較長的時間,隔離削減將對未來幾年的進展產生影響,導致工作推遲和取消,並將對我們的年輕研究人員產生不成比例的影響和打擊。
與此同時,中國等國家正在緊追不捨。根據 Battelle 和《研發》雜誌釋出的 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 個成員國的總和,並可能在略多於 5 年的時間裡超過美國本身。根據世界銀行的資料,日本、丹麥、芬蘭、德國、以色列和瑞典在研究上的 GDP 支出比例已經高於美國。
強大的 STEM 教育渠道也至關重要。美國商務部表示,在過去 10 年中,STEM 工作的增長速度是非 STEM 工作的 3 倍,而且我們領先的科技公司經常面臨填補必要職位的挑戰。
為了獲得更多觀點,我轉向了下一代的一位成員。我告訴我的大女兒塞麗娜,她計劃主修計算機科學和平面設計雙學位,說我將要談論這個話題。我問她會怎麼說科學。
“這很容易,媽媽,”她對我說。“這是萬物的基礎。”
事實確實如此。科學是探索和創新的系統。它可以促進我們國家的經濟增長。它可以為我們年輕人在競爭激烈的全球市場中指明道路。它可以激發我們的想象力。
這就是為什麼基礎科學研究值得我們堅定不移的承諾和投資。謝謝大家的關注。