美国科技·超越

2019-1-11 青野云麓

美国的科学技术一直以强大在世界上著称，人类史上很多重要的发明，包括白炽灯、轧棉机、通用零件、生产线等都是源自美国。

在哥伦布于1492年到达北美洲之前，印第安人已经有了一定的科技知识，如会建造泥砖砌成的房屋，有自己的历法等。一直到18世纪时，美国同欧洲国家几乎是隔离的，同欧洲相比，美国的科学基础设施仍然是相当原始的，此时美国的科技仍然有一定的成就，本杰明·富兰克林通过一系列实验加深了人们对电的理解，他还发明了双重焦点眼镜。

19世纪时，大量的人口开始涌入美国，这也包括一些优秀的科学家。亚历山大·贝尔就是其中的一位，1876年3月10日他和他的同事进行了世界上第一台可用的电话机试验。20世纪上半期特别是纳粹党肆虐时期以及第二次世界大战结束后的10年内，大量的外国科学家移民到美国，其中的著名人物有阿尔伯特·爱因斯坦、恩里科·费米等。

1942年，曼哈顿工程开始，1945年7月16日，美国爆炸了人类历史上第一颗原子弹，标至了人类进入了“核时代”，在冷战期间，美国与苏联进行了激烈地太空竞赛，第一颗人造卫星、第一位进入太空的宇航员、第一位进行太空行走的宇航员的荣誉都被苏联抢走，但是在登月方面取得了巨大成就，1969年7月20日，美国宇航员阿姆斯特朗成为第一个登上月球的地球人。凭借着数目众多的科研人员已经丰厚的科研经费，美国目前在武器研究、材料科学、医学、生物工程、计算机等许多领域都处于世界领先地位。

主要领域

核工业

1942年，恩里科·费米在芝加哥大学负责设计建造了人类历史上第一座核反应堆——Chicago Pile-1核反应堆，该核反应堆输出功率仅为0.5W。1960年，美国制造8座输出功率达200万瓦特的携带型核反应堆Alco PM-2A，以供应美国陆军在格陵兰的Camp Century计划中使用。目前美国有104座商业核反应堆，它们提供了美国20%的电力。

在核武器方面，截止2009年9月30日，美国有5113枚核弹头。

通信与电子业

在通信与电子方面，美国一直保持着强劲的发展势头，贝尔实验室发明了晶体管、电荷耦合组件、UNIX操作系统、C语言等，帕罗奥多研究中心发明了个人电脑、激光打印机、鼠标等，美国国防部高级研究计划署与美国国家航空航天局建立的阿帕网导致了互联网的产生。

航天业

在航天业方面，1958年1月31日，美国发射了人类的第二颗、自己的第一颗人造卫星探险者1号。1961年5月5日，人类的第二个、美国的第一个宇航员艾伦·谢泼德被送入太空。1961年，阿波罗计划开始，1969年7月20日到1972年，共有12个宇航员登月成功。同时，美国是迄今为止第一个发射航天飞机的国家，1981年4月12日，美国发射了人类史上第一个航天飞机；从1981年4月12日到2011年7月21日，美国的航天飞机发射了135次，成功发射134次，成功返回了133次。

医疗

欧盟和美国的药业组织认为美国是全球医学研究及推出新型医术和医疗产品的龙头国，但是他们又表示必须依靠美国高昂的医疗开支才能有效推动这些研发的进行。

美国科技发达原因

1.美国地理条件非常的优越，两个大洋使得他不大可能被外来力量骚扰,打断自己的发展进程.不像其他国家那样容易被中断。

2.他的政治制度非常的优越，三权分立使得他可以以非常高的效率来发展自己的国力。

3.他的文化非常的优秀，因为他直接继承欧洲文艺复兴的优秀果实，并在此基础上发展出青出于蓝的优秀的开放性文化,并有一大批优秀的高等学府，能培养出数量庞大，意识先进，努力奋斗的活跃在各个行业的精英阶层.在加上其对外卓越的宣传，使得全球顶尖的人才都愿意来美国发展,让其能用全世界的人才为自己服务。

4.其历代领导人的发展策略有非常紧密的连续性，使得其可以充分而高效的经略自己的对外战略，在加上其继承了英国非常优秀高明的对外战略和政策,所以其能在国际大棋局中获得最大限度的利益。由于以上诸多原因的影响，加上90多年长期的国内发展和对外非武，力的经略和渗透，以及二战后世界诸多强国国立衰弱，世界许多地方出现力量真空，美国的及时高效的介入才使得其科技，经济等方面一直处于世界最前列。

5.美国在2战后通过各种手段(包括阴暗手段)获得大量科学技术人才。

促进高技术发展的创新体系

在战后很长一个阶段，美国形成的创新体系从两个方面促进高技术的持续发展。

(1) 公共投入与私人投入相配合。一方面，国家经济和技术发展的前景让私营企业乐观地估计到投资研发会获得利润，因此私营企业大力投资高技术研发，R&D经费也相应地大幅增长；另一方面，国防部、国家航空航天局、能源部等在国家战略上和国防重要领域持续投资，促进了重要领域的进展。在不同的领域，公共和私人投资情况不同。在制药、化工领域，私营企业的资助占所有资助的一半。在电子和通讯领域，资金主要来源于实力雄厚的私营企业和大规模的国防资助。公共和私人投资两者形成了良性互动：政府资助那些无法马上进行商业化的研究，私营企业会很好地权衡风险与回报并进行商业化研究；政府通过相关政策支持(如政府采购)，确保企业发展，为企业持续创新提供了条件。

(2) 人员培养和自由流动。政府资助大学研究，培养新一代青年科技人员进入企业或者创业；同时，大学里的科研人员受聘于企业，或创办企业。在这种发展过程中，大学研究、工业研究和产品发展之间存在着丰富的思想和人员的流动，推动着技术不断向前发展。

美国成为世界科技强国，经历了一段历史发展过程，既有内在的禀赋作基础，又有外在有利环境的影响。与欧洲文化的天然联系，使美国科学的发展充分汲取了欧洲科学传统的滋养，紧随世界科学发展的前沿，最后得以赶上和超过欧洲科学。

上世纪很多开创性的科学研究、科技发明很多都诞生于美国。美国没多少年历史，但是比较注重人才的培养，同时以优厚的报酬和政策支持吸引大量人才落户。两次世界大战期间，美国本土都没有受到太大波及，一大批著名科学家移民美国，包括爱因斯坦等科学家。人才是科学发展的基础，加上庞大的资金投入，可以使各类人才安心在自己的领域深耕，数十年时间得来的是丰厚的研究成果。

世界第一台液体火箭发动机产于美国、第一条汽车生产线产于美国、第一架飞机、第一部电话、第一条标准生产线.....太多个第一了。科技虽然是科学研究的衍生物，但是却可以反过来促进科学研究的发展，可以提高生产生产效率，制造更多有价值的商品，得来的资金部分被投入科研；某些观测技术的发展，也反过来使得科学家可以在更深层次观测物质，而那些成果很多都是20世纪前50年创下的。

在工业和经济发展方面，依靠丰富的资源和巨大的市场，美国抓住工业革命的机遇，在不长的时间内超过英国和德国，成为世界上技术领先国家，其经济和生产力飞快增长。与欧洲国家不同的是，美国经济、社会、教育和科学的发展长期是在联邦政府介入较少的情况下发展起来的，加上美国的自由迁徙传统，形成了一个自由竞争的经济体系和科学体系。企业的创新能力是响应市场竞争信号内在产生的，科学研究同样也强调学术自由和竞争，强调自下而上的创造性。在这样的发展条件下，为了应对二战，美国政府与科学界建立了一种新的关系，建造了一个以政府、科学界和工业界之间伙伴关系为特点的创新体系，这一体系规模巨大，既有强有力的相关政策措施，又在实践中得以更新和发展，“帮助赢得二战，把人送上月球，解密人类基因组，哺育经济成长”

概括说来，以下4个方面是美国成为世界科技强国的重要因素：

(1) 坚持自由探索和自主的科学精神。科学的目的是认识真理，自由探索是科学的灵魂，自主性是则是指科学家对自己工作的判断和免于受其他社会因素控制。这一精神和原则是科学界的共识，并得到政府和工业界的认同，经过万尼瓦尔·布什《科学——永无止境的边疆》报告的概括几乎成为抽象的原则，对美国的科学政策产生了重大影响。即使后来在强调国家目标和国家宏观协调机制的新发展下，这一精神和原则仍然支配着美国科学界。

(2) 基础研究和应用的互动。美国重视基础研究，不仅产出原创性的成果，而且对产业和经济发展作出了巨大贡献。而基础研究之所以能够对产业和经济作出贡献，是因为在美国基础研究是在一个广泛的应用背景下开展的：①美国大学的实践导向；②政府资助占主导的使命导向型研究；③企业有很强的创新能力，不仅开展长远的基础研究，也能吸收和消化最新的科学知识；④大学与企业之间在人员和项目之间存在着广泛的交流与合作。这样，通过多种机制，基础研究与应用之间可以紧密而有效地互动，基础研究的成果可以被企业或其他主体应用到实践中，公共投资基础研究能够产生很好的公共效益和回报。

(3) 多元化的投资机制。美国独特的多元化投资机制，不仅在整个国家层面上形成了公共(政府)资助和私人资助(企业、私人基金会、大学和风险资本等)的混合机制，协同支持整个科技创新链条上的活动，而且在政府层面上也形成多个部门和机构支持科技发展的机制，有利于激励源头创新，开辟新的战略研究方向。

(4) 激励创新的文化环境。美国文化鼓励个人创造性、承担风险和容忍失败等，这些因素有利于激励科学技术中的创新。不论是支持颠覆性创新的高级研究计划署，还是孕育创新性企业发展的硅谷，都体现了创新文化对科学技术突破性发展的重要意义。

最近美国科学技术发展情况怎么样，你知道吗？

美国国家科学委员会是NSF的管理机构，每两年发布一次关于美国科学与工程企业状态的国会授权报告。2018年的报告显示，美国在研发方面的投入最多，吸引了最多的风险投资，奖励最先进的学位，提供最多的商业，金融和信息服务，是高科技制造业的最大生产者。

“今年的报告显示了美国仍然通过许多科技措施引领的趋势，但我们在某些对我们国家重要的领域的领先优势正在下降，”麻省理工学院NSB主席兼研究副主席Maria Zuber说。技术。“这种趋势引发了对我们经济和劳动力影响的担忧，并对我们的国家安全产生了影响。从基因编辑到人工智能，科学进步带来了固有的风险。我们必须始终站在科学的最前沿来减轻这些风险“。

迄今为止，美国共有 300多名诺贝尔奖获得者，居世界各国之首，尤其是自上世纪 80年代以来，在自然科学领域（物理、化学、生物、医学），美国得奖人数远超世界其他国家的总和，美国的大学汇集了全球 70%以上的诺贝尔奖获得者，在全球最顶尖的20所大学中，按科学贡献度计算，美国更是占了17所之多。

军事专家说，中国最近三十年的跨越式发展成果很多，进步非常巨大，但是从科技整体实力来看，依然与美国有着20到30年的差距。

科技日报总编：中国科学技术和美国相比还有很大差距！

2019-01-10  星辰大海q...  转自 ht87

本文为刘亚东于6月21日在“是什么卡了我们的脖子· 亟待攻克的核心技术” 科学传播沙龙的发言实录

刘亚东，科技日报总编辑

各位嘉宾、各位朋友、各位同事，下午好!

改革开放40年来，中国的科学技术取得了长足进步，这些举世瞩目的成绩当然值得肯定，但是我们更应该看到差距和不足。我们今天一些喜大普奔的科技成就，比如大飞机，人家半个多世纪前就有了。我们今天一些正在苦苦攻关的重大项目，比如载人登月，美国1969年就已大功告成，明年整整50年。这些都是看得见、摸得着的差距。

中国的科学技术与美国及其他西方发达国家相比有很大差距，这本来是常识，不是问题。可是，国内偏偏有一些人，一会儿说“新四大发明”，一会儿说“全面赶超”、“主体超越”，“中国现在的经济实力、科技实力、综合国力都分别超越美国，成为世界第一”，还算得有整有零，说得有鼻子有眼儿。明明是在别人的地基上盖了房子，非说自己有完全、永久产权。如果只是鼓舞士气也就罢了，可麻烦的是，发出这些论调的人忽悠了领导，忽悠了公众，甚至忽悠了自己，这就成了问题。

上周我访问日本，和日本科技振兴机构（JST）签了一个合作协议。我在JST见到了一个人，叫冲村宪树，他是前文部省次官，现任JST首席研究员。冲村对中国非常友好。他说中国的经济实力、科技实力很快就可以和美国平起平坐，甚至超越美国，所以日本应该和中国搞好关系。我说，你的结论正确，但前面说得不符合实际。我告诉他，中国要建成现代化强国，还有很漫长的道路要走。冲村不同意我这个说法。由于他不会说英语，我们的交流是通过日语翻译，效率比较低，所以到最后我也没能说服他。

冲村的观点在日本很有代表性。无论左翼还是右翼，他们都是这样看待中国的。我们的舆论无疑对此起了推波助澜的作用。不可否认，这些为国际上的中国威胁论提供了口实。那些把中国建设成就夸大其词的與论，无论出于什么动机，都有百害而无一利，其结果是误国害民。

只有认识到差距，才有可能弥补差距，否则我们的中国梦将永远是中国梦。就像《礼记·中庸》所说，闻过而终礼，知耻而后勇。从这个意义上讲，中兴事件无论最终结果如何，都是一件大好事，好就好在它让更多的国人正视了中美科技实力的巨大差距，惊醒梦中人！

《科技日报》“亟待攻克的核心技术”栏目要长期办下去，因为有太多的卡脖子技术让我们在发展的道路上不能扬眉吐气。那么问题来了，为什么我们有那么多的核心技术亟待攻克？是否有一些共性原因阻碍了我们攻克这些核心技术?我想是的。今天我讲三个问题。

第一，缺乏科学武装。

科学和技术是两个完全不同的概念，但它们之间有联系。正是由于缺乏科学的指引，才阻碍了我们的技术发展和进步。

中国自古以来只有技术传统，而没有科学传统。技术发明靠的是经验的积累，或许还有灵机一动;而科学发现则是建立在系统研究和专业训练的基础上。有人说我们有四大发明。我告诉你，四大发明属于技术范畴，它不是在科学理论指导下的技术创新和突破，跟科学没有半毛钱关系。

比如指南针，我们的先人只知道它很有用，迷不了路，找得着家。没有去研究磁场、磁力线，也不懂得导体切割磁力线时会产生电流，更推导不出麦克斯韦方程。比如火药，我们的先人只满足于它能爆炸的事实，只知道一硝二磺三木炭，而没有深入探讨它的化学和物理机理，所以才止步于黑色火药，没能研发出黄色炸药。有人说，我们祖先发明了火药，所以才有了后来工业和军事上用的炸药。这种说法是错误的，黄色炸药和黑色火药没什么关系。

只知其然不知其所以然，不求甚解，这些倾向今天也在严重影响我们的技术发展和进步。离开科学的指引，技术的发展注定不会走得久远。

第二，缺乏工匠精神。

去年中央电视台播了一档节目《大国工匠》，我几乎每集都看了。拍得很好，下了功夫。问题是相对于我们13亿人口，这些大国工匠实在太少了，太稀缺了。

中国的传统文化里是瞧不起匠人的。从我们对很多职业的称谓上就能看出这一点，什么剃头匠，泥瓦匠，小炉匠，很多教师自嘲，管自己叫教书匠……

轻视操作，轻视实践。孟子就说过，劳心者治人，劳力者治于人。6月20日，科技日报头版头条报道了“海洋调查一线难觅学科带头人身影”，讲的是海洋调查的某个航次上，16名科研人员中有副高以上职称的只有一人。学科带头人都说，学生去了，我就不去了。这种现象在中国很普遍。

不久前我访问德国，在萨克森州首府德累斯顿参观了中德轨道交通联合研发中心的创新工厂。我在工厂里看到，很多人穿着工装在一丝不苟、非常专注地工作。我本来以为他们都是工人，后来一打听，原来都是工程师!我想，正是凭藉这种务实严谨、精益求精的精神，德国人生产出了莱卡相机、奔驰汽车、克虏伯大炮等，创造了“德国制造”的品牌价值。

第三，缺乏持之以恒的情怀。

浮躁和浮夸是中国科技界流行的瘟疫，而且至少已经持续了20年。我们很多科技工作者耐不住寂寞，坐不了冷板凳，总想走捷径，弯道超车。

我不喜欢“弯道超车”这个词儿。除非你车里有毒品，警察追你，要不干嘛弯道超车呢?总结别人的经验，吸取别人的教训，少走弯路，这是对的，也是应该做的。但在更多情形下，“弯道超车”是个伪命题，往往成了投机取巧的代名词。弯道超车走直线，就意味着别人走曲线，别人都比你傻，这可能吗?很多实践已经证明，弯道超车行不通。

比如说研发航空发动机，要通过大量实验数据的积累，不断总结、完善、调整、提高，最终才能生产出一款好的产品。要弯道超车的话，我们可以搞到一台别人的不那么先进的航空发动机，照葫芦画瓢，山寨出“八九不离十”的产品。可今后要改进提高，增强性能，你还能做得到吗?

“三跑并存”的提法是对的，但它不是现在的事情。1965年，我们的科学家就实现了人工合成牛胰岛素，这在当时绝对是世界领先。1964年中国爆炸了原子弹，1966年我们有了核导弹，1967年爆炸了氢弹，1970年发射了人造地球卫星。半个世纪前，我们就“三跑并存”。所以，不谈比例和构成，“三跑并存”的说法就失去了意义。最近在“三跑并存”后面又加了一句“跟跑为主”，这就实事求是了。

此外，目前在某些关键技术领域，我们与西方发达国家的差距不但没有缩小，反而呈现出扩大的趋势。上个月我看到美国媒体的一篇报道，美国的F135型航空发动机经过改进，其推力竟然达到22吨。稍微有一点航空发动机知识的人都知道，这是一个匪夷所思的数字。听了这个消息，大家都很着急，但着急也没有用。我们寄望于从事航空发动机研发的科技工作者能持之以恒，锲而不舍，百折不挠，尽快把高性能国产航空发动机搞出来。

谢谢大家！