江晓原：美国是因为重视基础科学而强大的吗？| 上海科学家宴一周年

高小山说

自2020年10月开始，高山书院的上海师生每月都会发起一场科学家宴，邀请某一领域的科学家们前来做客，一同展开交流分享。在探索科学的好奇心得以满足后，高山师生会与科学家老师一起享用由美食家同学精心安排的餐厅隐藏菜品。

作为践行“终身学习”的途径之一，高山上海科学家宴是思想与美食的双重盛宴，至今已成功举办12期（往期回顾列于文末）。

2021年11月24日，高山上海科学家宴邀请上海交通大学讲席教授、科学史与科学文化研究院首任院长江晓原教授，与同学们就“美国是因为重视基础科学而强大的吗？”展开分享讨论。

江晓原

上海交通大学讲席教授

科学史与科学文化研究院首任院长

中国科学技术史学会前副理事长

上海科学技术史学会前理事长

上海市性教育协会前副会长

我们以前总是把科学和技术看成是紧密结合在一起的东西，称其为“科技”，并且在很多人心中，认为技术是可以被包括在科学里的，它只不过是用来实现科学理论的手段而已。包括我自己在内，几乎任何一个搞理论科学的人都会这样想。

但是这种想法至少有一种很不好的后果，这是会把技术的成就算在科学的账上。举例来说，每年年底我们都要评选十大科学进展、十大科学新闻之类，等结果出来后大家可以仔细看看，这十件事情里经常有八件都是技术而非科学。科学和技术，这两者其实可以视为两个平行系统，是可以分得开的。

曾经有这样的时期，科学还不存在，但技术之花早已盛开了，在没有流体力学、没有伯努利方程的时代，人们已经可以建造都江堰工程了。在没有重力学、结构力学的时代，人们已经能建造带有巨大穹顶的大教堂了。

人们认为美国重视基础科学

事实果真如此吗？

科学都是谁搞的呢？我们看像万有引力、相对论、进化论、原子理论、航天理论、双螺旋理论等等，所有一流的科学理论，没有一个是在美国搞出来的，全是欧洲人搞出来的，只是很多科学家后来移居到了美国。

那么美国人在干什么呢？他们通过技术，把科学中的好处拿过来。比如说原子理论目前最大的用处是造原子弹和核电厂，这两个事情都有实用价值。历史上有很多类似的科学理论，在没有技术把它们发扬光大之前，很少有人会注意到它们。

那么问题来了：为什么在很多人的观念里，都认为美国人非常重视基础科学？

这个根源与今年中信出版社再版的那本《科学：无尽的前沿》有关。美国一个名为范内瓦·布什的科学官员1945年曾提交给美国总统一份报告，探讨二战结束后美国的科学何去何从。经过一系列坎坷，包括在国会投了五年的票，布什提倡的一个机构得以成立，也就是今天的美国国家科学基金会（NSF）。布什的那份报告在1960年公开出版，就是《无尽的前沿》。

很多人看了这书之后，就将美国国家科学基金会看成是美国国家强力推进基础科学研究的象征。加上很多人对美国本就心存崇拜，几乎没有人怀疑过布什所主张的事情到底有没有真正在美国被实行。

我之所以会产生这种怀疑，是因为近年来对对西方科学期刊进行社会学研究，发现它们背后的猫腻实在太多了，美国的这个“科学形象”在我脑子里早就轰然倒塌了。

如何才能知道美国到底重不重视基础科学研究呢？我们去查查美国的科技研发经费都往哪投了。

这里有两个途径：一个是美国国家科学基金会的官网，第一次查的时候，看到了一个非常惊人的数据——NSF第一年仅仅拿到15万美金。当我的拍档告诉我这个数据时，我说你是不是看错了，是不是15亿？后来发现真的是15万！后来当然也逐年增加了，但往后每年国家科学基金会能拿到的钱始终只有美国科技研发总经费中的1.5%——注意是百分之一点五，所以我称之为“面包屑”。

然后我们再看国家科学基金会每年拿到的钱用在哪里。美国国家科学基金会成立60周年的时候，在官网列了一个成功资助项目清单，共有60个项目，你就会发现基础科学只有12项，仅占到20%，剩下的项目都是有关实际的技术应用，包括二维码这类东西。所以这1.5%还只有其中的20%被用来资助基础研究了。

当然，我们还得看美国科技研发投入的总盘子。美国每年会把全国的所有科技研发投入，包括国家和私人的投入都统计出来，汇总成一份SEI报告（Science & Engineering Indicators），报送给总统看，然后再公开出版。于是我们就去查阅历年的SEI报告，发现美国人把每年往科技上投的钱分成三部分——基础研究，应用研究，实验发展。而多年来美国人在基础研究上投的钱平均占比一直在15%左右，一开始连10%都不到。

再看欧洲，再看中国

从上面这几组数据来看，美国人肯定是不重视基础科学的。但是我还是感到不踏实，想再看看欧洲，看看别的国家是怎么投钱的。这方面的数据美国的SEI报告中也有，尽管数据不如美国的完整。

于是我就发现一个很奇怪的现象，英法德乃至东欧的捷克、波兰，北欧的瑞典、丹麦这些国家，他们在基础科学上的投入比例全都比美国多，有的占比能达到28%。

我们也能找到俄罗斯的数据，俄罗斯的投放比例和美国几乎一样，也约为15%。这时候我就产生一个猜想：看来美、俄这两个强国，都是只在基础科学上投一点点钱。

接下来最让我震撼的是中国的数据。国家统计局的官网上有历年的数据，分类和美国的SEI报告完全一样。最近二三十年中国都在快速赶超，至少在科技上已经比欧洲的很多国家都强了。但当我去查中国在基础科学上的经费时，发现最近二三十年来我们在基础科学研究上的投入占比几乎一直在5%！2019年终于达到6.03%，2020年是6.01%，仍然没有大幅增加的趋势。

这也进一步坚定了我的信念：实际上基础科学研究是不急之务，所以我们只在这上面稍微投一点钱就行了——考虑到中国每年的科技研发总经费已经超过20000亿人民币，5%的绝对值也已经超过1000亿人民币了。

基础科学真的重要吗？

下面我这样说，大家可能觉得有些难听，但其中确实有一定的道理。

第一点是，基础科学研究的成果是可遇不可求的，你不知道它什么时候有突破。事实上，很多领域最近100年都没有突破了。第二点是，一旦突破了，它不会变成专利，我们什么时候见过万有引力有专利、相对论有专利了？它们都是全人类的共同财富，别人都可以拿去用的。

所以既然欧洲发达国家有钱，愿意做贡献，那就让他们在基础科学上多做点吧，我们现在忙着要赶超，就不要急着去做这些东西，这是我的第一个想法。

第二个想法是，大家都觉得基础科学重要，尤其是科学家，我承认，包括我自己原来在天文台工作的时候，也写文章讲基础科学重要。但最近有媒体问我时，我会觉得5%的比例都太多了。这考虑到总盘子，最初每年我们投入的科研总盘子才几百亿，现在已经超过两万亿了，所以5%也超过一千亿了。

但是我要说，我们在基础研究上投那5%的钱，是要保证什么？我认为是要保证研究的连续性，需要有人一直在那研究，哪怕它没用，我们要保证研究梯队不中断。但我们真正要用力干的事情，是北斗，是5G，是高铁，是超高音速导弹……而这些技术所依据的基础理论，几乎都是100年前的理论。

最后大家比的是，谁在技术上把更多的事搞成功了。所以我们在应用和技术研发上多投钱是没有问题的。这么看的话，我觉得我们的5%也没什么不合理，没有必要盲目地在基础科学上投那么多钱，而是应该把更多的资源投放在实际有用的地方。

你如果同意中国这二三十年的赶超是成功的，那么你就得承认那5%是合理的。

精彩问答

Q

如果说诺贝尔奖有一部分是奖励基础科学的，那么美国对基础科学的投入比重比欧洲要少，但为什么这么多年来美国拿奖拿到手软？

江晓原：这个还是比较容易解释的。第一，美国从全世界吸引人才，人才体量要远大于任何一个欧洲国家。第二，诺奖也不能完全当成客观指标，因为美国人在其中的话语权是非常大的。

一个科学家拿诺奖和在哪些重要科学期刊上发文章有很大关系，而重要的科学期刊基本上都被美英两家垄断。比方说，影响因子最高的前20家杂志好多年来是不变的，其中10家是英国的，9家是美国的，还有1家是德国的。

关于科学期刊，我顺便多说两句。

包括中国在内，很多人认为在顶级期刊上发表论文就意味着你获得成果了，但很多顶刊上的文章都很快会被证实是错误的，或者是实验做不出重复结果的。2011年的一项研究表明，在Nature等三大顶刊上发表的医药方面的文章，超过75%是做不出重复结果的。

差别在哪里？中国人办刊物跟西方人观念完全不同。

我们认为如果你在刊物上发文章，意味着这个刊物拿它的地位和声誉为你背书，所以我们发稿要慎重，因为这关系到期刊的声誉。

但西方人不这样认为，你在我的刊物上发文章，不意味着我为你的文章背书，我甚至没有义务保证你的文章不抄袭。我办这个刊物的原因是我的读者有兴趣，所以读者有兴趣的文章我就会发表，发完了过两天你被指出抄袭了，我会撤稿，我期刊的信誉不会受到任何影响。在Nature历史上有无数次撤稿，甚至一次撤一堆，撤完它的声誉仍然不受影响。而中国人觉得要是我办的刊物有一篇撤稿了，那就是我工作失误，我得写检讨了。

上海家宴年终回顾

一起来回顾下这难忘的一年吧！

第十一期 

如果不做政治家，政治哲学对我有用吗？

2021年9月22日  东湖宾馆 上海本帮菜

嘉宾：吴冠军，华东师范大学政治学系主任、奇点政治研究院院长

第十期

当脑外科医师谈论脑科学，他们在谈论什么？

2021年8月22日  柿合缘  新京菜

嘉宾：毛颖，复旦大学附属华山医院院长、主任医师

第九期

精英人士的心理资本与心理健康

2021年7月28日  菁禧荟  新派潮州菜

嘉宾：赵旭东，著名心理治疗师、精神科医生、同济大学医学院教授

第八期 如何面对多元世界？

2021年6月13日  西郊五号 上海本帮菜

嘉宾：刘擎，华东师范大学教授、世界政治研究中心主任

第七期 AI与投资

2021年5月10日  惠食佳 传统粤菜

嘉宾：张军，复旦大学文科资深教授、经济学院院长、中国经济研究中心主任；张峥，上海纽约大学计算机系终身教授、亚马逊云上海人工智能研究院院长

第六期

人工智能PK人脑，霍金的担忧会成真吗?

2021年4月6日 罗斯福公馆 西餐

嘉宾：鲁白，高山书院校董会主席、清华大学教授、《知识分子》主编；

张宏江，高山书院校董、源码资本投资合伙人

第五期 探寻脑疾病“药方”

2021年3月25日  福和慧 素菜馆

嘉宾：仇子龙，神经科学国家重点实验室副主任、国家基金委杰出青年基金获得者

第四期 人类与疾病

2021年1月26日  西郊五号  上海本帮菜

嘉宾：宁毅，北京大学美年公众健康研究院执行院长、哈佛大学公共卫生博士

第三期  带你了解真实的“测绘”

2020年12月14日  羊大爷涮肉  京城火锅老字号

嘉宾：刘春，同济大学现代工程测量重点实验室副主任、国家“十三五”重点研发计划项目首席科学家

第二期  初识世界大学学术排名

2020年11月15日  兴国饭店  上海本帮菜

嘉宾：程莹，上海交通大学世界一流大学研究中心执行主任

第一期  聊聊复杂网络

2020年10月15日  南兴园  传统川菜

嘉宾：汪小帆，上海大学副校长、国家杰出青年基金获得者

感谢以下同学在过去一年对上海科学家宴的支持：

（按姓名首字母排序）

欢迎更多同学参与到科学家宴中，与志同道合的朋友一同探索科学、共飨美食，常回“家”看看！

整理丨邓舒夏

编辑 | 朱珍

制版 | 李嘉 

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