《外交政策》丨美國正輸掉創新競賽

America Is Losing the Innovation Race Why the Future of Science Might Be Chinese

為何科學的未來可能屬于中國

本文作者：L.拉斐爾·賴夫是麻省理工學院榮譽校長、雷與瑪麗亞·斯塔塔電氣工程與計算機科學講席教授。

2026年3月，北京，人形機器人測試。Maxim Shemetov / Reuters

長期以來，中國一直被視為世界工廠——一個擅長制造他國發明的技術、卻無法自主研發顛覆性創新成果的國家。但過去十年間，中國已證明自己能夠成為創新強國。如今，中國在電動汽車、電池、無線通信設備、人形機器人和新一代核電等先進技術的制造與應用方面遙遙領先于美國。中國快速發展的制藥行業在新藥上市速度上已幾乎追平美國。而中國軍隊如今擁有美國所不具備的技術能力，其中包括五角大樓所稱的“全球領先的高超音速導彈庫”。

中國的成功源于對創新生態體系各環節的大規模投入，從基礎科學研究、科學家與工程師培養，到新產品商業化。2015年，中國推出一項雄心勃勃的計劃——《中國制造2025》，以加速實現成為全球科技領導者的目標。通過為信息技術、機器人、航空航天等關鍵領域企業提供巨額國家支持，中國旨在降低中國依賴外國企業所帶來的經濟與國家安全風險，提升本國高科技企業的競爭力。

《中國制造2025》推出十年后，中國基本取得了成功。以電動汽車領域的產品創新為例，其成就令人矚目，以至于福特汽車首席執行官吉姆·法利去年稱中國電動汽車行業是“我見過最令人折服的事物”，其車載技術、成本與質量均遠勝一籌。即便在未能占據主導地位的領域，中國也取得了重大進展。在半導體領域，中國尚未實現用于訓練最先進人工智能模型的尖端芯片量產，但已建成全球規模最大的傳統芯片產能，這類芯片廣泛應用于汽車與普通電子產品。美中經濟與安全審查委員會負責分析兩國經濟關系對美國國家安全的影響，該委員會在2025年提交國會的年度報告中指出，“中國如今擁有一個動力十足、國家主導的制造業基地，史無前例”。更令人擔憂的是，該委員會還評估認為，“中國現已具備研發與規模化應用新技術的能力，并有望在眾多未來產業中搶占先發優勢”。

與此同時，美國已失去重心。作為八十余年來全球無可爭議的創新領導者，美國政府未能充分認識到中國日益主導從基礎研究到高科技制造的創新鏈條所帶來的威脅。而政策制定者近期的舉措正讓問題愈發嚴重。本屆政府非但沒有迎難而上應對挑戰，反而在削弱美國的創新優勢，也未能彌補自身短板。

美國需再次將科學與創新視為維系美國實力的關鍵。這要求加大對基礎科學的投入，基礎科學致力于拓展基礎知識，是真正顛覆性新技術的源頭。這也意味著吸引、培養并留住全球最頂尖的科學與工程人才。同時，還需探索新路徑，將前沿研究轉化為可市場化產品，并加快其規模化應用。中國正在大步前進；若美國不及時調整方向，或將把未來拱手讓給自己最強大的地緣政治對手。

回歸基礎

自20世紀中期以來，對基礎科學的重視一直是美國科技領先地位的核心所在。最頂尖的創新往往誕生于最頂尖的科學研究之地。盡管人類歷史上始終在發明新技術，但直到工業革命時期，技術才開始推動經濟持續增長。正如歷史學家喬爾·莫基爾所揭示的，這一增長背后的關鍵因素是17至18世紀西方科學的進步與科學文化的發展，這些知識傳播了闡釋自然現象的基本原理。莫基爾寫道，在此之前，“那是一個沒有力學理論的工程世界、沒有冶金學的鋼鐵制造、沒有土壤科學的農業生產”。一個懂得事物運作原理的社會，能更輕易地改進其運作方式，這一過程自我迭代，加速技術發展。

在美國，大學是基礎科學研究的主要承擔者，聯邦政府則是主要資助方。二戰前，大學開展的科學研究相對較少，重心集中在教育使命上。但戰爭迫使局面發生改變。富蘭克林·羅斯福總統的科學顧問萬尼瓦爾·布什召集學界科學家研發新技術——其中多項成果成為勝利的關鍵，如微波雷達、原子彈與青霉素。戰爭結束后，布什敦促美國領導人繼續支持大學的科學研究。他寫道：“新產品與新工藝并非憑空誕生，它們建立在新原理與新構想之上，而這些新原理與新構想又源于基礎科學研究。”布什認為，大學是研發這些新原理與新構想的合適場所。與工業實驗室相比，大學面臨的追求即時可見成果的壓力更小，同時也是培養青年科學家的搖籃。冷戰初期，美國官員設立了國家科學基金會等機構，為這類探索性研究提供資助。

這一政府與大學的合作模式，造就了全球規模最大、門類最豐富的研究型大學體系。美國不僅在基礎研究領域領先，還高效地將新創意轉化為互聯網、智能手機等基礎性技術。美國國立衛生研究院為美國大學、醫學院與學術醫療中心的生物醫學研究提供資助，2010至2019年間，美國食品藥品監督管理局批準的幾乎所有藥物都得益于這類資助。1980年《拜杜法案》允許大學擁有并授權聯邦資助研究產生的發明，并與學術發明人共享專利使用費后，大學成為創業孵化器，孵化出谷歌、莫德納等全球領先企業。2010年代針對斯坦福大學與麻省理工學院的研究顯示，兩所院校校友創辦企業的累計營收，按國內生產總值計算，均可躋身全球十大經濟體之列。

美國在基礎科學領域的投入仍居全球首位。經合組織數據顯示，2023年，美國在大學與政府實驗室開展的基礎研究投入達780億美元。這也是美國科學家取得眾多奠基性發現的原因——從有望治愈遺傳病的CRISPR基因編輯技術，到驅動生成式人工智能的人工神經網絡，無一不包。

但美國在基礎研究領域的優勢正面臨威脅。在唐納德·特朗普總統任內，政府正將大學從合作伙伴變為對立面。2025年1月，特朗普開啟第二任期后不久，政府便大幅削減研究資助機構經費，凍結或終止大學的研究資助項目。《自然》雜志2026年1月的一項分析顯示，即便在被迫恢復數千項資助后，政府仍擾亂了價值14億美元的項目。本屆政府還試圖廢除基于同行評審、按學術價值分配研究資金的體系，轉而推行基于政治偏袒的制度，向迎合其意識形態要求的大學提供優待。因政治原因遭政府排斥的重要研究課題，如氣候科學與信使RNA疫苗研發，如今幾乎無法獲得聯邦資助。

與此同時，中國已認識到本國在基礎科學領域的相對短板是自主創新的障礙，并著手彌補。中國加大了對大學與政府實驗室基礎研究的投入：2013至2023年，中國此類研究經費增長近三倍，達570億美元（按購買力平價計算）。且中國暫無停止投入的打算。中國多次強調，加強基礎科學是實現科技自立自強與提升國際競爭力兩大核心目標的關鍵。3月初公布的中國2026年預算草案顯示，中央政府基礎研究支出將增長16.3%。

如今，中國大學在曾由美國高校主導的研究質量排名中位居前列。2016年，衡量頂尖科學期刊論文發表量的《自然》指數顯示，全球科研產出前十的大學中，五所為美國高校，僅一所為中國高校。而2025年該指數榜單中，前十高校中有九所來自中國。中國現已具備引領新興技術研發的實力。澳大利亞戰略政策研究所數據顯示，2025年，中國在74項具有戰略意義的技術中，有66項的高質量研究位居全球首位，其中包括極易被單一國家壟斷的技術。

中國人才濟濟

美國創新體系的優勢之一，是能吸引全球頂尖科學家與工程師。過去二十年，美國大學授予的科學與工程博士學位中，平均38%由國際學生獲得。國際學生在計算機與信息科學、工程學、數學領域的博士學位獲得者中占多數。他們是大學實驗室科研成果的核心貢獻者，其中許多人后續為美國科學發展與創業創新作出重要貢獻。過去二十五年，美國化學、醫學、物理學諾貝爾獎得主中，40%為移民。美國估值超10億美元的初創企業中，半數以上由移民創辦。

但聯邦政策正阻礙大學培養美國下一代頂尖科學家，無論這些科學家是美國本土出生還是移民。資助凍結與削減迫使大學減少研究生與博士后招收規模。例如，哈佛大學宣布下一學年將科學類博士招生人數減半。學生簽證收緊、旅行禁令與嚴苛的移民執法，也令國際學生對赴美求學望而卻步。

資助不確定性與針對大學的政治攻擊，甚至促使資深研究人員赴海外任職。歐洲大學報告稱，美國學者對歐洲教職空缺的申請興趣空前高漲。人才也正在流向中國，眾多美籍華裔頂尖科學家已回國工作。美國有線電視新聞網報道，2024年初以來，至少有85名美國研究人員加入中國科研機構。在與中國競爭激烈的人工智能領域，越來越多頂尖人才在中國接受培養并選擇留華工作。《經濟學人》分析顯示，2019年，在全球頂尖人工智能會議上發表論文、本科畢業于中國的研究人員中，僅三分之一留在國內；2025年，這一比例超過三分之二。同期，在海外獲得研究生學位后回國的中國研究人員占比翻了一番多。

中國在科學家培養方面已超越美國。現有最新數據顯示，2022年，中國授予科學與工程博士學位超5.3萬個，而美國高校授予數量不足4.5萬個。美國人口不足中國四分之一，若不歡迎國際學生并簡化其畢業后留美流程，根本無法與中國競爭。

耐心是一種美德

除鞏固基礎研究外，美國政府還需解決自身長期存在的短板：缺乏一套連貫戰略，支持關鍵新技術從實驗室誕生到實現商業量產的全過程。許多由美國研發的技術最終在中國實現規模化制造，包括電動汽車用磷酸鐵鋰電池、太陽能板，以及自動駕駛汽車所需的三維實時激光雷達系統。如今，中國在這些技術領域幾乎形成全球壟斷。

希望實現新興技術商業化的美國企業，仍擁有全球無可匹敵的資本市場優勢。私營部門投資者能發揮約束作用，確保資金不被浪費在無望項目上，而是投向更具價值的領域。但早期私人投資往往聚焦短期收益。投資者通常偏愛軟件初創企業這類投入少、回報快的項目。2024年，近半數新增風險投資流向軟件企業，這并非巧合。

這種短期思維并不適用于依托科學與工程突破研發實體產品的創新型初創企業，這類企業常被稱為“硬核科技”“硬科技”或“深度科技”企業。早期投資首創型硬核科技企業風險極高。這類企業不僅要研發產品配套的制造工藝，還需從零搭建供應鏈。它們需要適應為現有產品制定的監管規則，而其研發的產品此前并不存在。建設商業試驗工廠可能耗資數十億美元，耗時數年。

美國往往缺乏這類企業所需的耐心資本。但在中國，政府是最大的放貸方與投資方，耐心資本充足，通過政府引導基金等公私合營投資載體提供支持。例如，去年12月，中國政府設立新基金，計劃二十年內向早期硬核科技企業投入數千億美元資金。

進步引擎

我擔任麻省理工學院校長期間，常看到麻省理工實驗室中具有重大社會價值的科研成果，因缺乏資金而未能推向市場。美國其他頂尖研究型大學也面臨同樣問題。為此，麻省理工學院于2016年成立名為“引擎”的孵化與加速平臺，為致力于解決全球挑戰的耐心投資者提供資金渠道。該平臺還為初創企業提供實驗室場地、專業設備使用權與專家網絡，助力企業發展到傳統風險投資機構愿意介入的階段。

“引擎”項目證明，支持硬核科技能推動改變世界的技術走向市場。其早期投資組合企業之一是英聯邦核聚變系統公司。核聚變是較輕原子聚合成較重原子并釋放巨大能量的過程，為太陽與恒星提供動力。長期以來，核聚變被視為清潔能源的終極目標：與現有核電站使用的核裂變不同，核聚變不會產生長壽命放射性廢料，也不會引發失控鏈式反應。但核聚變需要將氫等離子體加熱至太陽溫度的十倍左右，同時實現有效約束。該公司的革命性發明是一種新型高溫超導磁體，可約束等離子體，在更小裝置中實現更高能量產出。然而，由于這類磁體沒有現成供應鏈，企業需自建工廠生產。在“引擎”項目的初始支持下，該公司現已獲得30億美元融資，谷歌已同意購買其在弗吉尼亞州首座電網級核聚變電站產出的一半電力。

聯邦政府自身也設有多項支持創新初創企業的項目，包括中央情報局設立的專注情報與國防領域的非營利風險投資公司伊夸托爾、美國能源部貸款項目辦公室（現更名為能源主導融資辦公室），以及小企業創新研究與小企業技術轉移項目。這些項目取得諸多成功。例如，2010年，美國能源部提供4.65億美元貸款，幫助電動汽車企業特斯拉在加利福尼亞州弗里蒙特建設制造工廠，特斯拉三年后連本帶利償還了貸款。若無這筆資金，特斯拉或許早已破產。

2025年10月，中國深圳，一塊電腦主板。Tingshu Wang/路透社

但這些項目零散不成體系，且過度依賴政治風向。一屆政府推行的創新政策，極易被下一屆政府推翻。“引擎”項目孵化的初創企業崇高系統公司便是一例。拜登政府時期，該公司于2024年獲得美國能源部8700萬美元資助，用于商業化一種電化學水泥生產工藝，該工藝比傳統生產方式能耗更低、二氧化碳排放更少。鑒于水泥行業占全球碳排放的8%，這項技術具有重大戰略潛力。然而，2025年10月，特朗普政府領導下的能源部以收回氣候相關項目資金為由，取消了這筆資助，迫使該公司暫停首座制造工廠的建設。

其他產業政策也未能支持必要的創新與商業化。美聯儲研究顯示，特朗普政府聲稱能推動關鍵新興技術領域再工業化的關稅政策，長期來看反而會抑制創新。關稅降低了本土企業的創新動力，也縮小了產品市場規模。政府還開始持有私營企業股權，而過去美國通常僅在大蕭條、2008至2009年全球金融危機等危機時期采取此類舉措。2025年以來，政府已持有科技企業英特爾的股權；與美國鋼鐵公司達成所謂“黃金股”協議，獲得否決不認可公司決策的權力；并要求芯片制造商英偉達與超威半導體讓出在華銷售部分利潤，作為發放更先進人工智能芯片出口許可的條件。這類直接國家持股會扭曲市場，使企業成敗取決于政治關系而非產品質量與發展潛力。而當政府同時身為監管者與所有者時，利益沖突無處不在。政府可能以監管審批為條件索要股權，或對持股企業放寬監管標準。

絕佳構想

這些政策與項目無法替代一套連貫戰略，以打造美國產業、在創新全鏈條與中國競爭。美國需要一個專注于競爭力的總體性機構，為未來產業提供資金支持。該機構將識別關鍵技術，為相關領域有前景的初創企業提供長期發展空間。它還將關注新興領域的首創型技術初創企業。其目標是在私營部門不愿投入時提供初始資金，補充并協調現有各部門支持創新初創企業的專項項目，為超出這些項目范疇的技術提供融資。這類機構將以全國性規模，提供“引擎”項目及其衍生機構引擎風險投資公司所提供的支持：通過大規模耐心資助，讓關鍵創意從實驗室走向市場。

該機構可采取政府法人形式，即由國會設立的獨立聯邦實體，肩負公共使命，同時可創收并實現自我維持。例如，美國進出口銀行便是一家政府法人，在私營部門放貸機構不愿或無法支持時，為美國出口商提供融資。由于國會可確定政府法人的具體架構與使命范圍，立法者可讓這家新興技術專屬法人著眼于國家長期需求。實現這一目標的方式之一，是任命一屆任期獨立于政治周期的董事會，成員包括商界領袖、投資者與學界人士。

為最大化影響力，該政府法人可在研發風險最高的階段，為初創企業提供投資、貸款與貸款擔保，包括原型研發、首座工廠建設與規模化生產。通過證明這些企業具備商業可行性，吸引私人資本投入。該法人可安排政府采購擔保——承諾產品投產后政府采購一定數量，提前鎖定市場，進一步降低私人投資者風險。它還可助力有前景的初創企業應對國家與州級監管障礙，為國會制定促進私人投資硬核科技的稅收政策提供建議。

該法人應秉持風險投資思維，接受并非所有投資都能獲得回報，但即便少數成功案例，也能為國家競爭力帶來巨大收益。這類政府法人可確保美國研發的技術惠及美國民眾，創造本土高薪就業崗位，增加美國出口。若因工業基礎設施、供應鏈或技術人才短缺，無法在美國本土制造關鍵新興技術，該機構至少可確保技術由盟友國家生產。

在美國，政企合作研發顛覆性技術有著悠久歷史。例如二戰期間，日本占領亞洲橡膠生產國，切斷美國天然橡膠供應。大蕭條時期成立的復興金融公司最初為銀行等企業提供緊急貸款，后轉向資助國防工業生產，通過推動橡膠、石油與化工企業共享專利與研究成果，建立了合成橡膠產業。同一時期，美國軍方委托通用電氣生產英國發明的噴氣發動機，由此開啟了美國八十余年來持續主導的產業。更近一些，新冠疫情期間，政府資助的“曲速行動”推動疫苗快速研發、生產與分發。

如今，美國需要類似的制度創新。它不能寄希望于中國停滯不前。除非美國汲取歷史經驗，調動公共與私營部門資源，再次推動前沿技術的研發、制造與規模化應用，否則必將落后。屆時，中國將依托美國的短板，建立新的技術壟斷。

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