7月17日星期四,四位科学专家在美国参议院商业、科学和运输委员会举行的“联邦研究组合:利用研发投资”听证会上担任证人。听证会审议了联邦政府在研发(R&D)中的作用,以及国家 STEM 教育和推广举措。
在国会听证室出席会议的有《大众科学》主编兼高级副总裁玛丽埃特·迪克里斯蒂娜;计算机科学家、谷歌互联网布道者、互联网之父之一的文顿·G·瑟夫;前白宫科技政策办公室主任尼尔·F·莱恩;以及卡内基梅隆大学统计学和社会科学教授斯蒂芬·E·费恩伯格。
认识到对科学技术进行长期投资的必要性,国会通过了 2007 年和 2010 年的《美国竞争法案》,以大幅增加联邦研发预算,促进 STEM(科学、技术、工程和数学)教育,并支持经济增长所需的创新。
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以下是玛丽埃特·迪克里斯蒂娜书面证词的全文。
尊敬的参议院商业、科学和运输小组委员会成员,感谢您今天给予我特权,就科学和科学教育的重要性向你们讲话。
我叫玛丽埃特·迪克里斯蒂娜,我是美国历史最悠久、持续出版的杂志《大众科学》的主编兼高级副总裁。它成立于 1845 年,美国工业革命时期。为了促进创新,《大众科学》于 1850 年开设了美国专利局的第一个分支机构。电报发明家塞缪尔·莫尔斯和缝纫机发明家伊莱亚斯·豪等科学家和发明家曾参观过该办公室。托马斯·爱迪生向编辑们展示了他的留声机。他问他们:“你们觉得这个会说话的盒子怎么样?”阿尔伯特·爱因斯坦曾为《大众科学》撰写文章,超过 150 位诺贝尔奖获得者以及许多白宫颁发的国家科学技术奖章获得者也曾为该杂志撰稿。
尽管杂志名称如此,但它并非针对科学家,尽管我很高兴其中一些人也在阅读它。商业领袖占其印刷版超过 350 万、在线版超过 600 万的读者群的 50% 以上,近 20% 是 C 级高管,他们希望通过科学来发展他们的业务。在 MRI 衡量的 200 个标题中,它在“有影响力的人”中排名第六。教育工作者、学生、政策领导者和科学爱好者阅读《大众科学》,以获取创新见解。
与此同时,《大众科学》始终肩负着分享科学价值和奇迹的教育使命。1845 年的订阅费为每年 2 美元,但在第一期中,编辑们承诺它“在学校教育中的价值是其成本的五倍”。该杂志详细介绍了赢得第一次和第二次世界大战的研究和技术、45 年前昨天将美国人送上月球的伟大太空竞赛、计算机科学和电子学的兴起,这些如今已经改变了我们在现代世界中的生活,以及其他事项。
科学是人类繁荣的引擎。经济学家表示,自第二次世界大战以来,美国经济增长的三分之一到一半是基础研究的结果。将我们带到这座大楼的汽车和火车,我们都携带的智能手机,我们用来运行这个会议厅照明的能源,我们穿的衣服,我们吃的食物:所有这些东西都是通过我们称之为科学的过程开发的。在今天我们享受的便利存在之前,研究人员必须开创为这些应用提供坚实基础的基本概念——而且他们的开创性工作并不一定知道会走向何方。例如,我知道爱因斯坦在一百年前制定他的相对论时并没有考虑我们从智能手机中的 GPS 中获得的便利。但是,了解时空如何运作有助于使我们从轨道卫星进行的测量准确。
出于所有这些原因,我们需要将为科学基础研究以及 STEM 教育和公众推广提供稳定和足够的支持作为国家优先事项。我们需要对国家的持续未来福祉采取长远的研发投资观,就像我们需要在他们的 K-12 职业生涯中培养、教育和激励我们的孩子,以便他们能够在竞争日益激烈的全球市场中取得成功。成功的基础研究需要认真细致的工作和耐心。典型的资助拨款期限为五年。运行实验、收集数据、正确分析数据并确认研究结果需要时间。正确地进行基础研究也意味着要追随人类的好奇心,并探索可能没有立即明显的答案或应用的问题。
但我们自己的美国联邦投资记录表明,在研发方面的稳定投资与我们在创新和经济增长方面的成功之间存在重要关系。例如,《研发杂志》确定的 1971 年至 2006 年近 100 项顶级创新中,美国联邦资助是近 90% 的关键。能源部的联邦资助导致了诸如让我们享受 DVD 的光记录技术;帮助我们在世界各地发送信息的通信卫星、现代净水系统和超级计算机等创新。美国国家科学基金会为几个学生提供的资金资助了谷歌,以及在生物技术、先进制造和环境资源管理等行业中使用的新技术。国防高级研究计划局的基础研究促成了 GPS、互联网和 iPhone 上的 Siri。这很容易一直说下去。
我们成功解决当今国家面临的许多关键问题,从确保我们的能源安全到提供健康的食物到治愈疾病的医学进步,再到我们如何在有限的世界中生活得更好和可持续,将取决于基础科学研究带来的创新。
基础研究也提供了良好的直接投资回报。例如,研究公司 Battelle Technology Partnership Practice 的一份报告估计,1988 年至 2010 年间,联邦政府对基因组研究的投资产生了 7960 亿美元的经济影响,而 1990-2003 年间在基因组计划上花费了 38 亿美元。这相当于每投资 1 美元的回报率为 141 美元。
因此,今天我们正在受益于过去的研发投资。但我们的卓越地位需要不断警惕。根据国会预算办公室关于研发和生产力增长的报告,美国在全球研究中仍然占主导地位,但自 20 世纪 80 年代以来,我们的投资在实际美元方面已经趋于平稳和下降。由于基础研究需要很长时间,因此,预算削减将在未来几年内影响因受阻和取消工作而取得的进展。与此同时,中国等国家正在迅速追赶我们。根据 Battelle 和《研发杂志》的 2014 年全球研发预测,今年早些时候,中国的 GDP 投资率超过了欧盟 28 个成员国,并且有望在略多于 5 年的时间内超过美国自身。根据世界银行的数据,日本、丹麦、芬兰、德国、以色列和瑞典在研发方面的 GDP 支出比例已经高于美国。德国促进经济增长的策略是增加投资,自 2005 年以来将其联邦支出提高了 21%。这些投资在德国 2010 年 3.6% 的增长率中发挥了重要作用,而美国同期的增长率为 2.9%。
教育中的 STEM 管道对于经济福祉也至关重要。未来十年增长最快的 20 个工作岗位中有 17 个与 STEM 相关,我们领先的科技公司在努力填补必要的职位空缺时经常面临挑战。
因此,基础研究有助于我们的福祉、国家的经济增长和创造就业机会。由于数字平台,它也越来越能激励公众,他们现在可以直接参与其中。尽管关于名人的头条新闻并没有显示这一点,但我们在《大众科学》深知基础研究如何吸引了公众的想象力。让我们看看草根层面。我们看到数十万人参与到公民科学和创客运动中,热情高涨。公民科学家是像你我这样的人,他们可以通过观察或其他方式帮助科学家进行基础研究。例如,Zooniverse 网站让任何人都可以从 NASA 图像中编目天体。Zooniverse 有超过一百万名志愿公民科学家!《大众科学》自己的 Whale.FM 公民科学项目让您可以匹配鲸鱼歌曲的片段,在两个月内编目了超过 100,000 个这样的叫声,相当于实验室研究人员几年的工作量。志愿者使用 FoldIt 蛋白质折叠在线游戏最近解决了一个困扰 HIV 研究人员 15 年的难题。创客运动如此盛行,以至于美国科学与技术政策办公室正在举办创客博览会活动。
为了从另一个角度看待基础研究的价值,我想请下一代的一位成员发言。我告诉我的大女儿塞丽娜,她计划攻读计算机科学和平面设计双专业,我将谈论这个话题。我问她,她会如何解释为什么科学很重要?我该如何解释它的重要性,我问她?
“这很容易,妈妈,”她对我说。“它是万物的基础。”
事实就是如此。科学不是一套事实或已传承下来的既定智慧。它是一种创新和进步的系统,也是人类迄今为止追求真理和理解世界如何运作的最佳发明。它可以推动我们作为一个国家的经济增长,并为我们的年轻人形成在竞争激烈的全球市场中发展的道路。而且科学可以激发我们的想象力。
它可以激发我们国家和我们自身的最佳一面。这就是为什么基础科学研究需要我们坚定不移的承诺和投资。感谢您的关注。