7月17日星期四，四位科学专家在美国参议院商务、科学和运输委员会举行的“联邦研究组合：利用研发投资”听证会上作证。听证会审议了联邦政府在研发（R&D）方面的作用，以及国家 STEM 教育和推广倡议。
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、谷歌互联网福音传道者和互联网之父之一的温顿·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。
为了认识到对科学和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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以下是尼尔·莱恩书面证词的全文。
尊敬的洛克菲勒主席、排序成员图恩和委员会成员：我很荣幸今天被邀请来这里讨论联邦政府在研究方面的投资。我是莱斯大学的马尔科姆·吉利斯大学教授兼物理学和天文学教授，还担任莱斯大学贝克公共政策研究所的科学和技术政策高级研究员。在回到莱斯大学之前，我曾在克林顿政府期间担任总统科学和技术助理兼白宫科技政策办公室主任（1998年8月至2001年1月），以及国家科学基金会（NSF）主任兼国家科学委员会（当然）成员（1993年10月至1998年8月）。
我还很荣幸成为美国艺术与科学院院士，今天代表该院发表讲话。美国艺术与科学院于 1780 年由约翰·亚当斯和其他学者爱国者创立，旨在鼓励科学、艺术、商业和公共事务领导人之间的对话，它是一个独立的政策研究机构，致力于研究对我们国家未来至关重要的复杂问题。通过其项目和研究，以及最近的《ARISE I》和《ARISE II》（《推进科学与工程研究》）报告等出版物，该学院致力于为紧迫的国家和全球问题提出切实可行的政策对策。
我特别荣幸能与洛克希德·马丁公司退休的首席执行官兼董事长诺曼·R·奥古斯丁共同担任美国科学院美国科学技术新模式委员会的联合主席。该小组过去一年一直在努力制定政策行动建议，我们认为这些建议将有助于确保美国科学和工程研究事业的长期可持续性。虽然我今天的证词总体上反映了该小组的结论，但我应该首先声明，我的发言代表我自己的观点，而不一定代表研究小组、美国科学院或莱斯大学的观点。
研究在维持经济繁荣中的作用
在 1988 年向全国发表的广播讲话中，罗纳德·里根总统说，“虽然基础研究并非以特定的实际目标开始，但当你回顾多年来的成果时，它最终会成为政府所做的最实际的事情之一……包括电视、通信和计算机行业在内的主要行业，如果没有从基础研究开始的发展，就不会达到今天的水平。”许多总统——民主党人和共和党人——都强调了科学、工程和技术对国家在世界上的领导地位、经济实力以及人民的福祉和繁荣的重要性。我想强调的是，在这种背景下，研究指的是所有领域——物理和生命科学（包括医学研究、数学、计算机科学和工程）以及社会和行为科学。
正如里根总统和其他总统所认识到的那样，几乎每一项新技术都可以追溯到一项研究发现或一系列发现，这些发现通常是由那些不知道自己的研究如何帮助创造就业机会并在未来几年甚至几十年内以其他方式造福数百万人的个人所做出的。如果期望在不投资研究的情况下继续取得技术进步、经济强劲、就业增长和其他公共利益，就如同在没有原材料接收码头的情况下经营一家汽车工厂。
简而言之，新知识和新技术是研究的产物，是当今加速发展的高科技、知识型经济的命脉。如果美国要在这个新经济中保持领先地位，就必须确保它拥有一支熟练的劳动力，特别是在 STEM（科学、技术、工程和数学）领域，以及一个与挑战相匹配的强大的科学和工程研究事业。很明显，在“机会之地”，教育以及科学和工程研究在经济和美国人的个人福祉中都起着至关重要的作用。
这就是我们过去常说的“美国梦”。美国梦是一种民族精神，其基础植根于机会：获得一份高质量的工作和职业的机会、高质量的生活、高质量的教育，以及我们的孩子取得更大成就、过上更好生活的机会。它赋予了这个国家努力工作和决心的精神——如果你努力学习、努力工作并遵守规则，你就可以过上美好的生活。去年年底，我们失去了一位伟大的美国人和科学、工程和教育的捍卫者查尔斯（查克）·韦斯特，他从小在西弗吉尼亚州长大，后来成为麻省理工学院的校长，最近又担任国家工程院的院长。查克经常谈到自己实现了美国梦。在俄克拉荷马州的油田长大，我也实现了美国梦，我的许多同龄人也是如此。但我们现在听到的不多了。美国人的期望——以及美国人的希望和梦想——今天似乎不那么雄心勃勃了，这应该让我们感到害怕。没有机会，美国梦就会褪色，随之消失的还有我们作为一个国家认同感的关键部分。
确保所有美国人的机会将需要在教育和学习方面进行重大改进，尤其是在 STEM 领域，并建立强大的经济。在经济方面，研究表明就业增长与国内生产总值 (GDP) 之间存在很强的相关性——大规模创造就业机会需要增加国家的 GDP。包括罗伯特·索洛的诺贝尔奖获奖研究在内的许多研究表明，在过去半个世纪里，GDP 增长的主要驱动力是科学和技术的进步。鉴于目前科学、工程和技术进步的加速步伐，这种观点很可能在未来几十年内继续成立。
然而，研究，特别是基础研究，在国家科学和技术进步中的作用经常被低估。美国大学协会主席亨特·罗林斯指出，当今卓越的消费电子产品的基础技术，包括 GPS、多点触控屏幕、LCD 显示器、锂离子电池和蜂窝网络，都源于联邦政府支持并在大学和政府实验室进行的研究。当然，美国在这些领域处于领先地位，因为它拥有多元化的公司——大公司和小公司——它们愿意承担风险、尝试新的创新实践、投资于自己的研发需求并抓住新技术的机会。美国还有一个投资界愿意帮助资助这些努力，并制定法规以确保市场上的公平竞争。但基础研究（其中大部分由政府资助）对于培养一个富含新知识和新想法的生态系统至关重要，从而实现这些突破性成就。
其他在国际就业市场竞争的国家并未忽视美国经济体系的力量及其大学、产业和政府在提高其有效性方面所发挥的作用。事实上，它们不仅试图复制它，而且试图改进它。颇具影响力的国家科学院报告《超越风暴》（及其更新版本1, 2）认为，美国并没有竞相迎接挑战，而是允许自二战结束以来一直为这个国家服务的非常成功的发现和创新系统萎缩。在一个高速发展且竞争激烈的世界中，这并不是成功的秘诀。
联邦政府的作用
如果科学、工程和技术是经济增长的关键驱动力（正如证据强烈表明的那样），那么衡量一个国家对其公民未来承诺是否充分的标准之一是其研发总投资占 GDP 的比例，相对于竞争对手国家而言。美国在研发方面的总投资（1/3 公共投资，2/3 私人投资3）仍然达不到几位美国总统所采用的占 GDP 3% 的国家目标，即使美国的经济竞争对手都在积极增加自己的投资。美国在经合组织国家中已跌至第 10 位（图 1）。例如，中国的研发投资以高于通货膨胀率的年均 8% 的速度增长，并且有望在短短 8 年内赶上美国。美国未能做出必要的研发投资，以保持其在全球工业和商业领域的领导地位。
图 1。美国未能跟上竞争对手在研发方面的投资步伐。
在经合组织国家中，美国的国家研发投资占 GDP 的比例（或研发强度）排名第 10 位。随着中国的研发强度（红线）以平均每年 8% 的速度快速增长，以追求全球公认的 3% GDP 目标，美国的投资（蓝线）已经回落。按照这个速度，中国将在大约八年内在这个指标上超过美国。
数据来源：经合组织，《主要科学技术指标》，2013 年，国内研发支出占 GDP 的百分比。网址：http://stats.oecd.org/。
这些令人不安的趋势导致美国在投资方面与其为重夺全球竞争力、确保未来经济强劲发展所需的投资之间存在差距。这种情况被描述为“创新赤字”4
当然，美国大部分创新和高质量就业机会都是由私营企业创造的。但企业依赖于持续不断的新科学发现和早期技术，这些都来自联邦政府对研究的投资，尤其是对研究型大学和国家实验室开展的基础研究的投资。与学术界和政府研究人员密切合作的企业，最能受益于及时将研究成果转化为可销售的应用，以及尽早接触到主要在美国大学接受培训的优秀科学家和工程师。
有些人可能会问，为什么美国不让其他国家为研究买单，然后简单地将由此产生的发现应用于拓展市场并在我们自己的国界内创造就业机会？这种方法可能在过去对其他国家有效，但这并不是未来制胜的策略。鉴于当今技术创新的加速步伐，许多高管认为，在市场上落后一步就等同于失败。英特尔公司退休首席执行官克雷格·巴雷特指出，该公司在财政年度末获得的收入中有 90% 来自于该年初根本不存在的产品。5 如果没有丰富的知识和发现基础以及与行业的紧密联系，这样的体系将无法运作。
有人表示希望，联邦政府对研究投资的减少可以通过其他部门的投资增加来弥补。这种希望几乎肯定会落空：企业越来越专注于应用研究和开发，认为他们不能将资金投入可能使其他公司受益的基础研究；由于州政府的支持减少，公立研究型大学无法大幅增加研究投资；慈善组织和个人虽然是美国科学的重要且不断增长的支持来源，但仍然只占国家研究投资的一小部分。基金会每年在基础研究上的支出约为 20 亿美元。6 虽然这是一笔可观的贡献，但它仅占国家基础研究总支出的不到 3%。7
因此，在可预见的未来，联邦政府仍然是基础研究的主要支持者。因此，最近联邦政府对基础研究投资的减少，使美国面临被其他在科学、工程和技术方面迅速发展的国家超越的危险。
要扭转这一趋势，必须实现两个目标。首先，我们必须确保美国人民从联邦政府对研究的投资中获得最大利益，部分方法是加强政府、大学和行业之间的合作伙伴关系。其次，我们必须制定可持续的研究资助方法。
这两个目标指导了美国科学院委员会的工作，我有幸与诺曼·R·奥古斯丁共同担任该委员会的主席。我将简要讨论我们 23 位杰出的同事（包括诺贝尔奖得主、企业高管、大学校长和院长以及科学和工程领域的其他领导者）8认为近期必须采取哪些措施来实现这些目标。
确保美国人民从联邦政府对研究的投资中获得最大利益
正如我之前所论证的那样，联邦政府对研究的投资对于美国在科学、工程和技术领域的领导地位至关重要。但是，政府、行业和大学的许多现行政策和做法阻碍了这些投资的最有效利用。鉴于世界许多地区（尤其是亚洲）的技术进步步伐正在加快，因此需要迅速做出响应。所有部门都必须进行政策调整，以加速新知识的发现以及将新见解和工具转化为技术创新，从而确保美国人民能够享受到他们对研究的投资所带来的好处。
首先，我们必须精简那些管理联邦资助研究的法规和做法，这些法规和做法增加了大学的行政管理费用，同时产生的效益却令人质疑。要提高美国研究人员（尤其是大学的研究人员）的生产力，没有比这更具成本效益的措施了。毫无疑问，联邦政府有义务确保其提供给大学以支持其校园研究的资金用于预期目的，并确保研究实践符合高标准的绩效，因此，法规和行政政策是必要的。然而，许多法规和商业惯例是无效的，在联邦政府的各个机构之间各不相同，并且对研究人员及其机构构成了不必要且代价高昂的负担，这些负担会产生降低研究生产力并迫使机构使用自己的资金来支付机构未资助的研究行政管理费用的意外后果。应审查整套相关法规和做法，目的是最大限度地提高联邦研究投资的有效性。9
其次，各方必须共同努力，维护美国无与伦比的专家同行评审制度。竞争性的专家同行评审是确保卓越的最佳方式。因此，同行评审应仍然是联邦机构用来做出研究奖励决定的机制，并且评审过程和标准应由机构自行决定。在基础研究方面，基于该领域专家的意见的科学价值应仍然是授予支持的主要考虑因素。这个系统已经成功使用了半个多世纪。没有设计出更好的系统，尤其是在无法预测可能结果的基础研究中。
第三，通过建立更强大的国家政府-大学-行业研究伙伴关系，可以更容易地实现联邦研究投资的公共利益。其他国家认识到这种需求，并正在积极采取措施建立这种国家研究伙伴关系。然而，在美国，数十年来各个部门的政策和做法积累，以及各州优先事项的变化和不可预测的联邦研究资助水平，正在使我们国家稳步落后。
1980 年签署成为法律的《拜杜法案》（专利和商标法修正案）允许大学、小型企业和非营利组织在满足一些条件的情况下，寻求对联邦资助研究产生的发明的产权。这项具有里程碑意义的立法在将知识产权转移到能够从技术开发产品并将其推向市场的公司手中方面非常有效，并且使少数大学能够从许可中获得可观的收入。然而，大多数大学发现，维持技术转让办公室、申请专利和协商知识产权许可的成本超过了许可产生的收入。与公司的许可谈判也可能对合作构成高门槛，通常会延迟或阻止技术向公司的转移，并可能阻止其进入市场。这些现实促使许多大学重新考虑知识产权所有权的价值。一些大学正在试验新政策，以加强知识产权向市场的转移，并正在实施符合该政策的新型技术转让实践。更多大学应率先进行此类试验，应对试验结果进行评估，以得出最佳实践。随着大学选择对知识产权的处理采取更灵活的方法，公司应探索与大学建立更强大的研究伙伴关系，以实现互惠互利。
大学和公司领导层的合作将是推进这些改革的关键；而专业科学和工程学会将通过向其成员通报最佳实践继续发挥重要作用。联邦政府应鼓励大学探索这方面的措施，包括试验创新技术转让模式，增强学生（包括博士生）早期接触各种非研究职业选择的机会，并增加大学研究人员与行业的互动。
结果可以是一个更丰富、更具创新性的研究环境，使所有参与者受益。加强大学-行业合作伙伴关系的机会从未像现在这样好。
正如国家科学院、美国科学院、商业圆桌会议、总统科技顾问委员会 (PCAST) 和许多其他机构所建议的那样，将研发 (R&E) 税收抵免永久化，将为行业投资长期研究（包括与大学的合作研究）提供激励。不这样做会大大降低联邦政府支持的学术研究可以为美国纳税人带来的潜在利益。这一事实应该凌驾于任何维持现状的论点之上。
包括 PCAST10 和国家科学院11,12在内的许多其他组织提出的另一项建议是，增加 H-1B 签证的数量并调整影响外国出生研究人员的政策。来自世界各地的研究生在美国研究型大学寻求高等教育，不仅是为了他们接受的培训质量，也是为了提升他们的职业生涯。由于这些原因和其他原因，如果给予机会，大多数才华横溢的国际学生和研究人员都会留在美国。然而，对才华横溢的科学家和工程师的国际竞争日益激烈。如果我们未能同时吸引
和留住最优秀、最聪明的科学家和工程师，我们不仅会面临将美国企业家引导至海外寻求高技能工人的风险，还会进一步加剧目前美国研发和高科技制造业部门熟练工人短缺的现状。
通过提供可持续的联邦投资来确保美国在科学和工程研究（尤其是基础研究）领域的领导地位
要重振美国作为一个国家的竞争力，就需要将联邦资助的研究，特别是基础研究，置于比过去二十多年更高的优先地位。在强调基础研究的同时，我并非暗示联邦政府在支持应用研究和开发方面的作用不重要——这些活动支持着许多联邦机构的使命。但是，基础研究通常是产生突破、改变范式和引发技术革命的地方。导致晶体管和激光发明的研究努力，并非源于尝试设计更好的真空管或灯泡。
在1975年至1992年的18年间，尽管面临包括1973年石油禁运、1979-1982年的大通胀以及冷战最后动荡的几年在内的严峻挑战，联邦政府对基础研究的投资仍以年均超过4%的通货膨胀调整增长率增长。两党在白宫和国会的领导人都能够达成共识，即对研究的投资应该成为联邦政府支持的特别优先事项。然而，近年来，美国的科研经费停滞不前。作为美国经济产出的一部分，联邦政府对基础研究的支持实际上低于二十年前。
虽然我认识到在财政紧缩时期大幅增加联邦研究经费的困难，但再次将研究经费置于可持续增长的道路上的紧迫性怎么强调都不为过。对基础研究的投资就是投资。美国在20世纪的经济腾飞在很大程度上——甚至可能是主要原因——归功于其在科学和工程研究方面的投资。基础研究是推向市场的每一项新产品、每一种新的医疗设备或药物、每一种新的国防和太空技术以及许多创新商业实践的基础。鉴于世界许多地区，特别是亚洲的技术进步步伐正在加快，美国必须加快新科学知识的发现以及将这些知识转化为有用途的步伐。
简而言之，如果美国要继续在提供这些益处方面保持领先地位，联邦政府必须进行必要的投资。鉴于全球科学进步的快速步伐，现在不采取行动可能会使我们陷入无法恢复的境地。
结论
美国科学院的报告将于初秋发布，该报告将概述一系列可以立即采取的具体行动，以实现我所描述的目标。我期待着与本委员会分享我们的想法。真正的进步将取决于公共和私营部门能否有效合作，支持一个协调一致的国家路线图，以加强美国的科研事业，并在整个21世纪推动美国的创新。正如总统在今年的国情咨文中指出的那样，“我们知道，今天全力投入创新的国家将拥有明天的全球经济。这是美国不能放弃的优势。”
我期待着回答你们的问题。再次感谢今天邀请我出席。
参考文献
1美国国家科学院、美国国家工程院和医学研究所。《超越集结的风暴：激励和雇用美国人，以实现更美好的经济未来》。 (华盛顿特区：国家科学院出版社，2007年)。
2美国国家科学院、美国国家工程院和医学研究所。《超越集结的风暴，再访：正在迅速逼近5级》。 (华盛顿特区：国家科学院出版社，2010年)。
3 虽然工业界资助了美国研发总支出的 2/3，但值得注意的是，这笔资金的绝大部分 (95%) 用于应用研究和开发。超过一半的基础研究由联邦政府资助（占全国基础研究资金总额的 55%）。
4 见 http://www.innovationdeficit.org/。
5 N.R.奥古斯丁，《美国是否正在从平坦的地球上掉下来？》。 (华盛顿特区：国家科学院出版社，2007年)。
6 基于基金会中心的估计：“2011年左右按主题类别划分的基金会赠款分配”，类别为“医学研究”和“科学与技术”。 见 http://foundationcenter.org/findfunders/statistics/pdf/04_fund_sub/2011/10_11.pdf。
7 Fiona Murray，“评估科学慈善在美洲研究型大学中的作用”，《创新政策与经济》，13 (2013):1-40。
9 例如，请参阅 2014 年 3 月国家科学委员会的报告，《减少联邦资助研究的调查人员行政工作量》。
10 总统科学技术顾问委员会，《转型与机遇：美国研究事业的未来》，2012 年。
11美国国家科学院、美国国家工程院和医学研究所。《超越集结的风暴：激励和雇用美国人，以实现更美好的经济未来》。 (华盛顿特区：国家科学院出版社，2007年)。
12 国家研究委员会。《研究型大学与美国的未来：对我们国家的繁荣和安全至关重要的十大突破性行动》。 (华盛顿特区：国家科学院出版社，2012年)。