苹果又出黑科技,美国科创为啥能长期保持领先?(组图)

图/北京时间6月6日凌晨，苹果公司发布头显设备，可以在增强现实和虚拟现实之间切换。有网友结合近期的科技新闻感慨：“从ChatGPT到生物制药，美国产品研发有点密。” 图源：Apple官网

核心提要：

1. 美国的科创中心的地位是否动摇了？作者认为，虽然自2020年起美国不再是全球第一工业大国，但是美国的创新领导力仍旧没有衰落。首先是美国诺贝尔奖获奖人数持续增加，越来越取得压倒性的优势。其次，美国对全球人才的吸引力加强，每年吸引外籍博士的数量就超过了日德法培养博士的总和。第三，美国的高科技产业聚集仍在增强，全球最有创新力的50家企业中，美企27家也超过其他国家的总和。

2. 为什么美国能在创新领域击败同样发达的欧洲和日本？主要源于其基础科学的绝对领先地位。美国六大基础学科高引论文的数量与中日英法德之和不相上下。其次是极具研发实力的企业比如谷歌，研发投入比加拿大全国都多。此外，还有发达的金融市场、灵活高效的科技监管模式。尤其是后者鼓励研究人员的自主性，避免了政府直接下场导致的官僚化、低效率等情况。

3. 美国创新对中国有什么启示？过去四十年中国科技产业的异军突起，很关键的原因就是认真全面地学习了硅谷模式。而没有做好的领域，是没有借鉴好美国模式导致。所以，我们应该改革行政化主导的基础科研机构；加强基础研究，从根本上解决卡脖子问题；实施稳健的经济和科技政策，让社会持续累积科技资本，未来将爆发出惊人的力量。在这过程中，我们切莫妄自菲薄，切莫自乱阵脚，切莫自毁长城。

作者丨王明远

北京改革和发展研究会研究员，凤凰大参考特约作者

原标题：美国的科技为什么能够持久领先于世界

过去几年，社会上有很多人认为目前正发生近代来的第四次科技地理中心转移，即从美国转移到东亚地区，东亚将取代美国成为新的全球科技创新中心。但是从美国科技最近两年的表现看，下这个结论为时尚早，引领未来产业革命的黑科技仍旧无一例外诞生于美国，比如SpaceX、Web3.0、元宇宙，而最近问世的ChatGPT、Security Copilot，更是持续震撼世界。

由此我们需要思考几个问题：美国科技真的衰落了吗？美国作为科技创新中心的地位真的动摇了吗？如果不是的话，那么为什么美国科技能够保持多年长盛不衰呢？为什么美国的科技创造力，远远强于其他发达国家呢？我想这也是很多经济、科技界人士所关心的话题，本文试做探讨。



图/美国包括芯片行业在内的许多科技产业仍旧是世界顶尖水平。图源：New York Post



冷战结束后，美国作为全球科技中心的地位并没有衰退迹象，反而在强化

二战结束后，尤其是冷战结束后，亚洲新兴工业国不断崛起，美国的经济中心地位受到挑战，根据世界银行的数据，其制造业产值占全球比重1980年占全球30%左右，而到2021年占比仅剩16.6%，从2010年起，美国就已经不再是全球第一工业大国。但是以下的一些关键性指标表明，最近三十年，美国的创新领导力却没有衰落迹象，反而有所加强。

第一个是从诺贝尔奖获奖人数看，美国从1901年至今已经有403人次获得诺贝尔奖。如果以30年左右为一个时间段划分，1901至1931年为12人次，1932年至1961年为66人次，1962年至1991年为130人次，而1992年至2022年为197人次，也就是说，近30年美国获得诺贝尔奖的人数比以往任何时候都多，从1945年至1991年的冷战时期，美国人一共获得了191次诺贝尔奖，平均每年4.15人次，而冷战结束后的三十年，平均每年获奖6.35人次。这背后反映的是美国的基础科研能力越来越发达，越来越取得压倒性的优势。



图/在美国的诺贝尔物理学、化学、医学、经济学奖获得者中，有相当一部分获奖者有移民背景，且这一数字远超过其它国家（数据截止2020年）。图源： Statista

第二，以国际人才聚集程度来看，美国对全球人才吸引程度史无前例加强。 1989年，美国约有6500余个博士学位颁发给持有临时签证的外国人，而2020年外国临时签证获得的博士学位数量已经突破18000人，他们来自140个国家（地区）。美国现在每年光吸引的外籍博士研究生数量，已经超过日本、德国、法国此类发达国家每年培育博士数量的总和。这些外籍博士都可以说是全球各地的最顶尖级知识精英，他们毕业后8成以上留在美国长期发展，美国做到了聚天下英才而用之。

第三，从高科技产业聚集程度来看，美国的中心地位也在加强。如果说冷战时期，苏联和欧洲在全球重要科技领域都还有一席之地，与美国形成相当竞争力的话；那么冷战结束后，苏联对美国挑战完全消失，欧洲的竞争力也锐减，美国形成了一家独霸优势。近三十年来，改变全球的创新科技越来越集中诞生于美国，全球最有影响力的科技公司越来越集中在美国扎根，从微软、惠普、IBM，到Facebook、Twitter、苹果，从亚马逊、PayPal，再到特拉斯。以2022年度福布斯榜单全球最大的30家互联网科技公司为例，美国公司上榜数量高达17家；波士顿咨询集团（BCG）的2022年度全球最具有创新力的50家企业榜单中，美国企业有27家，均超过其他国家的总和。



图/2020年1月华为创始人任正非在瑞士达沃斯会议发言。2021年5月，任正非在内部座谈会上指出：我们不能因美国打压我们，就不认为它不是老师，不向美国学习，这样会走向自闭……我们仍然要坚持向美国学习，它百年积累，灵活的机制，在科学、技术上还是比我们强很多。图源：AFP

不可否认，近十多年来，以中国为代表的新兴世界（未来或许还有印度）在人工智能、量子计算、5G通讯等领域开始追赶美国，也诞生了一批与美国科技企业可以抗衡的公司，但是这些都是对局部领域、价值链局部层面的挑战，整体仍与美国有很大差距。从现在的趋势看，最起码未来二三十年，东亚地区仍然很难有力量可以取代美国，成为新的全球科技中心。过去的全球科技中心英国、法国、德国其地位一般维持80年左右，而美国将很有可能保持150年左右，的确这是科技史上的一个奇迹。



美国的创新领先力为什么是强大高效的？

我们要进一步思考大家都关心的问题，互联网、新能源汽车、芯片、移动电话、ChatGPT等一系列改变人类技术的发生，为什么发生在美国，而不是经济发展水平相近的欧洲、日本？为什么美国能够诞生掌握世界话语权的科技产业和科技公司，而其他国家很难？

有人说这归功于美国民主和市场经济，也有人说美国教育发达，能够吸引大量留学生。但是，我们发现这些其实都是发达国家所共有的东西，欧盟、日本也都是成熟发达的市场经济国家，法治也很健全，也都吸引了大量留学生，为什么科研效率就没有美国这么高呢？我们需要从其它细微方面思考这些问题。

1. 美国源源不断地创新成果，源于其基础科研的绝对领先地位。基础研究是驱动科技创新不断前进的基本力量。美国自从20世纪30年代起开始成为全球基础科学研究中心，虽然此后美国在技术应用上的地位受到冲击，尤其是最近几年中国的工程领域SCI论文数量、专利数量都开始超越美国，但是美国在基础科学方面的绝对优势依然不可撼动。以数学、物理、化学、生物学、医学和地球与环境六大基础学科高引论文数量为例，美国的全球占比分别是37.5%、29.5%、34.9%、53.3%、64.1%和40.3%，基本相当于中日英法德之和。所以，我们看到的美国的芯片、电子计算机、航天、制药等产业发达、价值链领先只是表象，背后是其在数学、物理、生物、医学方面的绝对优势地位。



图/美国对基础学科的重视不仅体现在实验室运作、论文发表中，更表现在各大高校教学中。仅生物科学一门学科，排名在世界前50的美国高校就有22所。

正是由于基础科研在科技竞争中的关键作用，美国政府在二战以后不断强化对基础研究的支援力度，先后成立了国家科学基金会、能源部、农业部、教育部等负责强化基础研究的机构，所以说美国政府对科技创新干预的重点是基础研究，而不是技术。以美国去年推出的应对与中国竞争的《芯片与科学法案》为例，其重心仍是支持基础科学创新，国家科学基金会破天荒地获得了810美元拨款，这是该机构有史以来获得的最大一笔拨款，整个法案拨款则达到2000亿美元，而中国去年基础研发费用仅约240亿美元，且应对芯片竞争的主要资金拨款也仍然集中在技术领域。这点是值得我们反思的。



图/美国总统拜登与商界人士讨论《芯片与科学法案》。 图源：Susan Walsh/AP

2.独一无二的企业研发实力。第二次科技革命后，全球科技创新模式发生了根本转变，科技也走出象牙塔，与生产紧密相结合成为科技发展的必经之道，公司进而成为了技术创新的主体。因此，拥有一批具有高度创新能力的企业对于一国科技竞争力尤为关键。可以说美国科技的强大，不仅在于拥有一批强大的大学，同时还在于美国拥有一批具有极强科研创新能力的企业。

自从德国人在第二次科技革命中创造了工业实验室后，美国将其发扬光大，到1918年美国一共有665家企业成立了工业实验室，雇佣了20余万科研人员，其中最负盛名的是贝尔实验室和通用实验室，分别贡献了15位和2位诺贝尔奖得主。企业实验室成为美国技术竞争力崛起的关键密码。二战后，美国企业科技创新实力进一步增强，尤其是新技术革命中诞生的科技类公司，基本可以视为研发人员共同体，像谷歌、英特尔、微软的研发人员占公司员工数量的比重都在50%上下，其它部门也都是围绕研发服务的。

在企业研发经费上，美国具有绝对优势，全球前15大研发投入企业中，10个是美企。排名第一的谷歌，去年研发经费为294亿美元，如果它是一个国家，将排名在第12位，稍低于意大利，但高于加拿大。根据欧盟联合研究中心发布的“全球企业科研支出2500强”，入围的美企的研发费用合计达到了3600多亿欧元，是欧盟27国所有入围企业研发总额的2倍以上，或者相当于全球其他所有国家企业研发费用总支出的近七成。这些具有强大研发能力，并且能灵活捕捉市场需求的企业，保障了美国能够一直走在技术创新和产品研发的最前沿。



图/位于加州山景城的谷歌总部。 图源： Noah Berger/AF P

3.发达的金融市场。科技创新初期需要极大的成本支出，这使得现代科技创新是一个高风险行为。普通科研工作者或中小企业的创新行动，如果没有外力帮助，很难长久地走下去。但是，风险投资的出现化解了这个难题，为之提供了资金池的作用，弥补了政府职能的不足。可以说，哪个国家风险投资发展得好，企业创新就有活力，科技进步速度就越快。

美国是风险投资的诞生地，也是风投资本最发达的国家。早在1950年代，风投就与第三次科技革命同步发展起来，在1980年代，美国风险投资业出现了井喷式的趋势，全国风投总额从1980年的58亿美元增加到1989年的240亿美元，像盖茨、乔布斯等人的成长，都是受惠于这波风投成长。到2021年，该年度美国的风险投资总额达到3300亿美元，投资案例达17000多起。这四十多年来，美国几乎任何一个科技公司成长、科技发明的出现，背后都有风险投资的身影，最近诞生的ChatGPT也不例外，它的成长过程中，一共吸收了30多亿美元风险投资。



图/近期风靡全球的ChatGPT背后的公司OpenAI，也是在美国风险投资公司提供的资金下，成功孵化并推广的。

相比之下欧洲的风险投资发展落后很多，风险投资业在1980年代才刚刚起步，到1997—2000年的4年间，整个欧洲大陆风险投资额不足140亿美元，而同期美国年风投总额为826亿美元，到2021年，全欧风险投资总额约850亿美元，仅仅相当于美国的四分之一，与中国也相差甚远。欧洲科技企业发展还是依赖于政策性银行和政府补贴等传统方式，创新效率当然无法与美国相比。像法国为了对抗美国科技公司挑战，依然采用政府补助+企业招标模式，去研发法国版的互联网系统Minitel、法国版的搜索引擎Quaero、法国版的Netflix，虽然花了几百亿欧元，最后都是无功而返。

成熟的证券市场也是美国科技产业能够迅速发展的原因之一。尤其是1971年新成立的纳斯达克股票交易所，专门为初创科技公司量身定制，极大方便了科技企业的融资。上市的巨额回报，更是对科研工作者及科技企业经营者的一种极大鼓励。半个多世纪来，已经先后有21000多家科技公司在纳斯达克上市，去年为全球科技企业募集了近2000亿美元资金。可以说，纳斯达克股票交易所是美国科技腾飞最重要的推手之一。



图/纳斯达克股票交易所是全球第二大的证券交易平台，仅次于纽约证券交易所。

相比之下，欧洲针对科技企业的融资市场起步相比美国慢了很多，伦敦交易市场于1981年开始设立专门供中小企业的融资渠道，而巴黎交易所和法兰克福交易所，分别迟至1996年、1997年才设立“创业板”LNA和NMUER，但是这些科技类融资市场都没有发展起来，甚至NMUER在运营6年后就不得不关闭。截止2020年，作为欧洲大陆最大科技融资市场的巴黎泛欧交易所，初创类企业IPO融资额仅43亿欧元，这个数值还不及纳斯达克的零头。

4.美国灵活、宽松、高效的科技管理监督模式。比如，在科研管理上，美国政府的行为一直有比较明确的边界，做到了既充分尊重科研人员的自主性，又适当发挥政府的作用，达到一种妥善的平衡。以美国国家实验室管理为例，政府的权力仅限于规划、资助和评估验收，而不是直接举办运营科研机构。能源部系统的17个国家实验室中，有16个属于官助民营模式（GOCO），包括著名的劳伦斯实验室、橡树岭实验室、布鲁克海文国家实验室、费米国家加速器实验室、普林斯顿等离子体物理实验室，仅有一个是政府直接管理运营（GOGO）。美国虽然也有国家科学院，但它不过是个民营自治机构，从事科技战略咨询、院士评选、科研资助、科普等活动，而不设科研院所。这些都避免了政府直接介入科学研究，导致官僚化、低效率等现象。



图/劳伦斯实验室隶属于美国能源部，但是实际上是由加州大学负责运行。该实验室的研究领域除了物理学、生物学、化学等基础科学，还有能源效率、纳米科学等多种学科。

反观无论是东亚的中日韩，还是欧洲大陆的德国、法国和俄罗斯等，政府都在基础科研和管理上拥有绝对话语优势权。政府是科研机构的主要出资举办者，也牢牢掌握对科技的管理和规划的权力，甚至在很多国家公立机构科研人员都被视为政府雇员。比如，Nature Index法国排名前20的机构中，不是国立研究院，就是公立大学，而在美国相应的榜单中，绝大多数入选的机构则是私立大学。这种政府主导的管理模式，更适应第二次科技革命的重工业，可以充分发挥国家集中力量办大事的需要，但是在新技术革命中已经远远落伍。

美国在对科技企业创新和运营的监管方面，也具有极强的灵活性。现代数字经济的特性，决定了与其相关的最重要的监管壁垒，即隐私和垄断。美国无疑是保护隐私和反垄断法制最全面的国家，美国立国的一个重要基础就是充分捍卫个人隐私权，也是全球第一个制订反垄断法律的国家（1890年的《谢尔曼法》），此后又制订了《克莱顿法》、《联邦贸易委员会法》、《塞勒——凯弗维尔反兼并法》等法律条款，像埃克森、摩根、微软都曾经因涉及垄断，而受到法律制裁。



图/1998年5月，时任微软CEO比尔·盖茨在美国国会参加听证会，为微软涉嫌垄断辩护。图源：Jessica Persson/AFP

在个人隐私保护上，美国的CCPA规则设立了明显的内涵和外延，具有明确的保护目录，这对企业发展是很有利的；而欧洲的GDPR采用模糊定义法，无限扩大保护权益范围、场景等，极大限制了科技公司的运营空间，增加了经营成本和交易门槛。在反垄断上，美国对科技公司垄断定义门槛较高，采用事后监管的方式，而欧洲采取低门槛、事前审核模式，并且对涉及垄断的企业重罚，这也造就了著名的谷歌欧盟反垄断案，2017年至2019年累计罚款达82亿欧元，其中2018年的罚单金额高达43.4亿欧元，是全球反垄断史上金额最高的一笔垄断罚单。不过，这也解释了为什么欧洲30多年来没有诞生一家有影响力的互联网科技企业。

此外，在社会文化和社会基层上，美国与欧洲本土或日本也有很大差异。美国由于是一个移民国家，阶层远远不及西方发达世界固化，社会保持极大流动性，使得美国总有一批人有着改变境遇的强大动力；美国高校崇尚创新，青年一代的创新意识也是远比欧洲旧世界强大。



图/美国前国务卿基辛格。正如基辛格近日指出，现在是美国历史上比较糟糕的时代。以2018-2022年美国司法部“中国行动计划”为例，该计划直指在美国的华裔科研人员和与之相关的美国科学家，美国政府发起2000多项调查，提起至少23起刑事诉讼行动，数百名美国科学家遭到政府调查，数十人因刑事指控被捕，甚至出现了不替FBI做间谍就被诬陷的案例。学者评论，这一政策激化美国国内对华裔、亚裔群体的种族歧视，还引发了科技领域的“寒蝉效应”，让更多少数族裔科学家对自身处境产生担忧。



对中国的启示

最近在美国政府打压以及美国科技迭代加速的双重冲击之下，我国上下普遍陷入一种“科技发展焦虑”，那就是我们到底应该怎么提高科技竞争力？如何才能突破被卡脖子的难题？这里面有几个大家讨论比较多的问题。

第一是，中国除了要加强自主创新，走好科技现代化的中国之路外，在学习外来经验方面，应该重点学美国，还是学德国、日本？这是争论已久的问题。总体来讲，中国作为一个大国，产业结构复杂，既要学美国，也要学德国、日本，但是美国的经验最值得借鉴。

综上所述，美国的科研管理体系和科技产业政策体系，无疑是全球最效能、最佳的，它最大限度释放了全社会创造活力、吸收了全球智力资源。而无论是德国，还是日本、法国，如果细细研究起来，都存在这样那样的严重束缚创新力的制度性因素。美国的创新生态系统也是全球最理想的，崇尚突破常规的社会文化、发达的中小企业、发达的创投和上市回馈机制、积极作为的有限政府，让美国的创新生态形成了一个优质高效的闭环。



图/2023年6月1日，特斯拉公司首席执行官埃隆·马斯克凌晨在上海超级工厂与员工合影。这是三年来首次访华，一天之内就拜访了中国外交部、工信部和商务部3位部长 。 近期他关于脑机接口、生成式AI的言行广受科技界关注。 图源：微博

我国过去四十年来科技竞争力的巨大进步，以及科技产业的异军突起，其背后除了中国市场规模的优势，以及过去基础科研力量的积累外，还有一个很关键的原因：全国上下都在认真学习美国的科技发展模式，无论是北京中关村，还是上海张江，或是深圳前海，都以硅谷模式为榜样，突出表现为：实行充分的税收优惠政策，监管适度宽松，积极培育科技资本市场。在过去四十年里，中国可以说是全世界学习、借鉴硅谷模式最认真、最全面的国家。因此，也产生了其它所有国家都望尘莫及的成就。



图/北京中关村聚集着多家高新技术企业，加之其周边丰富的高校资源，中国力图将其打造成中国科技产业的名片之一。图源：CGTN

现在一些领域没有做好，并不是因为学习美国导致的，反而恰恰是没有借鉴好美国模式、没有认真做好改革导致的。最显著的就是基础科研领域的机构，依旧是以一种行政化主导的模式运行，导致基础科研近些年进展缓慢，远远落后于技术和工程领域进步速度（这些方面以企业为主）。我国具有全世界最庞大的基础科研体系，共有40多万人员从事这个领域，但是总体上没有发挥应该有的效能。切莫因为情绪化，就忽略美国经验，反对学习美国，敌人往往是最好的老师。

第二是，切莫眉毛胡子一把抓，加强基础研究仍是提高核心竞争力的关键。 我国科技关键领域被卡脖子，说一千道一万，归根到底是基础研究不过关。中国的六大基础科学领域，除了化学与美国差距稍小（这也是中国化工业与美国差距最小的原因），其他都与美国相差甚远。根据2018年科技竞争力报告，中国在数学领域的重要科研成果数量，仅仅是美国的五分之一，也落后于德国、英国、法国，物理学、生物学、医学等领域跟美国的差距更大。所以，中国的芯片、人工智能、医药、航天等落后于美国只是表象，根源是基础研究不过关。

以芯片为例，2022年，美国整个芯片行业研发投入超过906亿美元，其中基础研究达到170多亿美元，而根据中国科学院院士李树深最近文章的披露，中国相关研究不足美国的5%。因此，进行大学和科研院所的科研管理体制改革、释放其活力的同时，加大对基础科研的投入，仍是未来提高科技竞争力的强基之路。



图/为了应对美国《芯片与科学法案》的冲击，中国计划在2025年前实现70%的半导体国产化，以提升中国科技产品在国际市场上的竞争力。图源：VCG

第三是，实行稳健的经济政策和科技政策，培育企业创新能力。 科技作为人类最高级别的脑力创造活动，其生存与发展“寄生”于社会基础建筑之上。因此，占据社会基础建筑统治地位的政治，对科技生存发展有根本性影响。近代以来，一个国家科技发展顺不顺，关键还是看政府政策。

这方面的反例是大革命时期的法国，两次世界大战之间的德国，以及20世纪的苏联。这些国家都是政治上反复“折腾”科研机构、大学和企业，导致以前积累的科技成本付之东流。以德国为例，德国在1933年至1945年间，共有2万多名教授、高级工程师流落到其他国家，其中包括爱因斯坦等4名诺贝尔奖得主，并且这些流亡者中，日后又有54人获得诺贝尔奖，等于说德国一下子流失了58个诺贝尔奖人才，远远超过其他国家总和，德国的科技中心地位也被美国取代。而美国、英国的科技地位一直很稳固，其根源也是成熟的法治、公民权益保护和分权约束机制，确保了一个稳定的企业政策和科技政策，可以让社会持续积累科技资本。

我国企业研发能力虽然起步晚，但是进步非常快。比如，华为仅用了十年左右的时间，就成为了全球专利数量最多的机构，腾讯也成为了仅次于谷歌的全球专利数量第二多的互联网科技公司。根据国际知识产权组织的机构和国家排名，如果分别代表中国硬件和软件最高研发水平的华为和腾讯是一个国家的话，华为的专利数量超过英国，是全球前十名的“科技强国”，腾讯也与巴西这种新兴大国不相上下。在基础科学研究方面，我国企业进步也是让人吃惊的。根据斯坦福大学发布的2022年度“全球前2%顶尖科学家榜单”（World’s Top 2% Scientists 2022），华为、阿里、腾讯这些企业的科学家入围数量，高于很多985院校。



图/迅猛崛起的华为，作为中国科技领域的头部企业，已经受到了西方国家的多轮的制裁。图源：Wang Zhao/AFP

所以，只要给这些企业时间（当然也包括很多实力雄厚的央企），让这些企业的研发体系更加成熟，以后还会爆发出惊人的力量。虽然现在科技企业问题很多，但是我们应该抱着宽容、鼓励的态度，去规范其成长，而不是完全否定。

总之，中国是一个巨无霸型的国家，科技现代化和经济现代化的任务太繁重，其使命与日本、韩国这种中小型国家截然不同，这些国家只需要做好某些领域的领先，就能保证几十年衣食无忧，中国则需要全面的技术突破，而我们又是一个基础非常薄弱的国家。美国成为全球科技中心的道路表明，这是一个漫长艰辛的路程，不是一蹴而就就能完成的。我们需要保持超凡的战略定力，认真总结过去的经验和教训，学习对手的长处，经过一定的时间积累，将会取得根本突破。在这过程中，我们切莫妄自菲薄，切莫自乱阵脚，切莫自毁长城

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