根据美国国家科学基金会(NSF)科学和工程指标2018年发布的报告,美国是全球科技领先的国家。然而,随着其他国家——尤其是中国——继续崛起,美国在全球科技活动中的份额正在下降。
国家科学委员会(NSB)是国家科学基金会的理事机构,每两年发布一份国会授权的美国科学与工程(S&E)企业报告。2018年的报告显示,美国在研发方面的投资最多,吸引了最多的风险投资,获得了最先进的学位,提供了最多的商业、金融和信息服务,并且是高科技制造业的最大生产商。这份完整的报告涵盖了国内和全球科学和工程领域的数据,可在网上找到。
NSF的主管法国科多瓦说:“NSF的科学和工程指标是美国科学和工程企业在国内和国际上表现的最高质量和最全面的信息来源。”2018年的报告提供了大量容易获取的、重要的数据。它为科学和工程研究和发展如何与经济和劳动力发展以及STEM教育在美国和国外的关系提供了深刻的见解。
“今年的报告显示了一种趋势,即美国仍以许多科技措施领先,但在某些对我们国家很重要的领域,我们的领先地位正在下降,”NSB主席、麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology)研究副主席Maria Zuber说。“这一趋势引起了人们对我们经济和劳动力的影响的担忧,并对我们的国家安全产生了影响。”从基因编辑到人工智能,科学的进步伴随着固有的风险。我们必须站在科学的最前沿,以减轻这些风险。
中国的经济增长继续以超常的速度增长。
研发支出反映了一个国家对扩大科技能力的承诺,而这反过来又推动了创新。虽然美国在研发支出方面的领先世界为4.96亿美元(占全球总份额的26%),但中国在这一领域的排名第二,达到了21%(4080亿美元)。自2000年以来,中国的研发支出迅速增长,平均每年增长18%。它的重点主要是发展而不是基础或应用研究。与此同时,美国的研发支出仅增长了4%。尽管新兴经济体的起点较低,因此增长速度会更快,但中国的增长率是例外的。
2016年,支持新兴技术商业化的风险投资总额超过1300亿美元。尽管美国吸引了最多的投资(近700亿美元),占全球总投资的一半以上,但26%的风险投资资金流向了中国。中国的风险投资从2013年的大约30亿美元上升到2016年的340亿美元,从全球份额的5%上升到27%,这是任何经济体中增长最快的。
知识和技术密集型产业是全球经济的重要组成部分,科技密集型产业是全球经济的重要组成部分,占全球国内生产总值(GDP)的近三分之一。美国在提供商业、金融和信息服务方面领先,占全球份额的31%,其次是欧盟(EU),占21%。中国是这些服务的第三大生产国(占全球份额的17%),并且继续以比美国和其他发达国家更快的速度增长(19%年增长率)。美国是全球最大的高科技制造国(占全球份额的31%)。这包括飞机和航天器、半导体、计算机、制药和测量和控制仪器的生产。中国位居第二,为24%,比过去10年增加了一倍多。
高等教育提供了在知识密集型的全球经济中所需要的先进的工作技能。根据最新的估计,美国获得了世界上最大的科技博士学位(40000),其次是中国(34000)、俄罗斯(19000)、德国(15,000)、英国(14000)和印度(13000)。相比之下,美国的学士学位却落后了。2014年,印度获得了超过750万的科学学士学位,其中印度获得了25%的学位,紧随其后的是中国(22%)、欧盟(12%)和美国(10%)。在中国获得的所有学位中,有近一半是在科技领域。自2000年以来,中国颁发的S&E学士学位数量增长了300%。
在过去的二十年里,学生们的流动性越来越强,越来越多的国家开始为他们作为科技工作者的潜在雇员而竞争。美国的国际学生人数在2016年秋季和2017年秋季之间下降,在计算机科学(13%下降)和工程(下降8%)的研究生水平上降幅最大。国际学生占美国计算机科学和工程专业毕业生人数的57%以上,这些学生是这些高需求领域美国劳动力的重要组成部分。百分之七十九的外国博士研究生在完成学位后选择留在美国工作。
企业领导美国研发
到目前为止,商业领域是美国最大的研发者。在2015年总计4950亿美元中,占72%。多年来,企业研发业绩的年度增长,在美国总体研发的增长中占了很大比重。在这三种主要的研发类型中——基础研究、应用研究和实验开发——企业在应用研究领域的领先地位(总计970亿美元)和实验开发(总计3140亿美元的88%)。高等教育机构继续在美国基础研究中占有最大的份额(总计830亿美元)。
商业部门在研发投资方面也处于领先地位,2015年的研发投资占全国总投资的67%(3330亿美元)。与此形成鲜明对比的是,联邦政府在2015年达到了历史最低点,为美国提供了24%的资金。联邦政府曾是研发的主要投资方(1964年为67%)。这种下降主要是由于商业部门的研发投资增长更快。此外,自2011年以来,联邦政府资助的研发一直处于下降趋势(从2011年的1270亿美元到2015年的1200亿美元)。
尽管如此,联邦政府仍然是基础研究的最大资助者(369亿美元,占总份额的44%),是创新研究和科学、技术、工程和数学(STEM)劳动力培训的主要动力。2015年,商业部门占了227亿美元(占总份额的27%)。
研发——基础、实验和应用——是推动美国商业发展的动力。我们将基础和实验研究成果转化为实际应用的能力是传奇的素材,”bb0的NSB成员、副总裁兼首席互联网布道者文顿·瑟夫说。“如果我们不能采取强化这一无限机会的政策,我们就有可能继续获得美国企业的成功。”是时候扭转联邦研究支持的下降趋势,重振美国的创新精神了。
———文章发布于2018年1月18日