编者按：美国创造了举世瞩目的科技成就，成为目前世界头号科技强国。对美国的科技发展轨迹进行分析，对于我国在新时代加快建设创新型国家具有很好的借鉴意义。本文按照科技发展模式的3W-3I结构，从时间和严肃两个维度对美国的科技发展轨迹进行梳理，最终提出美国科技发展对我国建设世界科技强国的启示。

美国是当今世界头号科技强国。自第二次世界大战以来，不论是以诺贝尔奖得主数量、科学论文产出量及被引次数衡量，还是以海外学生到美国留学的数量或者大学创办高技术公司的数量衡量，美国都牢牢占据世界第一的位置。由康奈尔大学、英士国际商学院（INSEAD）和世界知识产权组织（产权组织）联合编写的《2017年全球创新指数》显示，美国是世界上最具创新力的国家之一。分析研究美国的科技发展轨迹，对于我国新时代加快建设创新型国家具有重要意义。

本文结合时间和要素两个维度分类梳理美国的科技发展轨迹。在时间维度上，根据国际形势、科技政策重心变迁等因素综合判断，将美国的科技发展历程大致分为四个阶段：美国独立到19世纪中叶、19世纪后期至第二次世界大战前、第二次世界大战中和“冷战”时期、20世纪末期至今。在要素维度上，按照科技发展模式的3W-3I结构，对美国科技发展模式的内核要素，包括科技研发主体（Who）、科技研发途径（Way）、科技研发领域（What），以及外部要素，包括科技发展资金（Investment）的来源、科技发展的人才（Intelligence）支撑、科技发展的制度（Institute）保障进行归纳总结。

一、美国的科技发展阶段

战争，改变了社会体制，改变了经济发展模式，改变了科技发展需求，是划分美国科技发展阶段的分水岭。以美国南北战争、两次世界大战、“冷战”为标志，可以将美国的科技发展划分为四个阶段，每个阶段科技发展模式的内核要素和外部条件都有不同特点。

（一）美国独立后到19世纪中叶

这一阶段，美国科技处于自由发展状态，政府基本不介入科技活动。从经济上看，这与美国在立国之初是农业国有关，在19世纪40年代之前，美国经济主要是以农业为主的种植园经济模式；从政治上看，这与美国在建国前长期处于一种先有民众、后有政府的状态有关，在1787年联邦会议起草宪法之前的相当长时期内，甚至没有实体政府机构来管理联邦公共事务；从文化上看，这与美国的自治传统、宪政民主、联邦分权体制以及欧洲文化影响等因素有关。但是，美国很早就开始注重知识产权保护。1790年，美国就制定了保护专利的第一部法律， 1802年成立了联邦专利局。美国的知识产权制度是加速科技创新成果商业化应用的基本激励制度，这也是美国在较短时期内超越欧洲成为科技全面领先国家的主要原因之一。

1636年哈佛大学的建立是美国建国初期人才培养的里程碑。美国建国之后的发展进程与哈佛以及后来建立的其他常春藤学校开展的科学研究和人才培养密切相关。这一时期的西部大开发使得美国农业技术得到极大发展，相应的农业种植能手、农业技术员和各类建设工程师成为抢手人才。

（二）19世纪后期至第二次世界大战前

19世纪初期，美国开始工业化，至内战结束后，工业化进程步入成熟阶段。在从内战至第一次世界大战的不到50年时间内，美国从一个农村化的共和国变成了城市化的国家。进入19 世纪下半叶，美国不再是小农遍地的农业社会，而开始成为一个新型工业化国家，美国北方的工业化进程尤其迅速，对政府的职能和责任提出了更高要求。

美国内战造成了其对科技的军事需求，并使人们开始反思联邦权力过弱的体制弊端。军事需求、政治反思和工业化趋势结合在一起，成为推动美国科技发展模式变迁的强大动力。美国的职业化科学不断扩展，产业界和企业开始正式为科学家提供职位，科技活动也逐渐开始需要更强大的力量介入和扶持。美国联邦政府开始介入科技发展事业，通过立法、成立政府相关部门等方式，逐步建立并完善国家科研体系。1863年，林肯政府成立了美国国家科学院，旨在对科学与艺术进行调查研究与分析，并进行汇报。这一时期，美国着力学习了德国的先进科技体制与管理方法，科学活动向集体形式发展。首先，为了统一度量标准，避免混乱和争端，美国联邦政府和国会开始重视加强制订标准的技术能力。1901年，国家标准局成立，后来成为著名的国家标准与技术研究院，在美国的科技进步中起到了十分重要的作用。1915年，美国成立了国家航空咨询委员会，这是政府成立的第一个军事研究机构，扩大了政府组织科学研究的权限；同年，海军也成立了海军咨询委员会。1916年，为将美国的科技资源用于军事目的，成立了国防会议。在史密森博物研究院和国家科学院的倡议下，时任总统威尔逊指令国家科学院组成了国家研究委员会，其任务是为政府、大学、产业和其他研究组织之间的合作创造条件。到1920年，美国已形成了联邦实验室、企业研究机构、高等院校研究机构和私人科学基金会设立的科研机构组成的全国科研体系。以民间基金为主，与联邦政府、大学、产业界共同构成了支撑科技发展的四个投入途径，美国逐渐进入“多元投入”阶段，开始出现四种科研机构共存、三类科研经费来源共同投入的模式。

1862年“莫里尔法案”和哈奇法案的颁行，标志着美国联邦政府参与科研工作的开始。美国政府通过相关法案支持鼓励加大研发教育投入；在设立农业部和“莫里尔法案”颁布后，“用于共同防御和全民福利”成为美国宪法解释中的一个重要变化，这为此后美国政府介入各种科技活动提供了宪法依据。同时，随着“莫里尔法案”（Morrill Act of 1862）和第二次《赠地法案》的实施，美国开始出现大批的州立大学、学院和研究机构，使得科研活动的执行主体情况改观，开辟了美国高等教育和科学研究发展的新阶段。大学成为面向农业科技和地方工业发展的科技人才发挥创造性的工作平台，也保障了劳工阶级子弟能获得实用的大学教育，促进了公共教育的发展，为西部开发提供相适应的工商和各种专门技术人才。

这一阶段，美国经历了自由开放的移民政策向有限制的移民政策转变。1864年颁布的《鼓励外来移民法》确立了美国鼓励外国劳动力入境的移民政策，对移民几乎未加挑选全部吸引。但是在1882年通过“排华法”，明确规定禁止华工入境。这是美国历史上第一个全国性的排斥外国移民的种族主义法案，并由此形成长达61年的排华时期。

（三）第二次世界大战和“冷战”时期

在罗斯福执政时期，美国政府研究开发经费从1935年的1 亿多美元增长到第二次世界大战结束时的15亿美元；科学技术体系逐步建制化，建立了国家发展科学技术的专门机构，形成了研究型大学、联邦科研机构和企业三大科研主体；大批人才聚集美国，仅从欧洲就移民来千位一流科学家和工程技术人才。这一系列举措促使美国的科技创新能力迅速提升并超越欧洲成为新的世界科技中心。第二次世界大战中，由于扩军参战，并大量供应盟国军火物资，美国成为盟国的兵工厂，军工成为美国科技重要研发领域，“曼哈顿工程”就是这一阶段美国科技发展的一个重要里程碑。到了“冷战”时期，美国又与苏联展开了一连串太空竞赛，美国将外层空间安全纳入到国家安全战略之中，财政预算逐步向空间技术倾斜，直至启动了“冷战” 时期最大的空间计划——阿波罗登月计划。

由于战争的需要和科学技术在第二次世界大战中起到的决定性作用，美国政府开始大力扶持科技发展，成为推动美国科技进步和管理技术创新的核心。第二次世界大战爆发后，美国联邦政府开始取代私人企业成为R&D的最主要投入主体。1941 —1945年，美国R&D总投入约有30亿美元，其中的83%是由美国政府出资，1944—1945年，每年的R&D费用约8亿多美元，几乎全部由政府出资。1950年5月10日，美国通过国家科学基金法案，美国国家科学基金会成立了，成为资助科学研究的重要经费来源。企业一直是美国科技研发的主体，到了1941— 1953年，开始成为美国R&D经费投入的最主要执行部门，技术研发能力也大幅度提升。

《拜杜法案》和《史蒂文森-威德勒技术创新法》的颁布，标志着美国的科技成果转移转化由个别行为转变为国家层面的行为。同时，不仅联邦实验室体系得到了发展壮大，很多大学也通过承担委托的科研项目逐步成为研究型大学。但美国政府并不直接指挥企业生产，R&D执行部门大多不由政府控制，即使在战争状态下，美国的市场机制也并没有被完全取代。

20世纪50年代末，美国视教育为国家发展的基础和人才培养的关键，并把发展教育作为国家的战略重点，相继通过了《国防教育法》《美国2000年教育战略》《为21世纪而教育美国人》和《美国为21世纪而准备教师》等一系列法案和报告，极力呼吁为未来准备高素质的人才资源。

这一阶段，美国移民政策的主要特点是对移民类型进行限制。1921年实施《移民配额法令》，美国开始尽量减少一般性移民，转而大幅度增加技术移民。

（四）20世纪末至今

“冷战”结束后，美国成为世界上唯一的超级大国。美国联邦政府的科技政策从注重军事科技转为着力发展基础研究和公益性研究，呈现出向第二次世界大战前开放政策“回归”的现象。进入90年代，美国计算机产业发展迅速，并带动全球的高科技信息产业，开拓了新一代的产业革命。进入21世纪，美国的科技政策和战略一直围绕“创新”和“竞争力”这两大主题思想展开，美国约50%的GDP增长得益于创新。特别是金融危机爆发后，奥巴马政府更是增加联邦政府科技投入、大力支持自主创新。

这一阶段美国的科技发展资金来源以“企业主导”为特征。除了对知识产权法等相关法律进行调整之外，美国还通过加强政策引导、实施税收优惠、拓宽投融资渠道等措施，鼓励企业技术创新，促进产学研交流合作，引导知识和技术向企业转移，推动科研联合体的形成。面对“冷战”结束后世界经济竞争日趋激烈的新形势，克林顿政府强调国家安全的中心开始转移，未来的国家安全将取决于经济和技术的整体实力，为维持美国的霸权地位，必须把保持美国科学研究和教育的优势置于最重要的地位。20世纪70年代后期，为了鼓励创新，美国政府先后通过多次立法，明确了联邦实验室技术转让联盟作为全国性的技术中介组织在技术转移活动中的责任，由联邦政府提供稳定的资金支持其开展工作，并根据形势的不断发展，赋予其相应的职能。从20世纪80年代起，伴随着新古典经济学的兴起和里根-撒切尔改革，美国企业对科技的投资迅速增加，美国产业界对R&D活动的投入逐渐超过了联邦政府，成为科研资源中的最大供给来源。

同时，美国联邦政府开始对企业研发进行干预。布什政府于1990年公布了《美国的技术政策》，作为美国联邦政府级制定的第一项全面技术政策，首次把加强和支持工业研究开发纳入国家技术政策，从而结束了美国政府不干预企业研发的历史。克林顿政府进一步加大了全美科技投入力度，制订了研发经费达到GDP 3%左右的指令性目标，鼓励产业、学术和各种社会力量共同参与科技发展。

为了确保美国持续引领全球创新经济、开发未来产业以及协助美国克服经济社会发展中遇到的各种困难。克林顿强调未来国家安全取决于经济和技术的整体实力，美国必须坚持科学研究和劳动力培训来维持全球领先地位。2006年年初，布什政府宣布实施《美国竞争力计划》(American Competitiveness Initiative，ACI)，强调通过加大对科研和教育的投入，加强科学、技术、工程、数学(STEM)方面的人才培养，希望利用十年时间提高本国的创新能力和长远竞争力，使人才和创造力处于世界领先位置，以科研促进创新能力提高。2007年8月，美国参议院通过了《美国竞争法》，把提高美国的创新能力和竞争力提高到了法律的高度。2008年国际金融危机以来，为尽快摆脱经济衰退的影响，美国政府又再一次举起了创新的大旗。 2009年9月，美国首次发布《美国国家创新战略》，并于2011 年进行了更新，在原有的基础上增加了维持创新生态系统的新政策，内容也更加具体和充实。2015年10月21日，美国再次正式发布新版《美国国家创新战略》。新版《美国国家创新战略》沿袭了2011年提出的维持美国创新生态系统的政策，首次公布了维持创新生态系统的六个关键要素，包括基于联邦政府在投资建设创新基石、推动私营部门创新和授权国家创新者三个方面所扮演的重要角色而制定的三套战略计划，分别是创造高质量工作和持续的经济增长、催生国家重点领域的突破、为美国人民提供一个创新型政府。新版《美国国家创新战略》在此基础上强调了先进制造、精密医疗、大脑计划、先进汽车、智慧城市、清洁能源和节能技术、教育技术、太空探索和计算机新领域等九大战略领域。

在人才支撑方面，美国联邦政府从1990年开始启用H-1B 签证政策，专门吸引美国之外的专业人才。1990—1998年，美国每年引进6.5万名高技术人才，2001—2003年，H-1B签证数额增加到每年19.5万人，并对获得美国大学硕士以上学位的外国留学生免去H-1B签证数额限制。2013年年初，奥巴马政府在一个月内连续三次强调继续推进移民改革，大力吸收国际高级人才，特别明确了未来的移民政策将继续向STEM领域人才和在美投资创业者倾斜，高端人才成为美国移民的主要目标。

二、美国科技发展对我国的启示

科技强国是现代化强国的主要标志。目前，我国进入了全面建设社会主义现代化国家的新时代，习近平总书记提出的建设世界科技强国“三步走”的战略目标，对科技创新提出了新的、更高的要求。学习美国发展成为科技强国的经验，对于我国转变发展方式、优化经济结构、转换增长动力具有重要意义。

（一）政府应成为科技发展的重要推动者

美国市场经济高度发达，并经常标榜自己为自由市场经济的国家，政府很少对市场运行进行干预。但是从美国的科技发展历史可以看出，政府在推动科技发展、提高科技竞争力方面始终发挥着重要的作用。从目前的科技投入结构来看，美国的企业在科技投入中占据着主导的地位。但在历史上，在产业和企业科技创新能力比较薄弱的时期，正是依靠政府大规模而稳定的科技投入创造了大量的科技成果，为产业和企业的发展奠定了雄厚的科技基础。至今美国生物医药产业的原始技术，90%以上都来自于美国国家卫生研究院。直到今天，在经济转型升级的迫切需求下，政府仍然保持着大量的财政科技投入。

（二）政府和企业要摆正在科技管理体制中的位置

企业作为创新主体的作用应得到充分发挥，政府仅进行必要的干预。市场是企业间进行交往和协调的主要机制；政府尽可能少地干预企业研究和开发活动，只负责关系到国家利益的重大的基础性研究和国防研究的推动工作。美国政府实施了一些有利于企业创新的措施，从供给、需求和环境保障几个方面上来促进美国国内技术创新活动的开展。在美国科技管理体制中，分散中有集中，科技任务有很多政府部门来执行，但是科技预算和分配的权利有统一的部门来进行协调，有利于保证科技发展方向和战略的实施。在世界上实行类似分散型科技管理体制的国家只有美国，这是和美国特有的发展历史及其世界科技大国、强国的地位是分不开的。从中小型高科技企业成长的宏观环境上看，美国政府积极建立法律保证系统，成立组织支持系统，建立政策支持系统，建设技术孵化器，税收政策（包括鼓励风险投资的税收政策）、政府采购、国防工业都推动了创新活动。从中小型高科技企业的技术创新能力上看，中小企业的迅速发展，成为了推动高科技产业发展的重要力量，是美国经济发展中的一个重要事实。

（三）积极引进国际顶尖人才

美国科技发展能够在世界上处于全面领先的地位，这与充分利用世界创新人才、创新成果是分不开的。从华盛顿、杰斐逊等开国元勋发展教育、普及知识到林肯着力发展公立大学体系，从罗斯福在欧洲战场抢夺科技顶尖人才到克林顿推进教育信息化，从艾森豪威尔实施《国防教育法》到布什实施《不让一个孩子掉队法》等，美国政府历来把培养、吸引一流人才作为国家优先目标。美国一直高度重视从其他国家引进科技人才，同时通过体制机制的创新，加强环境建设和营造，充分利用世界创新资源和创新成果，这也是我们发展中国家应该充分学习和借鉴的。为了鼓励中青年科研人员的创造发明，美国科学基金会设立了各类奖励，但规定只有持美国绿卡或护照者才有资格获得。如果获奖者是外国人，美国政府会劝说获奖者留美效力，积极为其办理绿卡或入籍手续。优越的工作和生活条件吸引着世界各国的技术人才，是美国科技领先世界的不可替代的人力资源。

（四）注重基础学科教育和人才培养

科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑，科技创新的主体是高素质的人才，致力于自主创新必然会增加对高素质人才的需求。美国一直被公认为是世界竞争力最强的国家，这离不开美国政府对 STEM教育和人才培养的重视。小布什在国情咨文提出的“美国竞争力计划”指出，要加强学校的数学与科学等基础教育，以达到在基础研究和在人才和创造力方面领先世界的目的。奥巴马在竞选期间就表示要把STEM教育作为国家的首要任务。《美国科工指标2018》数据显示，从长期趋势看，美国的数学和科学基础教育的教育进展评估得分呈不断提高的趋势。

作者丨 赵吝加

转自丨 战略前沿技术

来源丨 中国科协创新战略办公室《创新研究报告》第46期