[转帖] （转载）基础科学系列

heisfool

基础科学系列（1）-帝国夕阳

本人最近学业上产生了一点点变故，科研重心在老板的压力下发生了转变。因此心情有点不爽。因此写点东西来发泄一下，现在写的这个系列是关于未来基础科学研究发展趋势的，初步打算写一个系列：帝国夕阳，罗马困局，红色迷雾，黑金过山车。（大家可以猜一猜都指的是什么国家，猜到无奖）。不过不管怎么说，我的科研压力还是挺大的，所以不保证填坑的速度，勿催稿。


在开始正文之前，为了避免不必要的误解，我先要澄清几个问题。首先本文所讨论的科学研究指的是理工科基础研究，即一些旨在提高相关国家技术水平，探索人类知识边界的研究活动，这种研究活动有一个突出的共性就是研究与现实应用距离遥远。另外这些前沿探索性研究多半风险性极高，失败乃是家常便饭，耗时极长，有些问题经过几十年的努力仍然不能给出明确答案（甚至很多时候经过几十年，连一个思路是否能成功都不确定），糜费甚多。为了让读者更好的了解“理工科基础研究”的含义，我选择几个例子：物理中的深空探索，物质微观和宇观结构研究，数学中的数论（尤其是与密码学无关的方向），生物学中的非哺乳动物模式生物研究，设计生物学等。化学中的量子化学，工程学上的聚变堆，激光气流控制等。


其次，就像数学是建立在公理之上的，我也想提出几个“公理”，作为本文的支撑。第一，基础科学不是必需品，一个国家如果没有特殊需求，至少是可以短期内没有基础科学研究的。世界上绝大多数发展中国家，都在本国内没有门类齐全的基础科学研究机构，这些国家照样可以正常发展。第二，基础科学研究对于提高人民生活水平没有直接作用，基础科学研究能为一国高科技含量产品的研发提供有力支持，因此富国往往有较大的基础科研投入，但基础科学不是富国的必要条件，沙特非常富裕，但没什么基础科学能力，相反前苏联有极其强悍的基础科学能力，但其科技工作者仍然要和所有人一起排队买面包。第三，支撑强大基础科学能力的是充足的经费和大量高水平研究者，所谓体制能产生一定影响，但其影响力远不如经费和人员限制。有些人认为中国科研落后是体制问题，但他们无法解释为什么政教合一的沙特，大街上不能抨击资政的新加坡能拥有世界一流的研究所。第四，建立一个世界一流的科研基地需要大量经费和很长时间，但摧毁一个科研基地只需要短短几十年，没有充足的经费和足够的人员，一个国家的科研水平会飞速下降，苏联解体后，科研体制崩坏就是最明显的例子，曾经星光璀璨的苏联科学院转瞬之间灰飞烟灭，俄罗斯经过20年的努力，仍然不能将其恢复到苏联解体前的水平。最后科研高度复杂，一般大众极少具备参与科研决策，评估科学进展，理解把握科研方向的能力。从某种程度上，科研和科研决策是由极少数人参与的小众游戏。最后，科学研究是一种结果和逻辑的专制，在这种专制下，一个学说无论有多少人支持，或者支持者具有多么大的权力，没有实验结果支持都不能被称为科学。民意和权贵可以不支持自己不喜欢的学科，甚至肉体消灭他们不喜欢科技工作者，但这只会限制相关领域的发展，不会使实验结果改变为他们想要的。



从二战结束以后，英国的基础科学研究就呈现出一种稳步倒退的状态。这种倒退的根本原因是因为英国自二战后放弃了独立发展国防工业和高科技高附加值产业的方向，从而使得英国基础科研的人才培养和经费投入都呈现出逐渐萎缩的趋势。其次英国特色的工党-保守党轮替也加重了英国科研萎缩的速度。最后，工党搞出来的食金兽NHS也在吞噬公共开支方面起了巨大而不可替代的作用，保证NHS经费已经成了最高级别的政治正确，倒在它嘴下的不仅仅是基础科学，还有教育，国防，外交等等。苏伊士运河事件后，与坚定不移的发展国防科技以支持独立自主外交政策的法国不同，英国选择了紧跟美国，积极履行北约成员国义务的外交政策，这使得其国防高科技研究项目显得多余。工党60年代的国防政策白皮书终止了英国独立研究军用飞机的历史，使得一系列军用飞机公司和他们的空气动力学，弹性力学研究项目下马。1958年（感谢天堂风暴网友提供信息）美英核交流的恢复和北极星潜射战略导弹的引进，终止了英国自己的战略导弹计划，相应的特种高分子材料，高能X射线物理学等一系列科学失去了用武之地，逐渐消亡。等到80年代保守党上台，铁娘子力图缩减公共开支，减少科研支出，成功阻止住英国当时世界一流的生命科学研究搭上基因工程革命的东风，最终被美国抛下。虽然英国也曾经试图通过欧洲合作的方式，通过协和客机，空客，欧洲战斗机，地平线驱逐舰等计划，采取项目牵引的形式保持甚至发展相关学科的基础研究能力，但是相关项目的发展往往受到政治因素的影响而发展缓慢，道路曲折（如欧洲战斗机和地平线驱逐舰）甚至受到威胁（如罗罗的JSF替代发动机F136的发展计划）。可以说，如果以26型护卫舰，F136和CVF为代表的牵引性项目遇到困难或者后续无人的话，英国将失去工科基础研究的最后制高点。保守党政府对理科牵引性项目也没有任何仁慈，EPSRC的新海洋科考船已经随风而去，伴随它的消失的还有英国物理学家期盼已久的新加速器。对于理科某些方向来说，新的大型实验仪器是成功的关键，至少四年没有新大型仪器将使英国很多领域失去竞争力。



丧失了牵引的英国基础研究，面临两大问题。第一就是经费减少。按照英国为了应对金融危机的新预算，英国向高等教育的投入将减少40%，其中理科高等教育投入保持不变，而文科高等教育将完全市场化，由学校通过学费筹集资金（是不是听上去很耳熟？）尽管理工科的教育经费得到了名义上的满足，但是文科教育的巨大开支仍然需要提高包括理工科基础研究专业在内的所有学生用更高的学费支付。毕竟英国人再穷也不能弄出个“牛津郡理工大学”。这必然会严重影响英国高等教育的整体质量。同时英国负责分发人文学科经费的Council经费也将大幅削减。负责分发理科科研经费的Research Council经费名义上保持不变，大型仪器和基建投资将减少三分之一到一半。考虑到英国现在的CPI大约在4%左右，四年后英国理工科基础研究的经费投入购买力至多相当于现在的85%。科研经费的减少对于英国基础科学研究的损害是巨大的。最直观的，科研投入减少将降低经费申请标书的中标率，甚至达到一种非常危险的境地。按照美国科研资助人的经验，中标率在20%时科研工作者普遍比较乐观，当中标率降低到到15%时竞争就非常激烈，如果降低到10%以下，运气和评委的态度就成了关键，这时将比较难以保证科学工作者不采取一些非常规行动来为自己争取优势。另外，在这种经费有限的情况下，英国资助机构也开始调整资助方向，将更大精力放在“可评价”的更贴近应用的项目上。英国工程学和生物技术的主要资助人EPSRC和BBSRC分别修改了他们的资助方向，将重点放在可以转化为实际成果的研究上（“可测量”的成果），英国政府也在讨论修改对大学的资助模式，将科研成果转化作为评定大学资助水平的一个重要指标。在这种思潮下，MRC甚至关停了自己一些没有什么明显应用价值的研究组，如在爱丁堡大学的生殖医学研究中心。这对于科研工作者士气的影响难以估量，人去楼空的景象对人的震撼非常之大。这种结构性裁员所造成的人员断层，以后将非常难以恢复。


英国科学面对的另一个问题就是人员不足。理工科基础科研是冷门专业，而冷门专业招生困难，人员维持困难是全球性问题，以至于BruceAlbert在2010年12月的Science上发文提出：不能按照考生意愿来决定专业规模。英国目前的最大问题就是本地学生不愿意投入理工科基础科学研究中，出现了科研人员的空心化。作者最早注意到这个问题是因为作者发现自己研究所里的同行名字很多都不是英语，非常难念。后来经过一些观察，发现研究所中外国人占相当一大部分，尤其令人不安的是，研究所里的英国本地人往往不是教授就是技术员，博士生和博士后非常少，这意味着随着时间的推移，英国将越来越依赖于外国科技人才来运行支撑本国的基础科学机构。这种情况下，英国必须能够从海外获得足够多的各级科研人才，否则其科研机构将无法正常运转。然而，目前英国的政治形势表明，英国必然大幅缩减海外移民数量。现有的保守党自民党联合政府提出将非欧洲经济区（EEA）来源移民数量削减到其上台时的十分之一，并且限制来英国学习的非EEA居民留英工作。英国科学界和活动集团（如CASE）对此进行了抗议，但是这种反对怎么看怎么像日漫中的“蹭得累”，是那样的软弱无力。因此未来英国科研只能依赖于EEA内的人才。可是EEA这个概念本身就处于严重的危险当中。EEA内人员自由流动的前提是EEA各国人民有相似的生活水平。然而现在欧洲某些国家的失业率高企，政府福利支出超过承受能力，处于崩溃的边缘。很多人提出应该解散欧元区，允许这些国家货币自由贬值作为应对。实际上，自由贬值货币将导致这些依赖进口的国家人民生活水平暴降。（参考苏联解体后的情况）这将导致这些国家人民涌出祖国，寻找就业机会，对西欧工业国造成重大冲击。目前爱尔兰的移民潮已经显示出这种危机的现实性。一旦这种流动性丧失，英国的科研就将面对后继无人的窘境。



综上所述，目前英国基础科研处于比较困难的状态。对于英国科学，最好的前景莫过于英国快速走出危机，政府恢复科研投入；同时欧洲经济快速复苏，维持欧元区和EEA人口自由流动，为英国科研提供大量人才。但是这种情况很难发生。中等的前景就是英国政府控制CPI，使得科研经费缩水速度降低；同时欧洲大陆的德国和法国加强投入拯救西班牙，维持欧元区和EEA人口流动。这样英国科研将缓慢而持续的缩减规模，“光荣衰退”。但这需要德国和法国付出很大代价稳住欧元，债券市场也不能有较大波动，有一定风险。最差的前景就是英国陷入持续较大幅度的衰退，同时EEA因为西班牙问题崩溃，人口停止自由流动，甚至各国开始清理外来人口。那时的英国科学就将彻底成为历史名词。不管怎样，英国科学在未来几年都要面临很大困难，所以强烈建议任何准备来英国留学或者访问的人都要慎重考虑。

        PS。这篇文是去年写的，考虑到第三篇一时万会写不出来，我就决定先发出来，毕竟答应过某人。现在看有些内容已经有些过时了，（比如SDSR导致CVF的削减，F136项目的终止，成文的时候它们还有一口气呢）。但是整体来讲本文所述的绝望情况还是存在的。最近有同学对于一个非常偏门的问题提了一个实验方案，老板回答：“有意思，但是没钱。”我不禁想，如果LMB的创始人对着他的第一个博士和博后也说出这句话，世界也许将会不一样吧？

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基础科学系列 2——罗马困局

　作为本系列的第二篇，笔者在这里将要探讨世界上唯一的超级大国---美国的科研情况和发展趋势。不可否认的是，被称为“新罗马”的美国作为世界上唯一的超级大国，在绝大多数科研领域都占有绝对优势。目前来看美国科研经费较充足，人民的生活水平也在发达国家中算不错的。同时美国还采取了较为积极的移民政策。这使得美国有机会吸引全世界最优秀的人才。但是美国目前的基础科学科研也出现了严重的可持续性发展问题。对美国科学发展的历史现状和未来进行分析，是对我国的科研规划和发展有相当的借鉴作用的。

　　在19世纪末期，美国成为世界上第一大工业国，庞大的工业生产能力催生了巨大的工程学研究需求，而工程学水平的提高又依赖于基础科学的发展。在强大工业增长的刺激下，美国的工程学和基础科学研究开始高速扩张。20世纪初，迈克尔逊和莫雷成为第一个获得诺贝尔奖的美国科研小组，这标志着美国科学正式走上了世界舞台。在一次世界大战之前，美国的工业产值已经超过了排名第二的德国的一倍（美国工业占世界比重的38%，德国占15.7%）。一战和经济危机并没有导致美国工业比重的严重下降。二战期间，美国的工业比重更急剧上升，一天下水一艘的自由轮运载着打不完的坦克和飞机奔赴欧洲和太平洋战场。最终美国依靠强大的军事工业生产能力和苏联一起用蛮力推平了德国和日本。在此期间，大量欧洲一流科研人才西渡美国，“如过江之鲫”，极大地加强了美国的科研力量。战后，美国又挑起了和苏联的全面军事对抗，对于基础科学的投入大大增加。1958年，美国通过了国防教育法，以法令形势加强数学物理教育。冷战期间，在阿波罗计划、航天飞机、全核舰队和ATF等强大的国防项目牵引下，美国的基础科学全面开花。美国在重工业，生物医药业，高科技农业等方面缺乏大型国有企业，其工业生产依赖于私营公司。在私营公司和大学的游说下，美国于1980年通过了Bayh-Dole Act (拜杜法案)，允许大学等受联邦经费资助的科研单位作为专利的持有人。这相当于由国家承担全部研发费用，而学校、院系和研究人员获得全部收益，是化公为私的终极形势(1)。该法案极大地刺激了美国科研界的热情，也顺便将滥用经费牟利的行为降低到最低。当全部经费都成了研究所和PI牟利的工具时，再在小地方动手脚岂不是自讨没趣？于是，所有的教授都拼命地想着申请经费，做新课题，发表新文章，申请新专利。系主任拼命的试图扩大研究所规模，建新楼，招新PI和新PhD以求产生更多专利。甚至有些院系提前拿未来的联邦经费做担保，募集经费扩建新的研究机构（Bruce Albert，Overbuilding Research Capacity,  Science 329 1257，2010）。而处于科研界最顶层的学校和大公司，则雇佣了庞大的游说团体，以“保证美国竞争力”，“促进创新”，“知识经济”等等花哨的噱头，要求国会和州议会不断增加经费，以供自己申请专利牟利。美国科学在这种具有典型自扩增特性的管理模式刺激下，一骑绝尘，彻底甩下苏联。红色帝国拼命撒院士头衔和苏联英雄勋章，安排黑海疗养也无法弥补金钱的巨大驱动力。等苏联倒下之后，美国科学界颇有一种“拔剑四顾心茫然”的感觉。从支出单位看，美国联邦政府在2009财年投入了680亿美元的科研经费（Jorge Cham总结(2)），这些经费主要用于支持基础科学研究。而中国政府在2008年的基础科研投入为270.3亿元（第二次全国科学研究与试验发展（R&D）资源清查主要数据公报（第一号）(3)。按照汇率1:6.8计算，美国的基础科研总投入约是中国的17.1倍。以学科为标准，美国每年投入约40亿美元进行生命科学研究，欧盟年投入约为10亿美元，世界其他国家生命科学投入之和都小于欧盟，何况美国了。（Colin Macilwain，Funding in 2011: East Heats Up as West Cools Down， Cell 144 167，2011）


　　然而，任何一个人都知道，在现实中指数增长是不能无限制进行下去的。美国现在的基础科学研究，也遇到了严重可持续发展问题。问题的表象可以参见2010年1月4日的《自然》，“美国科学遇到大寒流”（US Science Face Big Chill，Nature， 469 009,2011）。笔者不是美国人也不是英国人，不用顾忌什么英美特别关系，更不必为了民主自由涂脂抹粉。因此笔者就把自己所见所闻所想写出来了，欢迎拍砖。不过拍的时候请用数据，不欢迎脑补流和喷子。


       美国基础科学所面临的最根本问题，是基础科学研究与去工业化的矛盾。美国工业曾经是世界的巅峰。1948年美国的工业生产比重占全球的56.4%,一个国家的生产能力就超过全世界剩下的所有国家。但是在2009年，美国的工农业生产总值被中国超过。在比较工业规模时，常采用用电量作为参考。2010年1-9月份，中国用电量超过美国，达到美国的100.4%。中国发电量是美国的93.6%，比一年前提高9.2%(4)。至于美国粗钢产量被中国超过之类的东西，已经是Too old的旧闻，提不起人们的兴趣。而且我必须提醒读者的是，与常见的吹嘘美国的文章所述不同，美国的去工业化是广泛的。美国的高技术产业和低技术产业一样在衰退。以大型民用飞机为例，波音公司(及合并前的麦道)出口的大型民用飞机是美国最大的单项出口物品。1992年时，克林顿政府曾经因为欧洲给空中客车公司提供高额的新机开发补助而向WTO提出抗议。当时有人提出要求美国政府向波音提供等量开发补助，以去除不公平竞争。当时的波音非常自信地拒绝了：“我们完全有能力依靠自身利润完成新机研发，不需要依赖政府补贴”然而当2005年，波音不情不愿的开始787（后来的7E7）的研发时，波音不得不邀请三家日本公司参与关键的机翼研发。为何？因为日本政府给他们的新机研发补贴非常高，降低了研发风险。说白了，波音自己已经无力也无意愿开发新机，但是美国政府不愿意波音渐渐退出民用大飞机市场，于是给波音找了三家日本公司，由日本政府提供补贴以分担研发费用。从此波音变成了所谓系统集成商，丧失了独立研发新机的能力。（John Newhouse， Boeing versus Airbus, vintage books, New York 2008）当冷战末期美国人得意洋洋地嘲笑苏联和东德大型机研发不利，需要偷窃美国零件的时候，他们未曾想到，20几年后世界上第一大芯片制造商是台积电，第二大是台联电。天河1A成为了世界上运算速度最快的计算机，排名第三的是星云也是中国制造。在航天领域，美国在土星五号和航天飞机时代的绝对优势也丧失了，2010年世界航天发射数量最多的国家是俄罗斯（31次），美国仅仅和中国并列第二（15次），美国航天产业在俄罗斯的竞争下节节败退，占主导地位的ULA只能靠NRO和NASA等的政府合同合同苟延残喘。从以上这些例子中我们可以看到，从高端制造业到劳动密集型产业，美国的工业在全面衰退。


　　去工业化所带来的直接后果就是工程学研究的萎缩。而工程学研究的萎缩又会传递到基础科学研究上。当波音把新型民航客机的机翼研发交给日本的时候，为什么还保留研究机翼效率的风洞，投巨资研究新的机翼效率CFD算法和软件呢？也不需要维持耗资巨大的CFD用超算中心。同样的事情在航天领域也在发生。美国希望私人公司研发新型火箭和太空船，因为私人公司“更有效率，能更好的控制成本”。OSC那样的私人公司是怎样控制成本的呢？在火箭中采用成熟部件减少新技术的应用并就能极大地降低风险，控制成本！Nasa顾问委员会的成员Esther Dyson在卡塔尔的Gulf Time上撰文(5)，认为Nasa更适合发经费和做科研，而私人公司更适合进行日常发射任务。我不知道NASA未来的工程师们是怎么在没有任何实际火箭研发经验的情况下预先研究下一代火箭的相关技术的。这种没有实际工程经验只进行预研项目的模式，在中国古代被形容为“闭门造车”。事实上，各个私营航天公司为了控制成本，纷纷使用成熟火箭部件，力争将研发费用控制在最低。大推力火箭发动机是重型火箭的难题，为了降低成本，避免研发风险，私人公司积极选用成熟的发动机。OSC的金牛座火箭用的是和平保卫者洲际导弹的一级，米诺陶火箭用的是民兵或和平保卫者洲际导弹的一级，而金牛座2火箭则使用苏联N1火箭一级的发动机。这种能省则省的态度已经产生了恶果。金牛座火箭曾经在2009年发射NASA的轨道碳观测站（OSO）载荷时因为整流罩（fairing）动作机构出现问题而失败。问题出现后OSC并没有弄清该次发射动作机构失效的真正原因，只是简单的将动作机构工作模式加以更改。结果今年3月发射Nasa的Glory环境监测卫星时又一次发生了同样的整流罩未分离的悲剧。这种为了省钱而减少研发，用成熟火箭部件搭积木的模式，已经开始显现的恶果。面对科研需求锐减的严峻情况各个学校的校长PI，和他们的spin-off高技术公司将研发重点从为了生产服务渐渐改变成为了科研本身服务。对于超算的工业需要越来越少，怎么办？开始研究一些大气，细胞之类的超复杂系统，再把超算发展维护合同外包给计算机系的同事就好。针对重大疾病的新药研发不出来？可以先研发一系列实验室里用的试剂盒嘛，反正试剂盒也能申请专利，能卖钱。要是两个教授能各开一个公司互相买技术就更好了，反正课题经费花的是纳税人的钱，不花白不花。源源不断的联邦经费就这样通过种种渠道到了Spin off公司的股东（就是是PI和大学）手里。这时候的科研已经从为社会其他部门提供新技术新工艺的“力量倍增器”，变成了一个自我膨胀的吞金巨兽，一个利益相关者从联邦科研经费中牟利的管道。


　　要从本质上解决美国基础科学的问题，只有一个可行方案，就是理顺科研和生产的关系，将美国重新工业化。奥巴马虽然在不同场合呼吁美国重新工业化，但是他不敢提及的核心问题就是美国去工业化的根本原因是普通美国劳动者享受了过高的生活水平，导致劳动力成本过高，使得劳动力性价比低的不可接受。这直接导致了工作机会流入中国等劳动力性价比更高的国家。一些人鼓吹所谓“美国模式”（现在已经改称“德国模式”），宣称高福利能带来高劳动生产率，从而使得企业在高福利国家仍然能取得比在低福利国家更高的利润。在一定范围内提高福利确实能提高劳动者的积极性从而提高劳动生产率，但是这种提高显然是有限的，不足以弥补美国和中国的工资差异。例如在现代社会，劳动者的数学、科学和阅读水平与工业生产的劳动生产力呈正相关。然而美国学生在2009年的PISA测试中数学分数为487（OECD国家平均值为496)，排名31／34。科学分数502（OECD平均值501），排名23／34，阅读分数500（OECD平均493），排名15／34。作为对比，中国上海的学生在三项测试中分别是600，575，556，均为第一名。（ Jeffery Mervis,Shanghai Students Lead Global Results on PISA, Science 330 6010，2010）中国其他21个省份的信息没有被公布，但显然上海在标准化考试（如高考）能力上不是全国最好的。这就说明除非美国的劳动力成本能降低到上海水平或者稍低，否则在美国进行工业生产是亏本的。照目前情况看，除非美国改变民主代议制政体，通过行政手段大幅降低人民生活水平，同时提高劳动强度；或者放弃市场经济，采用计划经济体制强迫企业在美国国内亏本生产工业品，否则美国重新工业化是不现实的。随着时间推移，美国去工业化将越来越深入。美国基础科学渐渐成为空中楼阁，陷入了越来越深的危机。


　　基础科学在美国所面临的另外一个本质问题是科学与民主代议制的矛盾。科学本质上是专制的，是一种实验结果的专制。当实验结果与科技工作者的理论矛盾时，不管这个理论的支持率多高，支持者多么显赫，都会被“专制”的实验结果无情的打翻在地。这种科学方法论和民主代议制的根本性矛盾，在科研经费充足，国家平稳发展时不是问题，议员先生们会直接忽略那些拿着实验结果的科学家的“异端邪说”。一旦科研经费不足，国家发展遇到挑战需要作出抉择，这种本质性矛盾就会暴露出来。它和科学与去工业化的结构性矛盾一起，与美国特色的政治体制法律体制相结合，表现出了一些非常令人担忧的现象。从某种意义上来讲，这是美国特色的体制问题。


　　第一种令人担忧的现象就是美国一些政治势力试图利用政治手段否认科学理论。在这方面一个突出的例子就是智能设计论，一些基督教团体试图通过竞选郡教育委员会和诉讼的方式要求学校在教授进化论的同时教授上帝创造生命派的智能设计论。表面上，这些团体试图证明自己仅仅表示一种“科学”态度，提供一种“其他的”假说。但是，这是不符合科学方法论的。因为如果一个人支持属于智能设计论的基督教上帝创生命假说，那么他／她就同样应该支持采用类似逻辑构建的，同样属于智能设计论的凉宫春日教凉宫春日创造人类假说和意大利面条教的意大利面条创造人类假说。然而那些基督教团体却从来没有试图在学校里普及凉宫春日教派或者意大利面条教派的观点。可悲的是，虽然智能设计论不符合科学方法论，但是基督教保守派在美国不少地方都与进化论支持者形成拉锯，甚至有越来越多的支持者。基督教保守派的这种行为，本质上属于用意识形态来强行压制科学理论。它和苏联早期为了反对资本主义而压制摩尔根学派有异曲同工之妙。


　　如果说“智能设计论”还是一个暂时可以控制问题的话，那么美国官员拒绝承认环境变化，则可能演化成一个全球性灾难。人类活动可能对气候产生影响是现代科学界的共识。虽然由于科学技术发展程度的限制，人类对于未来气候变化的预测能力有限，对于气候变化的影响还不能精确估计（甚至气候变化可能对于某些国家有益），但气候变化影响的程度需要通过科研来解决，不是政治家能否定的。可惜的是，从布什政府开始，美国国内一些政治势力开始采取各种手段否定气候变化。这包括允许公共关系官员官员对于联邦政府的科研机构网站上的科学内容进行编辑（Censoring truth, NewYork Time, Feb 9 2006），限制联邦政府科研机构雇员与新闻界接触，要求科研人员必须在公共关系官员在场或者监听的情况下才能接受采访，甚至审查科研人员的讲座讲稿（A.C. Revkin, ClimateExpert Says NASA Tried to Silence Him, New York Yime, Jan 29 2006）。这种公共关系官员和联邦科研机构科学家的明争暗斗终于在2006年被曝光。2006年1月29日，Andrew C. Revkin 在纽约时报发表文章“Climate Expert SaysNASA Tried to Silence Him”，指责NASA总部雇员George C. Deutsch命令NASA戈达德研究中心的公共关系官员L. MacCarthy禁止戈达德中心主任J.  Hansen接受NPR的采访，仅仅是因为“NPR是美国自由主义倾向最严重的媒体之一”。NASA本部的某官员威胁如果Hansen继续发表全球变暖的言论，他将“承受严重后果”。Deutsch甚至宣称“我的工作就是使总统先生看上去英明神武”（Mr. Deutsch said his job was "to make the president lookgood"）。随后网友发现Deutsch在大学未毕业时就退学参加了布什总统的连任竞选团队（这可不是一般草根后代所能拥有的幸运）。布什连任成功后，他被布什总统直接任命为NASA公共关系官员，并没有如他简历中宣称的那样在德州A&M大学毕业。几天后Deutsch不得不因此而辞职。随后NASA修改了媒体政策，放弃公共关系官员对于科学家接受采访内容的审查权，但仍然对“非涉密敏感话题”保留了足够的权利（Eli Kintisch, RevisedNASA Media Rules Promise Greater Openness, Science, 312 32, 2006）。两年后2008年，NASA发表报告认为没有证据显示美国政府上层在此事中起干扰作用，时任戈达德中心公共关系常务助理主任的Dean Acosta激烈抨击了该报告的可信性。（A.C. Revkin, NASA Office Is Criticized on Climate Reports, NewYork Time, Jun 3 2008）笔者也认为该报告的可信性不足。因为Hansen对于如何和政客打交道有丰富的经验，而且在美国决策圈中有广泛的人脉。在Deutsch才 7岁的时候，Hansen已经在美国国会就气候变化问题作证了。显然Deutsch背后还有其他人，否则Hansen这样一个研究中心主任级别的老油条不可能被一个24岁的大学肄业生在NASA内部的彻底压制，以至于必须靠记者发表文章的非常规手段来翻盘。随着共和党在中期选举中全面控制众议院，政客和科技工作者在气候变化领域的斗争全面升级。2009年，现任众议院议长，俄亥俄州众议员J Boehner在接受ABC采访的时候说：” The idea that carbondioxide is a carcinogen, that it is harmful to our environment, is almostcomical”（题外话：笔者真想不明白参议院先生怎么会认为有人觉得二氧化碳是致癌物，强烈怀疑议员先生不知道carcinogen的词义。）直接否认气候变化的存在。至于正在竞争众议院能源和商务委员会主席职位的John Shimkus，竟然在2009年的国会听证会上引用《圣经•创世纪8:22》的原文（大意:只要地球还在，播种和收获，日夜春夏冷热交替就不会停止）来否认全球变暖的潜在危害！（Elizabeth Kolbert,Uncomfortable Climate, New Yorker, Nov. 22nd 2010）笔者写到此处彻底抓狂了。一个世界上总碳排最大，人均碳排仅次于卡塔尔的超级大国，竟然拒绝相信观测数据，而拿2000年前的宗教教义指导自己的能源政策！！


　　这和浩劫期间做任何决定都要引用一段语录的行为有TMD什么区别？！要知道太祖语录好赖还有关于工业化的论述，而2000年前连像样的热机都没有。美国已经为自己的鲁莽付出了代价。布什政府停止了克林顿政府时期美国能源部与中国华能集团合作的下一代碳捕捉型发电机组（Next Generation CarbonCapture，NGCC）的研究。而当去年奥巴马政府重启NGCC研究的时候，中国的华能集团已经能将NGCC的碳捕捉成本从100美元/吨降低到30-35美元/吨，抢先达到了在欧洲碳交易市场交易的商业化门槛。（Jeff Tollefson ，Low-cost carbon-capture project sparks interest， Nature 469 676, 2011）奥巴马政府想恢复NGCC研究，而又对中国人的”Secret Sauce”一无所知，在设计新机组时需要参考中国的研究成果，因此只能与中国签约要求合作。


　　在通过政治手段不断玩弄科学理论的同时，美国某些政治势力也没有放过“外行领导内行”的机会，不断在某些具体科研计划上指手画脚。意识形态和党派斗争干预具体科研决策，是另外一种正逐渐变得广泛的值得担忧的现象。这几年被影响的最惨的就是人胚胎干细胞研究了。布什政府上台后，基于自己派别的宗教信仰决定抑制人胚胎干细胞（hesc）研究。于是布什总统签署命令，限制用联邦经费资助人胚胎干细胞研究。如前文所述，联邦科研经费是美国科研的根本，这项限制极大的影响了美国hesc研究，触及了前述高技术公司，学校，PI利益复合体的根本。作为应对，高技术发达的加利福尼亚州的一些病人活动团体决定通过发行债券募集资金来资助hesc研究。为了能让这个动议通过，动议提出方宣称可以在5－10年内将成果实用化，用商业回报支持后续研究。这简直是异想天开，目前hesc的基础研究还处于相当初级的阶段，即使是将hesc用于药物筛选等非临床性应用都有很多难以解决的技术问题。偶尔进行的一两例临床干细胞治疗也是高价格小批量的研究测试，无法收回成本。可见无论是禁止研究派还是大干快上派，对于干细胞研究的估计都不是基于客观技术水平和现实需要，而是制定政策者的主观愿望。这种拍脑袋式的政策，必然有隐患，果然，随着加州政府财政紧张导致的融资能力严重下降，CIRM未来经费来源出现了问题。奥巴马政府上台后，解除了布什签署的禁令，但是美国一些宗教团体仍然使用了法律手段短暂的停止了联邦经费对hesc研究的支持。全球不少hesc研究者幸灾乐祸地看着他们在NIH campus的同行慌慌张张冻存细胞。最令人担忧的是，这个官司目前还没有停止，而美国国会对此事态度暧昧。在美国hESC研究的闹剧中，影响hESC研究不是美国人民的健康需求，也不是美国经济的支撑能力，更不是本学科的客观发展规律，而是不同政治集团和利益集团的角力。

　　这种角力，影响的不仅仅是干细胞研究，对其他领域也有广泛的影响。布什下台后，其一手倡导的“星座”火星探索计划人走茶凉，被奥巴马政府放弃。奥巴马政府希望采取一种风险更低，更灵活的策略进行深空探索。在2010年的NASA预算法案中，参议院要求NASA在法案生效后90天内提出一个完整的新型重型火箭方案，经过5年工程开发在2016年达到可用状态，并且总研发经费小于100亿美元。而NASA上一个运载工具研究项目-航天飞机花费了3年时间提出方案，9年工程开发，总共研发费用达到了200亿美元（1980年币值）。NASA在90天的法定要求中完成了分析，认为现有的进度要求和预算无法达到国会的要求(6)。这个时候一件让人啼笑皆非的事情发生了。参议院相关的科学委员会的4名议员联名写信给NASA，声明“我们感谢NASA的努力，但是同时按照指定预算和进度廉价高效的生产重型火箭不是可选项，而是法律的要求，NASA必须用过去的经验提出一个能符合进度和预算的方案。”(6)这4名参议员有一名本科专业是远东学（洛克菲勒，富N代），另外三人学的是法律，没有任何工程学和基础科学经验。他们竟然在指摘NASA的火箭专家如何造火箭！写到这里，笔者不禁恶毒的想，这几位尊敬的议员先生为何不立法要求NASA开发一种能把载荷加速到每秒40万公里速度的新型火箭呢？要知道这种新型火箭一旦开发成功能够一劳永逸地甩下中俄的航天计划。


　　最后笔者想谈谈茶党运动。在本文的第一版中，笔者对茶党运动的危害做出了错误过高的估计。经过了一些深入阅读，笔者发现茶党对于政治正确的影响力还是相当有限的，茶党目前还是一个松散的组织，佩林也远没有太祖那样强大的号召力。茶党在体制内的同情者也主要集中在共和党右翼，在军队警察中没有成建制的支持者。因此相比而言，其缺乏对美国现行体制进行颠覆性破坏的能力。但是他们对于政治正确的影响力仍不能小觑。由于共和党领导的众院在2011年财政预算上与民主党领导的参院和奥巴马的分歧太大，2011年预算难产并且最终导致美国政府差一点关闭。预算难产的背后是美国对于赤字的看法的变化，在茶党运动开始之前，美国上下对于日益增加的赤字和外债并不真正担心。奥巴马上台之初通过了数额巨大的刺激计划，并且进行了QE2以刺激经济。而随着茶党上台，“财政赤字和外债应该被消灭”这一观点已经深入人心，甚至连奥巴马都不得不承认应当合理预算，逐步消灭外债。在这种情况下，最后通过的2011年预算实际上已经减小了科研投入。奥巴马所谓为了“赢得未来”而大幅增加DOE，NSF，NIST经费的方案已经显得不切实际。目前奥巴马并没有一个有效的方法在不加税的情况下增加财政收入，为其庞大的科研刺激计划买单，他甚至无法说服国会议员们继续投钱来支持在共和党人看来浪费的基础科研研究。目前看来，除非美国政治格局发生重大变化，2012年美国的基础科学投入将在2011年基础上继续缩减。唯一的问题是削减的速度，共和党和茶党要求剧烈缩减科研投入而民主党认为应当缓慢的削减。基础科研的资金密集特点也导致了其在民主政体下的易损性。正如Nature说的大实话：“试图规避风险的政治家总是喜欢削减诸如科研的长期投入项目”（Impossible arithmetic，Nature 470 305， 2011）笔者认为，在这种全民反赤字的氛围下，奥巴马还是能在2012年大选和几个科学家的饭碗面前做出正确选择的。


　　本质上，美国的科研衰落将是相对的。美国仍然拥有强大的工业份额，因此即使衰退，美国占世界科研份额也只是从绝对领先变成与其工业份额相似的水平。这意味着，衰落后的美国仍然会拥有世界上前五名的科研实力和相匹配的研究队伍（按照最理想估计，2009年美国占世界工业份额19%，中国日本各占15%，按照对美国不利的估计方法，直接比较工农业产值或者GDP，美国占中国的60-80%左右）。美国正在调整其整体预算政策，尤其是2012年的预算。因此现在还无法具体讨论美国科研衰退的具体形式。最理想的形式就是类似于英国的光荣衰退。连续长时间稳定降低科研投入，直到投入水平达到可承受标准。但这要求美国两党达成共识，通力合作，这在目前的情况下是比较困难的。中等形式就是在激烈的政治竞争中，科研经费在近几年内急剧缩减，同时美国通过法律手段限制高科技移民，缩小科研队伍。最恶劣情况就是美国两党无法就经费问题达成一致，导致政府关闭，乃至出现国债流拍等不可控状态（去年曾出现美国国债暂时流拍的现象）最终对于科研等非必须项目采取严格的预算限制，导致一些科研机构解体，科研工作者失业。笔者认为，美国现在的摆在台面上的预算案基本上在中等情况到最好情况之间，但是考虑到茶党和共和党右翼强大的削减赤字意愿，从中上到中下的各种情况都有可能发生。

吹笛在湖北

搬张凳子，慢慢看。

吹笛在湖北

看完了。不是很懂，但觉得说的还是很中肯的。“最终对于科研等非必须项目采取严格的预算限制...”科研跟其它事物发展一样，总是起起落落的，这也算正常吧。

老程，菜农搞技术的，看法会更具体些。：）

psyzjs

看完了。不是很懂，但觉得说的还是很中肯的。“最终对于科研等非必须项目采取严格的预算限制...”科研跟其它事物发展一样，总是起起落落的，这也算正常吧。

老程，菜农搞技术的，看法会更具体些。：）
吹笛在湖北 发表于 2013-1-29 13:46

老大，技术不是科学，切忌混为一谈。

heisfool

基础科学系列——2012年年终科技趋势盘点

作者：coldhot3



　　写在前面的话：这篇文章是在写《基础科学系列——罗马困局》的间隙写的。主要分析世界主要国家科研经费变化趋势和潜在问题的。是最近一年对于世界各国的科研政策追踪的一个小小的副产物，也可以作为美国篇的补完。当然由于这篇文章涉及的数字太多，因此至少在初稿可能会有一些数字凭记忆写出，并没有详细检查文献，欢迎读者提出不同看法讨论。读者可能注意到这篇文章通篇并不涉及什么具体研究项目和成果。这并不意外，因为经过这么多年，笔者渐渐有一个的认识：再神奇的科研成果，如果没有连续的人员传承，也将如昙花般轻易消散在历史的长河中。另外现在科研投入上中国已经于2011年超过日本，成为世界第三，但是笔者在这里仍然把中国放第四，这样行文比较方便。


　　本文以倒叙形式对世界科研投入前4名的国家和地区在过去一两年的科研经费变化趋势和未来情况进行简要综述。这4个国家和地区占全球科研投入的约85%。可以说它们最近的变化，代表全球科学发展的趋势。


　　第四名：中国大陆地区（2007年GERD全球份额：10%）



　　最好的消息总要放在前面。虽然中国科学2012年总体数据的精确值要等到2013年9月才能统计完毕，但笔者仍然很乐观。在约7%的GDP增幅支持下，中国科研经费仍将维持之前的两位数增长，并且很有可能第一位数字是2。



　　除去数字，中国科研体系在过去几年里得到了一定程度上的优化。前几年非常严重的硕士博士研究生补贴太低问题在一些重点大学得到了缓解，打开了家境不富裕的同学继续深造的大门。再加上研究生入学考试的逐渐正规化。中国一些顶尖大学和其他研究机构可选择的生源质量和数量都不断提高。而之前的研究生教学师生比过低的问题，正随着教育部的总量控制和各个学校积极引进中青年教师逐步到位而得到一定程度的缓解。我国目前年轻而朝气蓬勃的研究队伍，是中国科学最珍贵的资产。



　　在未来的几年里，我认为中国GDP仍然能维持至少5%左右的年增长率，以此为依托，科研投入应该能继续维持两位数的年增长率。占GDP比例从现在的1.6%左右逐步提高。经过3-5年时间稳定在2%（英国水平）至3%（加拿大水平）之间，最高不超过3.5%（日本水平）。我国还可能为了刺激经济和提高民族自豪感而加大基础研究投入在整个科研投入中所占的比例，从现在的5%-10%阶段提高到10%-20%（西方国家平均水平），尽管美国和欧洲一些国家的经验表明这种投入对于经济没有明显刺激作用，还会导致科研经费分配恶化。按照欧美日的经验，自由竞争为主的科研体制一旦进入经费平台期会出现很多问题，比如人员培养无力，恶性竞争等。如何抢在科研投入进入平台期之前完成人员队伍和科研体制的优化，是历史留给教育部和科技部基金委领导们的挑战。成功了，中国科学将成为世界的灯塔；失败了，中国科学的人员队伍将出现不稳定，现有的好发展势头被迎头打断，中国科学将泯然众人矣。



　　未来几年，中国科学还有几个重点难点值得关注。其中第一个就是继续提高普通学校的研究经费和研究生待遇，缩小普通学校和一流学校在科研经费和人员待遇上的差距。过去几年的高强度投入极大的提高了我国科研机构的硬件整体水平，但是一些普通研究机构的国家自然科学基金中标率仍然与一流机构有很大差距，可以说惨不忍睹。如何在尽量不对人员队伍产生重大消极影响的前提下，提高普通学校研究者的科研水平，是个亟待解决的问题。这个问题和青年教师的待遇是纠缠在一起的，各个机构自身情况不同，没有统一的“通解”。解决不好很可能对于研究机构的学风造成灾难性打击，相当考验各个校长所长的领导艺术。同时普通学校还有相当数量的计划外招生研究生，他们的待遇还不能和计划内学生相比，有些家境贫寒的学生状况相当凄惨（2005年之后，笔者老妈带过一个学生，因为经济原因每餐不能保证吃到肉！这样怎么能保证每天高强度的工作！）如何平稳的将他们纳入国家招生计划，同时不刺激普通高校招收更多的计划外学生，是相当棘手的问题。



　　第二个问题就是如何从其他国家的科研政策中吸取经验教训，更好的指导我国科研发展。07年金融危机之后，由于世界各国经济复苏乏力，科研投入无法继续增长，各国科研政策进入了不稳定期。各国政府为了刺激经济和稳定科研队伍，采取了各种政策，从美国的ARRA经济刺激法案到西班牙的削减博士后职位，从NIH的A2sunset政策到NSF的 bigpitch，可谓五花八门，让人眼花缭乱。但是目前很少有人对这些政策产生的效果，即新政策如何影响各个利益相关方，科研队伍结构和产出进行系统客观的分析。(《自然》和《科学》上那些被1年之后的事实所否定的软文不是系统分析！)我国科研决策部门应该组织专人对西方近几年的科研政策和其效果进行分析。对于一些明显没有效果的政策，例如美国通过ARRA经济刺激方案，做出客观结论，不要重蹈覆辙。美国通过ARRA刺激计划向基础科研一次性巨额注资，并没有对经济产生长期稳定的正影响，还因为ARRA过期引起相当数量的研究组解散，恶化了研究人员信心。如何抑制住中国各级政府，尤其是地方政府搞这种饮鸩止渴的政策，是个值得研究的问题。



                最后的问题就是如何面对西方科研体系变化的冲击。最近几年西方科研体系培养了大量富余研究人员，极大的提高了全球范围内基础研究的竞争性。在相当多国家中引起了人员培养问题。如何给中国年轻研究者找到足够稳定的工作，向年轻学生证实科研是一个可以托付一生的事业将是一个越来越严峻的问题。像美国西欧那样出现本国人逐步从基础科研工作中退出，靠廉价外国学生充实研究队伍对我国来说并不现实。当然从另外一个角度来讲，如果欧日科研体系如后述崩溃，大批研究者失业。将客观上为我国有针对性引进外国人才弥补国内短板提供了千载难逢的机会。在上世纪90年代苏联解体后我国有针对性开战的双引工程，虽然因为经济实力的限制收获不如美国和西欧大，但也为我国关键领域工程能力的提高起了重大作用。如果我们能在欧洲日本科研体系出现重大问题之前提前预判，有意识做好引进人才技术的规划，相信以我国现在的强大经济实力，必然能在未来的抄底行动中取得更丰硕的成果。



第三名：日本（2007年GERD全球份额：14%）



　　日本长期稳定的科研政策和占GDP3.5%的高强度投入让日本科研独树一帜。但是日本现今的经济状况和日本政局的运行情况恐怕不能让任何一个理性的人看出任何希望。在经济衰退的情况下，日本科研和教育支出恐怕将在2011财年之后继续削减。



　　日本70%的研发投入是由公司支出的。日本公司的核心-大公司最近几年的财务状况严重恶化，很多人认为如果现今状况不能迅速改变，日本最引以为傲的大公司可能会有几个被迫破产。这种情况下，一些短期回报率较低的研究项目可能受到波及。而且安倍政府决定要求日本央行将通货膨胀率目标定在2%。这将导致很多以日元计价的金融资产出现实际负收益（因为过去十几年日本的通货膨胀率很低，只有08-09年短暂的出现了2%的正通胀），影响日本银行的资本充足率，也会对公司的研发投入产生消极影响。



　　日本30%的研发投入是政府开支，包括非常重要的基础研究开支，可以说是日本科研皇冠上的明珠。但是支持这种高水平研究的日本政府开支已经陷入了非常困难的境地。按照日本财务省数据，2012财年日本财政赤字约占GDP的6%，且在2012财年日本财政收入中，政府债券发行收入（44.2T日元）已经超过税收（42.3T日元）。而在2012年财政支出中，国债付息和偿还一项，占了21.9T日元，仅次于社保（26.4T）。如果日本真成功的将通胀扩大到2%，其国债的收益率也必须大幅增加，造成严重的利息压力。日本2012财年国债付息总额是9.9T日元，约占税收的23%，再提高的空间非常有限。笔者查了一下，今天日本两年期国债收益是0.1%，如果通胀达到2%，收益将在4%以上，提高40倍；10年期国债现在收益是0.79%，通胀2%的情况下，收益至少要到22%，也需要提高30倍左右，这将超过日本全部财政收入（仅仅是目前付息量的4倍）。同时，日本内部的养老基金，如GPIF也因为支付压力开始卖出手中持有的日本国债，这种行为也将降低日本政府国债的价值，推高收益率，从而提高日本政府的付息压力。



　　日本政府对解决财政赤字制定了非常不现实的目标，要求在2015财年将财政赤字占比从2012财年的6%左右降低到3.2%，并在2020年达到财政盈余。整个减赤幅度之大令人惊诧。当然，如果仔细分析，日本政府的“减赤”手法才更是让人叹为观止。财务省的预算资料显示，2012财年日本的社保预算内登记的开支比2011年减少了2.5T日元。但是如果读者仔细阅读小字内容就会发现这一部分实际上将由一种特殊的日本政府补偿债券（governmentcompensation bond）支付，实际开支并没有减少！而且直到现在都没有发行这种补偿债券的英文消息。这种“财务创新”并不能缓解日本的财政问题，也无助于恢复投资者信心，连我这种非专业人士都忽悠不了。如果日本政府真正试图减小赤字，大规模削减包括科研在内的政府开支必不可少。



　　如果未来几年没有革命性的技术突破使得日本经济恢复增长，或者出现什么革命性的“财务创新”，日本恐怕将在未来几年内陷入恶性通胀，剧烈减赤的状态中。日本科学工作者的前景，恐怕会跟NHK拍摄的苏联解体纪录片中落魄的苏联科研工作者的下场差不多。（吐槽：RT的编辑和记者们恐怕等这一天很久了）为了削减开支，日本政府很可能被迫开除大量优秀研究人员并且打包出售一些手中的大学和研究所的硬件资产。毕竟相较于卖大学和研究所，将自卫队的驱逐舰出租给中国来节省开支更疯狂（各位读者不要笑，苏联解体后乌克兰确实干过出租军队给外国的生意）。现在各个大学其实可以针对自己感兴趣的领域，组织懂日语了解日本社会运转方式的中国工作人员，有针对性的选择一些日本研究机构和研究者，先建立学术交流渠道，加深学术合作。当恶性通货膨胀真来临的时候，一纸以人民币计价的访问学者工作合同将对日本学者相当有吸引力。



第二名：欧盟（GERD全球份额：约30%）



　　2012年，欧盟区经济继续恶化，希腊并没有脱离危机，西班牙经济开始不稳，意大利和法国也进入了潜在问题国家的清单之中。于是一系列配合财政紧缩政策的科研政策出台了。年初，希腊传出消息，因为无力承担相应费用，希腊可能退出CERN和EMBL之类的欧洲科研机构，随后在第二季度，西班牙决定在之前的基础上继续削减科研开支，除了缩小经费，停止雇佣新教授，还削减了一百多个博士后名额。意大利的停止雇佣新教授禁令也继续有效。第三季度，《自然》上德国政府放出风来，说德国最近几年迅速增加的科研经费按照法律规定将在2017年恢复原状，这意味着那些被科研刺激计划重点雇佣的博士后和年轻副教授中将有三分之一至三分之二失业。第四季度，欧洲议会和欧盟成员国政府给了全欧洲研究人员一个最大的“大礼包”，拒绝了欧洲委员会研究专员对于欧盟下一个科研计划增加预算55%的要求。相反，欧洲下一个科研计划，Horizon2020的经费投入将比目前的FP7水平还低至少12%。这给了之前在科学和自然上撰写乐观文章的写手们一个响亮的耳光，也摧毁了很多欧洲研究人员对未来的乐观预期。



　　欧洲科研现在的状态，也给我国科研工作者，尤其是年轻科研工作者一些有益的经验。首先，我们必须认识到，当一个国家的财政开支出现长期结构性赤字之后，它的财政政策就受到债券市场的高度影响。任何投资不能带来超过债券收益率的回报，都会恶化财政状况，成为不良资产。因此科研工作者在选择职业方向的问题上必须考虑对社会的回报问题（或者更直白的，项目的盈利能力），否则在目前这种政策环境下，相应项目会被作为不良资产而被重组掉。也许科学工作者可以在期刊上撰文抗议EPSRC要求科学家在标书中阐明项目对国家的经济的积极影响，但是他们无法阻止政客们冻结对英国的researchcouncil资助，利用每年的2-5%的CPI缓慢但稳定的削减实际科研投入。当整个研究开支乃至政府财政开支被视为一个投资组合（Portfolio）来管理的时候，什么满足人类（其实是研究人员自己）的好奇心，推动文明进步之类的口号并不起决定作用，真正决定性的还是其收益期望是否能跑赢同期的国债付息压力。



　　其次，不要相信在经济危机中，国家会加大科研投入，尤其是基础科研投入。在经济危机初期，西班牙政府曾经希望加大科研投入，通过所谓“加强创新”来刺激经济复苏。但由于西班牙政府的举债能力限制，这个想法并没有成为现实，相反，西班牙政府由于赤字压力开始不断解雇研究人员，减少科研投入。欧洲经济最好的德国政府在金融危机之后通过法案增加了科研经费，试图刺激经济。但当德国经济稳定之后，政府立刻做出决定在2017年将科研投入降低到科研加强法案投入前的水平。欧洲委员会以所谓创新型欧洲为理由要求增加Horizon2020的经费的计划，也在各个成员国政府和欧洲议会面前碰了个满头包。事实证明，研究，尤其是基础研究并不能带来足够丰厚的中短期回报，而且科研是资金密集行业，相关利益集团人数远远比社保，农业补贴受益者等利益集团人数少，因此在财政紧张时期是优先削减对象。



　　最后，对于政客和知名期刊上的专栏作者所发表的言论，要谨慎对待。尤其是那些没有可信资金来源和规模远远超出现有条件的计划。有些时候，政客为了向市场展示信心，会发布一些没有资金支持的乐观计划。一些专栏作者也会在各个期刊上撰文鼓吹这些计划。但是事实证明，没有足够资金支持的研究计划必然是空中楼阁，哪怕这些计划被议会民主通过，具有法律效力。笔者最早观察到这个现象是欧洲议会2005年通过的REACH法案，要求各国对欧洲人民日常生活中接触的所有化学品进行毒理学动物实验，将结果登记，以发现生活中的潜在致癌致畸因素。这个计划当时在《自然》上被吹得天花乱坠。但是当时就有读者留言质疑按照欧盟标准执行这个计划需要的实验动物超过全欧洲现有实验动物生产能力之和，所以从数学上来讲是不可行的。当时笔者很天真的认为欧洲人会创造性的解决这个问题。结果笔者的乐观估计被事实无情否定了，REACH计划第一阶段彻底失败，欧盟不得已允许食品和药品生产商在申报化合物时不进行动物实验，仅仅根据化合物结构等信息“推测”其毒性，即使这样，REACH计划第一阶段要求的化合物登记数量也没达到。随后几年欧洲和美国的各种事实告诉笔者，所谓unfundedpromise/mandate，无论被议会以多高的票数支持，无论有多少政治家讲话吹嘘或者在期刊上撰文，无论多么美好，无论我们主观上多么想相信，只要没有可信的资金来源和实施手段，也不可能变成现实。




第1名：美国（2007年GERD全球份额：33%）



　　美国过去一年的政治经济发展足以和最没有下限的肥皂剧相媲美，简直是在挑战全球观察者的智商。笔者并不认为经过残酷淘汰筛选出的美国的政客们缺乏理性思考能力。只是美国国内的政治经济矛盾已经激化到空前程度。各个利益相关方都知道，减赤对美国来说是必须的， 但减赤的政治经济后果对于大多数利益相关方来说都是难以接受的。因此必须让对手集团承受最大损失，拼死不能后退。但是当多个利益集团都希望对方承受全部痛苦，但又缺乏彻底压倒对方的实力的时候，陷入僵局将不可避免。作为站在前台的政客们，即使是名义上的让步，仍然会摧毁他们政治政治集团的政治生命，因此他们选择让美国整体来陷入危机，成为“坏人之一”而不是让自己代表的利益集团陷入万劫不复的状态，终结自己的政治生涯。对于美国来说，加税固然影响可支配收入，让人讨厌。但是削减开支将直接引起大批政府直接和间接雇佣人员失业，对经济造成消极影响。



　　美国拥有世界最强的基础研究能力和工程研究能力。其研发开支占GDP比例在2.8%左右，其中政府开支和企业支出各占一半。但是过去的辉煌并不保证未来的光辉前景。美国的科研体系正在运行在一种非常紧张的状态。财政悬崖引起的开支缩减，将会给本来就比较紧张的美国科学体系带来更大冲击。



　　美国有很多政府部门资助研究，而且各自采用的体系也不尽相同。美国国立卫生院（NIH）主要负责资助美国的生命科学研究。它的研发开支占美国政府研发开支的60%以上，是美国政府研发投入的主要部分。1998-2003年NIH经费增加了一倍，年经费达到了320亿美元左右。这次经费倍增带来了一些意想不到的副作用。首先就是生命科学新博士毕业生数量激增，生物医学博士毕业生从2003年的三千人激增到2009年的八千人。生物学、农学方向的毕业生也从2003年的约六千五百人增加到了2009年的八千五百人。而这些新毕业生拥有自己的实验室之后，开始申请经费，NIH收到的竞争性标书数量自2003年突破30000份后迅速上升到2011年的约50000份，8年内增加了约60%。申请人要求资助金额与实际资助金额的比值也从4:1上升到6:1。由于标书竞争更加激烈，导致年轻科研工作者在竞争中处于不利地位，年轻科学工作者拿到第一份R01级别的资助时间也越来越晚，达到了42岁。为了给年轻科技工作者更多成长空间，NIH决定降低年轻科技工作（ESI，earlystage investigators）的中标“分数线”，允许项目主管适当“点招”。但是由于总中标数并不增加，这导致中标“分数线”（payline）逐年降低，在2011年NIH下属的NCI（国家癌症研究所）的中标“分数线”竟然达到了7%（即只有最好的7%才比较肯定能中标），相比之下，1960年代“分数线”是60%，1990年是30%。为了解决“分数线”迅速上涨的问题，NIH开始削减发放给每个标书的经费数量，以增加中标标书数目。一般的一个期限五年的模块化标书（modulargrant）的经费上线是25万美元/年（实际上大多数标书要求7-8个module，即175000至200000）。但为了节省经费，NIH常常对五年项目在不降低结果要求的情况下只出4年的经费，相当于每年每个模块只能收到20万。



　　按照某科研工作者在网络上介绍其实验室的经费使用情况，对于一个每年20万美元的模块化R01项目来说，从项目经费中支出教授工资$38700(假设教授年薪$100000)，支出一个技术员的经费$58000（45K工资加13K福利），雇佣一个第一年博士后的开支$47000（42K工资+7K福利），实验动物费用约$36000，耗材费用支出$20000，占总支出的10%。按照美国财政悬崖目前执行的sequester方案，NIH经费将得到8%的削减。对于上述单R01模块化标书实验室来说，如果科研人员不答应减薪，不削减实验动物数量，那么耗材经费将只剩下四千美元，什么都干不了。如果那个博士后是一个经验丰富的第五年老博后（NRSA工资约50K），那么8%的经费削减后，耗材费用将完全消失。根据NIH统计数据，2009财年70%以上的受NIH资助的科学家只有一个项目。对于他们来说8%的经费削减直接判了他们的死刑。



　　解决这个问题的一个方法是要求学校支付人员的工资更大比例。从而变相压缩科研经费中人员费用开支。但美国的大学经济状况也不好。由于近几年NIH中标概率越来越低，大学常常要垫付一些经费（bridgefunding）来帮助学者获得足够申请新项目的数据。这给学校财政造成了越来越大的压力。同时，由于NIH经费倍增期间一些大学对于未来经费有不切实际的期望，他们以未来NIH的资助为抵押在金融市场上融资建造了很多研究设施。03年NIH经费不再增加，这些设施造成了一定程度的偿债压力。为了缓解美国大学建设债务的付息压力，美国政府在CircularA21之后允许NIH以非直接开支（indirectcost）形式帮助大学支付贷款利息，考虑到某些学校的非直接开支率高达60%-70%（哈佛大学医学院69.5%），其待偿还本金数量恐怕不小。如果美国政府削减开支，给学校的非直接开支资助也将减少，这时候还要求大学承担更多工资，会导致大学财政状况恶化，甚至可能引起一些科研密集且有很多债务负担的一流大学破产。



　　 解决这个问题的最后方法就是给博士后和技术员降薪。实际上，NIH的博士后补助的实际购买力最高值是2003-2004年，在2005年，NIH曾经试图使博士后补助标准（NRSA）按通胀增高，但金融危机之后这个想法被暂时搁置。按照网友计算，现在刚毕业的新博后的收入扣除通胀之后只是历史最高的04年的90.6%，有五年经验的博后收入扣除通胀之后是历史最高03年的85.9%。而且由于年轻研究者在获得永久职位之前的花在博士后上的时间越来越长，他们投资退休金的能力很弱。有网友计算，按照工作40年，每年向退休基金账户贡献5000美元，年收益率5%计算，前十年由于做博后收入低无法存钱将导致最终退休金减少一半。巨大的机会成本让美国年轻人不敢选择科研之路，造成了严重的人员培养问题。因此，NIH正在考虑提高博士后工资，尽管这样做可能会对只有1-2个R01的科学家造成灾难性影响。



　　通过上述分析，读者能清楚的认识到，8%的科研开支减少会给科学家（PI），大学和博士后/技术员三方中至少一方带来灾难性影响。这也是为什么美国各个大学拼命游说奥巴马政府要求尽量不削减科研开支。但问题是对于其他领域来说，削减开支也是灾难性的，他们所支持的政客在这个问题上也绝不会后退。如果真到了比拼财力和影响力的时候，个人认为科研利益集团显然影响力不如军工复合体以及Medicare/Medicaid之类的集团，美国科学界很可能在未来几年因为削减开支受到重创。



　　笔者认为，从对美国科研进行的观察中，可以得到以下经验：

　　首先，对于做基础研究的博士毕业生，如果手上没有过硬的成果能保证迅速成为终身制研究人员，就不要做博后了。美国开支缩减的大环境下，年轻博士后的agespecific mortality非常高，存活概率很低。这一点对于生命科学相关专业的学生尤其适用。

　　其次，大学为了保证招生质量，在向学生介绍博士毕业生的工作前景时提供了不实信息。（看这个，很有趣的：http://rxnm.wordpress.com/2012/08/16/selling-the-phd/）。因此在做出重大职业选择之前，一定要对就业前景进行深入客观的研究，不要简单听信权威。为了他们自己的利益，权威们完全可以毫不眨眼的忽悠你。

　　第三，科学界本身是一个复杂的生态系统，在对整个体系没有深入分析的情况下，通过行政手段随便改变参数可能会有意外的结果出现。克林顿时期的NIH经费倍增计划短期内确实产生了很好的效果，但长期来看对美国生命科学科研体系造成了一些相当负面的影响。现在奥巴马又叫嚣着将NSF和NIST经费迅速倍增。效果如何，让我们拭目以待。

吹笛在湖北

对于上述单R01模块化标书实验室来说，如果科研人员不答应减薪，不削减实验动物数量，那么耗材经费将只剩下四千美元，什么都干不了。

——这个人很专业啊，分析很具体有说服力。

地铁迷

好文章！说到我这类人心里去了！
下面等着晓梦大喷来喷一下。

地铁迷

不论文章中有没有产生歧义，或者语言表述不够清晰的地方，但是作者的本义还是表达的比较清楚的。

Sophie

唉，人类就是麻烦啊。呵呵呵，搞政治的最麻烦