2019年9月,美国国际战略研究中心(CSIS)发布《战略竞争时代的研究合作》报告。报告概述了中国的研发投入、高等教育、人才流动现状,中美在人工智能、量子信息科学、生物技术、半导体等敏感研究领域的实力对比,美国政府审查外国研究人员的具体行动,加强审查的风险以及关于平衡开放性和安全性的建议。
40年前,吉米 • 卡特(Jimmy Carter)总统和中国具有崇高威望的卓越领导人邓小平签署了第一份《中美科技合作协议》,促进了两国之间的科学交流,开启了一个强劲的双边研究合作时代。然而今天,华盛顿越来越担心,某些方面的科技合作会对美国的经济发展和国家安全构成威胁,战略竞争时代的研究合作已成为中美关系的最新焦点。
尽管美国在冷战期间也曾对技术“泄露”给苏联表示过类似的担忧,但如今来自中国的风险在范围上和复杂程度上都与之前有所不同。美国高级情报官员最近将中国研究生和在美国大学和实验室的中国研究人员定性为“窃取创新成果的社会手段”的一部分。作为回应,国会议员和政府官员提议对外国公民进入美国进行科学研究实行更严格的控制,包括实施更严格的签证要求,限制外国公民参与大学、国家实验室和私营公司的研究等。
但同时,美国的创新生态系统在很大程度上必须依赖于外国研究人员以及与外国研究机构的合作。正如《国家安全决策189号指令》(NSDD-189)中所述的那样:“发展美国的科技实力需要一个有利于创新的研究环境,一个思想自由交流成为至关重要组成部分的研究环境。”用麻省理工学院院长拉斐尔 • 雷夫(L. Rafael Reif)的话来说:“如果我们对雄心勃勃的中国所做出的一切回应只是试图关上我们所有的大门,我想,最终只能导致庸碌无为。”
在提出知识产权(IP)保护、研究诚信和国家安全方面担忧的同时,报告也强调了与外国开展研究合作的战略重要性。美国政府机构应加强与大学和国家实验室在以下几个方面的合作:执行现有的知识产权保护政策;宣传并实行资料公开和利益冲突的相关措施;确保遵循包括保密性在内的同行评审标准。通过这些方面的合作,保持美国吸引顶尖人才的能力,包括为外国研究人员维持一个友好的环境。要让美国研究人员有接触到全球最优秀的人才和顶尖研究领域的更多机会,与国际科学家开展广泛的合作是很有必要的,因为美国并非在所有研究领域内都是无可争议的全球领先者。考虑到全球竞争的现实,任何政策回应都应该考虑到第三方国家的政策和做法,并与美国的盟友和合作伙伴保持协调行动。
此外,美国只有重视国内的人力资本投资才能保持其在全球的科技领先地位,美国应重视科学、技术、工程和数学(STEM)领域内的人才资源,吸引并留住更多STEM领域的女性和少数族裔人才,并为外国学生完成学业后留在美国拓展途径。
中国成为创新领导者的战略
过去十年里,在习主席提出创新是“发展的第一动力”和“建设现代化经济战略基础”的政策指引下,中国正逐渐从“世界工厂”转变为世界领先的科技创新强国。为实现这一目标,中国在研发、人力资本和进一步融入国际科学界方面投入了大量资金。
增加研发资金是中国科技发展的基础。根据经济合作与发展组织(OECD)的统计资料,中国研发支出占GDP的比例从1991年的0. 7%(28亿美元)增加到了2017年的2. 2%(2 630亿美元),同期美国研发支出从占GDP的2. 6%(1 610亿美元)增加到2. 8%(5 420亿美元)。美国在基础研究(经合组织将短期内没有具体商业应用的基础研究定义为“主要为获取新知识而进行的实验或理论工作”)方面仍然保持着相当大的优势,美国2017年的基础研发支出占GDP的0. 5%,而中国只占0. 1%。但美国的联邦研发支出——最大的基础研究资金来源——已从1960年占GDP的1. 6%下降到2017年的0. 6%。
在增加研发资金的同时,中国加大了培训国内外STEM领域研究人员的力度。中国每年有超过740万的学生获得学士学位,其中35%集中于科技领域,相比之下,这一比例在美国大学生中只占18%。2016年,中国授予STEM本科学位的人数为250万人,相比之下,美国STEM学位获得者人数估计只有70万人。2017年,美国获STEM博士学位者为32 359人,中国为32 700人。但美国STEM博士获得者中的1/3以上为临时签证持有者,凸显了美国在科技研究方面对外国学生的依赖。
今天,中国是美国最大的留学生来源国,美国是中国留学生的主要留学目的地,中国占了美国留学生总数的1/3,是第二大留学生来源国印度的两倍多。据非营利组织国际教育协会估计,2017—2018年有363 341名中国公民在美国高等教育机构就读,其中130 843人为研究生,与1999—2000年相比增长了近7倍,当时中国共输送了54 466名学生。2017年,中国在美博士生的93%集中于科学和工程领域,占美国所有STEM博士生的16%。
许多外国博士生选择毕业后留在美国,提高了科学与工程(S&E)领域内高等教育人才的比例。美国国家科学基金会(NSF)的统计数据显示,从2011 年至 2017 年,拥有临时签证的博士学位获得者的平均“留美率”(stay rate,即获得博士学位后有继续留在美国意向者的比例)为71. 5%,来自中国拥有临时签证的博士学位获得者的留美率为81. 9%。2017年的数据显示这一比率还略有增加。
尽管中国博士学位获得者的留美率为历史最高,但中国政府已加大了吸引中国学者回国和吸引外国(非中国籍)顶尖研究人员的力度。例如,中央政府的人才旗舰计划通过减少科研人员来华的行政障碍,为科技专业人员提供了一系列的激励措施,包括初创项目启动奖金、安置补偿金、住房和伙食费补贴、医疗保险,以及对配偶和子女的照顾政策等。中国官方媒体称,这个计划自启动以来已经为中国吸引了4万多人才。最重要的是,与美国大多数相应政策相比,这些项目为更多人员提供了更多研究资助机会。中国国家级以下的一些项目,如深圳和杭州的人才项目,作为国家人才吸引政策的补充,通过具体的项目直接吸引了大量专业对口人才。
伴随着中国在研发和人力资本方面的投资力度,美国和中国研究机构的融合也是前所未有的。1979年签署第一份中美科学技术合作双边协议之时,中美科学家共同撰写的论文仅有3篇,到2012年,这一数字激增到了20 371篇。根据美国国家科学委员会2018年发布的科学与工程指标统计资料,2016年中国在国际上发表的论文中有近一半(46. 1%)是与美国作者合著的,在国际合著出版物中中国占了22. 9%,紧随其后的是英国(13. 4%)、德国(11. 2%)和加拿大(10. 2%)。美国和中国之间合作的增多符合全球科学领域加大跨境合作的总体趋势。但数据同时显示,中国比其他任何一个国家都更依赖与其他国家的双边合作。
有几个因素解释了中美科学界高度融合的原因。美国和中国的大学一直名列全球顶尖大学之列,包括在中国创新目标中占有重要地位并在工程和计算机科学等领域内都有建树的一些大学。此外,中国庞大的人口规模及其对STEM教育的重视,培养了一批研究人员,有效地弥补了美国STEM毕业生的缺乏。
虽然到目前为止,中美两国科学界开展了许多富有成效的合作,但美国政府资助机构、执法部门和学术机构也发现了一些挑战中美关系的行为,一些不道德甚至非法的活动,包括中国研究人员隐瞒与中国政府的联系,违反同行审查程序,甚至直接窃取知识产权。美国大学以及政策制定者面临两方面的挑战:首先,如何识别违反法律或研究及伦理标准的行为,特别是当这些行为威胁到国家安全时;第二,如何在保持美国全球创新领导地位的同时应对这类风险,如何保持美国科技企业的开放性,如何保持美国对外国研究人员的吸引力。
谁将成为高科技领导者
保护研究的敏感领域需要对竞争环境进行准确的评估。2019年信息技术与创新基金会的一份报告认为,虽然中国在一些重要的科学和工程创新方面仍然落后,但它正在迎头赶上。美国经济安全审查委员会(USCC)对中国高科技发展的评估报告表示,中国在所有高科技领域都取得了进展。很多技术能够军民两用,这加剧了美方的担忧,如果中国首先开发这些技术,美国军方将在以下领域内失去技术优势。
人工智能(AI)中国计划到2030年成为全球人工智能的领导者,目前中国拥有世界20%的数据量,预计到2030年将增加到30%。艾伦人工智能研究所发现,中国发表的人工智能方面的论文超过了美国。如果这种趋势继续发展下去,2020年最常引用的10%的论文中,中国将超过美国;2025年最常引用的1%的论文中,中国也将超过美国。中国正在扩大人工智能人才基地,而美国的目标仍然是顶尖研究人员。
量子信息科学量子霸权预计将带来军事上和商业上的优势。中国目前在量子研究方面落后于美国,但凭借积极的国家投资和快速的专利申请程序,中国将可能成为世界量子研究的领导者。
高性能计算十多年来,美国和中国一直在争夺超级计算技术的霸主地位。世界上最快的10台超级计算机中有5台在美国,而中国只有两台。然而,中国此前声称拥有世界上最快的超级计算机(天河二号),拥有更多的超级计算机,并有望于2020年开发出世界上第一台百万兆级的计算机,其每秒运算能力达百万的三次方,这比美国和日本预计在2021年实现的速度更快。
生物技术根据USCC 2017年的报告,美国生物技术研究和创新仍然领先于中国。为缩小这一差距,中国将生物领域列为战略性新兴产业,并将其列为“2025中国制造”和“十三五规划”的优先发展领域。
机器人USCC的报告指出,日本和德国是工业机器人的全球领先者,美国是外科手术机器人和协作机器人的领先者。中国正在迅速扩大其在机器人制造领域内的能力,迅速崛起成为世界上最大的机器人市场。2016年,中国每1万名制造业员工平均拥有68个机器人,而全球平均为74个,美国为189个。
纳米技术通过国家纳米技术计划,美国政府自2001年以来已经花费了230多亿美元开发纳米技术,使美国成为全球领导者。虽然中国在纳米技术商业化方面落后于美国,但已成为纳米技术出版物数量增长最快的国家。
半导体美国半导体行业以占近一半的全球市场份额和占主导地位的研发资金份额引领世界。目前中国使用的半导体只有16%是国内生产的,而其中只有一半是由中国公司生产的。但中国计划实现2020年使用的国产半导体占40%,2025年占70%的目标。一家中国半导体研究公司认为,中国在缩小与美国差距的努力中,仍然相差10年或20年。
美国政府的最近行动
针对以上担忧,美国政府做出了反应,政府机构在加强对外国研究人员的审查中采取了各种措施。尽管情报部门已经率先向各个机构和学术界通报了情况,但这些机构的行动似乎仍然缺乏协调。总体而言,这些行动主要集中在四个方面:(1)改善机构对现有信息资料公开要求的执行情况;(2)坚持同行评审的保密要求;(3)加强知识产权保护;(4)对美国政府机构研究人员参与外国招聘项目活动进行限制。
2018年8月,美国国立卫生研究院(NIH)院长弗朗西斯 • 柯林斯(Francis Collins)致信于约1万个申请NIH资金的组织,信中提到对“外国对科研诚信的影响”表示担忧,包括:(1)未申明资金来源,包括来自外国政府的资金;(2)NIH支持的研究项目的知识产权转移,包括向其他国家的转移;(3)机密信息共享,包括与外国实体机构的信息共享。截至2019年5月,NIH已就这些问题直接联系了61家机构,违反NIH资助条款和条件的科学家被终止工作,并对NIH资助的资金进行审查。2019年4月,马里兰州安德森癌症研究中心在收到了NIH和联邦调查局的简报后,解雇了两名美国政府资助的科学家,这两名科学家被指控未公开外国资金来源及开展与中国有关的研究。
其他资助机构也已收紧了与其利益相关的政策。2019年3月,国防部宣布加强对从事国防部资助研究的人员的资金来源申明要求,包括列出所有资金来源和其他承诺。6月7日,能源部发布了一项通知,禁止雇员和承包商参与由指定“风险国家”资助的外国政府人才招聘计划。
2019年5月,白宫科技政策办公室(OSTP)通过国家科学技术委员会环境研究联合委员会(JCORE),举“全政府”之力应对美国学术界面临的最紧迫挑战。在JCORE的四个小组委员会中,安全研究小组委员会的宗旨是“保护美国研究人员免受不当外国影响,在不损害价值观和能力的同时,保持创新生态系统的开放性和完整性”。JCORE对联邦各机构提出了标准化和统一信息公开的要求,通过减少与确保研究完整性相关的行政负担,可有助于解决学术界的一些担忧。
政策过犹不及的风险
尽管美国学术机构和企业都对不准确的信息公开和知识产权泄露表示担忧,但他们同时也担心,对外国研究合作的过度限制可能会危及美国在科学与工程领域内的领导地位。对合作的限制,尤其是对与其他国家前沿领域的合作限制,可能会阻碍先进技术的研究,导致顶尖人才流失到第三国,并引发与种族问题或仇外心理相关的各种抨击。
美国不再像过去那样在全球研究领域占据主导地位。美国在全球科学与工程领域的研究出版物中的份额已从2006年的24. 4%下降到2016年的17. 8%,而中国的份额同期从12. 1%增长到了18. 6%。这段时期内,跨境合作也有所增长,全球范围内,科学与工程领域内国际合作论文的比例在2006年到2016年之间从16. 7%上升到了21. 7%。美国研究人员的国际合作率从2006年的25%上升到了2016年的37%。对于国际合作的过度限制可能会限制美国科学家在尖端科学领域内的研究,并限制对相关知识的获取途径。中国科学家警告说,美国新的研究限制将阻碍合作,并对中国在联合项目中的融资构成威胁。
考虑到最先进研究的相互依赖性,人们担心过度限制可能将会导致外国顶尖人才从美国流失。2018年6月,美国国务院发布指导意见称,在一些敏感研究领域,中国研究生只能申请一年多次入境签证,推翻了奥巴马时代允许这些学生申请五年多次入境签证的政策,因此一年后离开美国到其他地方之后希望再回来的学生必须重新获得新的签证。政策的改变,加上中美关系的降温导致中国留学生流失。2019年3月,在美中国留学生人数同比下降2%,这是自2009年以来的首次下降。其他中国学生的可选目的地国家,包括英国、澳大利亚和加拿大,申请人数也因此有所上升。
严格控制的另一个潜在风险因素是由于不符合研究开放性原则,或管理繁琐和成本昂贵等原因,导致科学家和工程师以及一些大学不愿意选择或遵循联邦政府指定的研究方向。
最后,对外国科研人员的过度限制和武断政策激起了人们对仇外心理和种族定性的恐惧。据报道,美国联邦调查局(FBI)曾以间谍罪逮捕了几名中国科学家,但几个月后又撤销了这些指控。国会美国亚太裔核心小组主席、众议员朱棣文(Judy Chu)曾表示,联邦调查局的煽动性言论令美国华裔感到焦虑,并增加了“美国华裔公民权受到损害”的风险。包括耶鲁大学、哥伦比亚大学和斯坦福大学在内的几所美国顶尖大学都重申了他们对中国学生的支持。2019年6月25日,麻省理工学院校长雷夫在给全校师生的公开信中敦促大学不要针对中国研究人员“制造毫无根据的怀疑和恐惧的有害气氛”。
未来的发展方向
以下建议的宗旨是要在开放与保护国家安全中进行平衡,并优先考虑投资于国内创新能力的需求。根据部分非保密信息披露,一小部分非法获取敏感科学技术的外国研究人员构成了真实的威胁。如果有新的信息表明存在更系统性的问题,政府、学术界和私营部门将需要重新评估开放与安全之间的权衡。
加强国内STEM人才培养,留住国外科研人员。只有通过投资于研究和人力资本开发,美国才能保持其创新前沿的地位。相应措施包括提高STEM在初等和中等教育中的位置,吸引并留住更多女性和少数族裔中的STEM人才,扩大外国学生完成学位后留在美国的途径,而不是依赖于让人产生担忧的资金来源。虽然具体的教育和移民政策不在本报告范围内,但它们都是美国创新领导力的组成部分。
列出全球创新科技领导力清单。保护美国接触尖端科学机会的政策需要对科研环境有一个全面的了解,政策制定者应利用国家科学基金会正在进行的一项研究确保为科技领导力定期评估提供资金。
对合作的限制仅限于那些对国家安全构成明确威胁的领域。为与NSDD-189号指令保持一致,联邦机构应明确敏感项目的限制范围,同时免除对基础研究的严格控制。一般来说,注意力应集中于从事军事应用研究的研究生和博士后研究人员,而不是本科生。如果无法接受的与研究相关的国家安全风险持续存在,政策可能需要进一步完善。
规范联邦政府对研究机构的政策指导。来自各个机构的重叠法规增加了合规成本和复杂性。在JCORE计划的基础上,OSTP应深化机构间合作,为资助者和学术机构提供公共政策指导和最佳实践。相应的建议包括尊重正当程序的监督和执行机制,并在可能的情况下对公众保持透明和公开。应定期审查这些政策,以确保它们能充分处理风险。
深化政府和非政府利益相关者之间的沟通。为这一复杂问题制定政策不仅需要联邦机构之间的协调,而且需要学术界和私营部门的合作。国会和政府应重申其对科学顾问委员会的支持,如贾森国防咨询小组和国家科学、工程与医学院,并在政策制定过程中对这些组织和机构进行咨询。
加强对现有政策的执行力度。现有的同行审查、信息披露和等级分类政策都有解决许多研究漏洞的潜力,但大学和研究机构的执行力仍然是一个问题。美国政府应与产业界、学术协会和大学合作,梳理并宣传最佳做法。违反知识产权保护和学术诚信协议的行为应该通过执法行动来处理,这可能需要为这些行动提供额外资金,包括联邦拨款。
在最受关注的领域内与盟国和伙伴开展合作。如果不能解决学术诚信和国家安全风险的问题,单方面的做法有可能导致人才流失。深化信息和情报共享将有助于在可能需要限制的高风险领域内争取盟国和伙伴的合作与支持。
资料来源CSIS