国土面积:937.26万平方公里
人口:3亿人(2006年10月数)
GDP:13.4万亿美元(2006年)
人均GDP:41600美元(2006年)
货币名称:美元
财政收入:22855亿美元(2006年)
财政支出:27087亿美元(2006年)
外贸总额:32120亿美元(2005年)
粮食产量:3.63亿吨(2005年)
美国依靠科技创新崛起的历程及措施初探
美国是当今世界上最发达的资本主义国家,她自1871年独立以来,只用了100多年的时间就赶超了英德等欧洲科技经济强国,成为世界上最强大的工业化国家,并一直保持至今。这一成就的取得,主要得益于美国政府及各界重视科技创新,依靠科技创新实现了国家的崛起和强大。
一、美国科技发展的历程
美国历届政府都十分重视科学技术发展,这也是美国从一个殖民地转化为世界工业化强国的制胜法宝。1778年,美国刚刚独立,就在其宪法中明文规定,鼓励教育和科学技术工业发展。1802年,美国成立了专利局;1821年,美国建立第一所公立学校;1865年南北战争结束后,美国又相继建立了麻省理工学院等100多所高等院校;培养了大批的高级科技人才。1902年,美国建立了第一所初级职业技术学院,专门培养技术工人,到1930年达到429所。
美国政府十分重视国外技术的引进和再创新,美国早期的技术主要都是从英国引进的,但美国没有故步自封,美国政府很快调整了科技发展战略,由引进转为独创。适时颁布了专利法,鼓励和支持科技发明。
1831年,麦考密克发明了第一台大型联合收割机,著名科学发明家爱迪生相继发明了电灯、电动机、发电站技术。1860年,美国发明并推广了先进的贝塞默炼钢法,极大地提高了钢铁工业的效率,到19世纪末美国的钢铁产量已达到3000多万吨,1916年,美国的铁路总里程达到40万公里,成为世界上铁路线最长的国家。
第一次世界大战爆发后,美国科学家又相继发明了汽车、飞机、青霉素、晶体管等技术,科学技术对经济增长的贡献率达69%。1944年,美国研制成功了第一颗原子弹;1946年,研究成功第一台电子计算机,从而引发了第三次科技革命(前两次科技革命分别是蒸汽机革命和电力革命);1954年,美国建成第一座核电站;1956年,美国发明了第一块集成电路;1958年,美国将第一颗人造地球卫星送入太空轨道;1969年,第一次把人类送上了月球;1973年,美国科学家首次重组DNA成功;1981年,美国又成功研制并试验成功能够往返宇宙与地球之间的航天飞机,目前正在建立永久性的空间站。1989年,美国科学家发明了影响当今世界的互联网技术,翻开了信息技术革命的崭新篇章。
此外,美国在材料科学、军事技术、生物技术,激光技术、医疗保健技术等领域也遥遥领先于世界各国,世界上所有获诺贝尔奖的科学家中美国科学家占了一半多,美国已成为名副其实的世界第一强国。
二、美国科技发展的特点
1.重视国外新技术的引进推广。美国最初的技术成果都是从欧洲引进的,但美国人民从开始引进技术起,就注重对技术的消化、改造和创新。如:蒸汽机是英国人发明的,但最先应用到火车机车和轮船发动机上的是美国;制鞋机是英国发明的,但英国没有推广,是美国首先推广并大量出口到其他国家的。
2.科技发展首先融于军事目标。美国的许多科技重大发现和发明,都源于军事科技。如二战期间,美国由于缺乏钨、锰、镍、铬等贵金属资源,美国政府就组织力量大力发展合金钢,带动了美国的钢铁、船舶、飞机等制造专业的迅速发展。到1945年,美国的钢产量已达到1.18亿吨,铝合金达到500万吨。战后,美国的科学技术发展与其军事目标结合更加紧密。如“阿波罗登月计划”、“星球大战计划“等,极大地促进了宇航产业的发展;雷达技术、原子能利用技术、航母技术、战斗机技术等,直接引领美国民用电子信息产业、核产业、船舶产业、飞机产业的巨大飞跃。
3.重视技术成果的转移。美国虽然把科技与军事目标紧密地结合起来,但并不顾此失彼,而且把军事科学研究与民用技术开发也紧密地结合起来。一方面,美国军方把很大一部分技术委托到民用科学研究机构或工厂去完成;另一方面,民用科研机构和企业又大量地转移和应用了军事科技的最新成果,使之民用化。美国政府还十分重视对军事技术的及时解密,鼓励民用机构采用军用技术。
4.企业投资科研开发的积极性很高。美国的企业从一开始就十分重视建立研发机构,进行科研开发活动,如通用电气公司1900年就建立了实验室。有的大公司还建立多个实验室,如福特汽车公司有15个,通用电气公司有50个,到1956年,美国大企业的实验室已达到4834个,企业投入到科研中的经费占全国的科研开发投入的比重达到80%以上。为了发展高技术产业,美国政府还鼓励发展风险投资企业,投资科技开发活动,目前,全美风险投资企业已达1800多家。此外,美国企业还采取向高等学校捐赠科研经费的方式,投资科技研发活动。如美国国际商用机器公司每年向布郎大学的捐款就达500万美元。
5.创建科技园区,实现科研与生产的紧密结合。为了加快技术的开发和新产品的生产,美国创建了许多新型的高技术园区,最有名的是位于美国加利福尼亚州旧金山市南部的“斯坦福科研工业园区”,也称“硅谷”。“硅谷”有1000多家高技术公司,如著名的英特尔公司、苹果公司等都设立于此。另一著名的科技园区是布波士顿128号公路高技术中心,它是世界著名的微电子中心,周围集中了哈佛大学、麻省理工学院等50多所大学,每年创造的财富占波士顿总收入的四分之三。
三、美国发展科学技术的主要措施
美国是个具有重视教育事业传统的国家。美国独立以后,美国就着手建立大批公立初中等学校和大学,1860年开始,美国全国实行九年制义务教育,到1910年美国的适龄儿童和青少年入学率已达到75%,1940年达到97%。二战以后,美国政府投入教育事业的经费占国民生产总值的比重持续增长,1960年为4.63%,1986年就达到6.35%,目前,美国已有高等院校3800多所。教育事业的大发展,为美国培养了大批优秀人才,成为美国立于不败之地的宝贵财富。同时,美国还十分重视引进国外优秀科技人才。早在1820年到1859年的工业化初期,美国就引进了105万技术工人和4万多名专业技术人员。20世纪30年代,美国又先后引进了世界一流的科学家如爱因斯坦、费米、贝特、冯·卡门、冯·诺伊曼等,使美国的科学研究阵容空前强大。二战结束时,美国政府不惜派出100多架飞机、1000多名随军专家到德国引进高级科技人才,仅火箭专家就有120多名。二战以后,美国政府更是创造高工资、高职位、高生活水平和一流工作条件吸引世界各国的优秀科技人才移居美国,仅1949—1975年,美国就引进世界各国高级科技人才24万人。美国政府还多次修改《移民法》,放宽具有专业技术的人才和留学生移居美国,仅1990年就达14万人。从1901年到1979年,美国共有118名科学家获诺贝尔奖,其中43名来自国外。正是美国这种重视教育、重视人才、尊重创新、保护人才的创造热情的做法和风气,成就了美国世界经济科技强国的地位,而且这种地位在今后很长的一段时间内很难被别人取代。
对美国科技发展产生巨大影响的“美国竞争力计划”
2006年2月,白宫科技政策办公室(OSTP)国内政策委员会发布了一份题为“美国竞争力计划”的文件,提出了今后10年美国为进一步提高其国家竞争力而在促进研发、创新和教育方面所要采取的行动。这是一份旨在通过加大对研发的投入力度和促进创新而提高国家实力的中长期计划,对今后10年乃至更长时间内美国的科技发展都将产生影响。其重点是研究、创新和教育,根本目的在于通过保障美国在创新方面的世界领导地位,从而使美国在科技领域保持领先,以保障美国的强大与安全。
根据这一计划,联邦政府2007年将追加拨款59亿美元,今后10年中累计增拨1360亿美元用于增加对研发、教育、创办企业与创新的投入。
现将该计划主要内容介绍如下:
一、主要目标
为保障美国头号科技强国的地位,该计划提出了一系列量化的目标,其中主要包括:
1.为中小学做出300项拨款,用于改进或开设基于研究的数学课程。
2.为1万名科学家、学生、博士后和技术人员提供为创新型企业做贡献的机会。
3.2015年前培养10万名高质量的数学和科学教师。
4.70万名低收入家庭的学生通过高级就业考试。
5.80万名工人获得其21世纪工作所需的技能。
二、主要举措
为实现以上目标,该计划制定了一系列措施,主要包括:
1.大力支持重点联邦研发机构中所做的有利于材料科学和工程学的发展并有助于创新的研究。这些机构包括:国家科学基金会、能源部科学办公室以及商务部所属的国家标准技术研究院。政府对以上机构所做研究的支持在10年时间内将翻一番。
2.改进研发抵税政策,使其成为一项永久性制度,并通过国会更新有关规定,以鼓励私有部门对创新的投资。
3.加强中小学数学与科学的教育,增强对学生们学习与应用这类知识的了解,以培养高质量的教师、编制合适的课程材料,进而改进学生们的学习;
4.改革劳动力培训系统,实现每年为80万员工提供培训机会的目标。这比目前每年培训人数的3倍还要多。
5.提高吸引并留住世界上最优秀人才的能力。这需要全面改进移民政策,使其能够满足不断增长的经济的需要。
三、政策环境
在竞争激烈的世界经济中保持领先优势需要有利的政策环境的支撑,这样才能为在创新、探索和独创性上领先世界奠定基础。“计划”指出,美国的经济实力和全球领导地位在很大程度上取决于其促进和利用最新科技成果,并将这些成果应用于实际生活的能力,保持美国竞争优势的关键在于持续的科技进步与创新,而这需要相应的投资与政策环境的支撑,主要包括:
1.联邦政府在关键性基础研究上的投入。这类研究的重点在于基础性发现,并由此带来可以市场化的技术、流程和技能。
2.联邦政府在科学工具上的投入。它包括促进发现和开发的设施和仪器,尤其是那些超出单个机构承受范围的高精尖类的工具。
3.中小学教育制度。这种教育制度能够为每一代美国人打下良好的教育基础,并使其对今后的学习和技术内容保持兴趣。
4.促进高等院校的发展。保障美国学生在数学、科学、工程学和技术方面受到世界一流的教育、得到世界一流的研究机会。
5.加强对劳动力的培训,使更多的美国工人有机会接受培训和相关服务,以提高其技能,从而更好地参与21世纪的竞争。
6.保证移民政策能够继续吸引世界上最优秀的科技人才到美国与美国最优秀的科技人才一起工作。
7.促进私有部门对研发的投资,以便将基础科学的发现转化为实用的、可以市场化的技术、流程和技能。
8.建立一套有效的知识产权保护系统,使公有和私有部门研发投入的成果得到保护。
9.培养一种有助于激励企业精神的商业环境,通过自由而灵活的劳动力、资本和产品市场使生产技术得到快速扩散。
四、研究方向
实践证明,联邦研发投入有助于促进知识的增长,并提供开发新技术所需的工具,这对保持美国经济的强大至关重要,因此“美国竞争力计划”的核心部分是布什总统关于在今后10年内将对几个关键的从事材料科学基础研究的联邦机构的投入翻一番的承诺。这些机构包括国家科学基金会、能源部科学办公室和国家标准技术研究院。
虽然创新难以预测,但通过执行“美国竞争力计划”,可以在一定程度上促进相关能力建设,并搭建一些技术平台。具体包括以下方面:
1.在纳米材料和纳米生产方面培养世界一流的能力和实力,从而能够把今天实验室里的科学进行广泛的产业应用。
2.在化学、生物学、光学和电子材料方面取得一系列突破,从而为纳米技术、生物技术、替代能源以及氢能经济领域的尖端研究提供条件。
3.培养世界领先的、在千千兆范围的高端计算能力和实力,开发高级网络技术,通过模型和模拟、以前所未有的规模和复杂度,大范围、跨学科地促进科学进步。
4.克服量子信息处理方法实际应用中的技术障碍,为安全通讯等领域带来革命,并促进量子机械模拟在物理学、化学、生物学以及材料科学中的应用。
5.通过材料科学基础研究中的新方法克服有关技术障碍,从而有效而经济地利用氢能、核能与太阳能。
6.解决网络安全和信息保障方面的差距与问题,以保证依赖于信息技术的经济不受有意或无意的干扰,并在知识产权的保护与控制上保持领先。
7.提高传感与探测能力,在自动化和控制技术上保持世界领先水平。其广泛应用对国家安全、保健、能源以及生产等领域十分重要。
8.提高感应和监测能力,在自动化技术和控制技术方面保持世界领先水平,并在国家安全、保健、能源和生产等重要领域应用这些技术。
9.制定供应系统的生产标准,提高与促进更为高效的生产措施的开发和应用。
10.在标准方面提高国家对国际挑战的应对能力,因为这种挑战会影响美国的竞争力,并且是限制美国出口的一种技术障碍。
11.加强对新技术的高级标准的制定。
12.在材料科学和材料工程学方面,开发旨在提高建筑质量以抗击地震、飓风等自然灾害的技术和标准。
13.提高能源部、国家标准技术研究院所属的实验室的能力,保障其维护和运行。
从该计划的主要内容上可以看出,美国不遗余力地促进其研发、创新和教育的发展,这是保持其强大国力的关键。经济上的竞争优势来自于科技的竞争优势,“美国竞争力计划”体现了美国对科技的重视,其所规定的研究目标也在一定程度上体现了所涉及领域的发展方向。