科学与技术：一个被知识界颠倒的叙事
作者：文一，上海交通大学特聘教授、《伟大的中国工业革命》作者，总裁读书会全国领读者联盟领读导师
来源：总裁读书会（ID：winnerbook_club），本文为作者10月17日在“美好生活·书香中国”城市行活动【第三季】杭州站上的领读分享领读内容
我非常荣幸再次来到总裁读书会。今年是红军长征胜利90周年。我们发展到今天，无论怎样的低潮，都不可能和当年第五次反“围剿”时相比；当年能走出来，正因为有知识精英、革命精英看到了未来的美好。如今的杭州正引领中国的科技前沿，也会引领人类科技发展。
今天的美国把中国看作西方文明有史以来最大的竞争对手，这其实是一份荣誉。不能透彻了解美国，就也难在这场史诗级的中美竞争中取胜。
我今天分享的主题是：美国是如何达到它的科技高度的。有两份报告影响深远。第一份是《科学：无尽的前沿》，那是二战刚结束、冷战方兴未艾之际，罗斯福总统委托布什起草、最终提交给继任的杜鲁门总统的科技转型政策；而今天，特朗普总统领导下美国重新出台《科学：新的黄金时代》。我重点分享这两份报告的区别，以及它们透露给我们中美竞争未来科技高地的信息。
一、《科学：无尽的前沿》
先说《科学：无尽的前沿》的历史背景。19 世纪美国崛起阶段，政府为军工、测绘、农业投入大量应用技术与任务型科学研究，几乎不资助大学中无直接应用目标的纯基础科学。
进入20世纪，美国已成制造业和技术发明的超级大国，开始意识到基础科学的重要性。起初政府并不投入，主要是洛克菲勒基金会和卡内基基金会等民间基金会，资助那些关乎美国未来军事技术的基础科学，首当其冲就是核物理。二战曼哈顿计划开创了联邦政府大规模动员顶尖科学家、投入大科学工程的新模式。而且像曼哈顿计划这种由国家、军方主导的造原子弹工程，直到1939年才提上议事日程，早期资助很有限。
后来英国告诉美国，希特勒（德国）很快会造出核武器，此时美国政府才开始重视。1940年6月，罗斯福批准成立国防研究委员会，由范内瓦・布什领导，不再仅依赖军方拨款，联邦政府直接出钱研究原子弹。7月又得到英国消息：原子弹不仅可行、威力巨大，还可能两年内造出来，大大加速了美国的决策。1942年初，罗斯福正式批准原子弹计划从研究阶段推进到发展阶段，到年底批准政府投入5亿美元，实际后来涨到20亿美元。美国19世纪的崛起，政府在军工等领域大量投入过技术，但从没资助过基础科学；曼哈顿计划正是政府大规模资助基础科学的开端。
曼哈顿计划改变了三件事。
第一，资源规模空前。从最初军方勉强拿得出的6000美元，到后来的20亿美元，三十多万倍的增长，这种国家投入对成功起了决定性作用。
第二，组织科学，不是个人单打独斗。我们从小读科学史，总以为科学是牛顿、爱因斯坦这样的天才做出来的。其实科学是组织出来的，是像英国皇家学会、法国科学院这样的体系在做。中国历史上科学之所以落后，很大程度上是没有形成这样的组织，因为没有社会需求；比如明朝和清朝之所以没有这样的科学院，也是因为没有时代需求。陆军工程兵团下设曼哈顿工程区，以合同模式整合分散的大学实验室、工业企业（包括杜邦），构建统一的秘密研发生产体系；项目峰值约13万人。
第三，给予最高优先级和严格保密。保密非常重要，比如中国的两弹一星计划，对外保密就做得非常好。杨振宁当年回国访问，极想了解中国究竟怎么干出原子弹的，因为外界没有任何消息。
曼哈顿计划，可以说是第一次把国家意志与实验室里偶然的实验发现结合起来的大规模实践。这里要做一个区分：偶然的实验发现，比如铀裂变，可以说是技术的0到1，布什把它理解为基础科学，迅速转化为武器能力。没有政府资助，这些发现可能长期躺在实验室或专利局里；有了国家投入，不到三年就变成实战武器，帮美国赢得了二战。所以曼哈顿计划不是把相对论、量子力学这类纯科学理论直接转化为武器，而是把实验室里的0到1偶然发现转化为武器，这个区别极为关键。而布什所指的“基础科学”，我认为大概更多是指这类0到1的实验室技术发现。
历史常常呈现这样的规律：战争是一种强度极高的社会需求，关乎国家与民族的生死存亡，它抛出亟待解答的难题；科学家与工程师定向攻关、寻找解决方案。伽利略、牛顿开启的经典力学革命，拉瓦锡推动的化学革命，都遵循这一逻辑。正是这类由社会紧迫需求划定的问题，经由高度组织化的力量去攻克，最终催生了足以改变世界的知识与成果。
二、这份报告产生的背景
冷战本身，就是一场国家主导的科技竞赛。今天美国再次把中美竞争定义为“新冷战”，一定要高度重视。战争定义了极端问题，如何导航、计算、探测、摧毁，计算机就是这样发明的，并提供近乎无限的资源和容错空间，把许多可能滞后数十年的实验室0到1探索，拉进快车道，形成强大的工程能力。
如今的叙事常说基础科学起了重要作用，比如爱因斯坦的质能方程。其实这些基础理论通常只是事后提供合理解释，在工程变现过程中作用并不大，爱因斯坦的公式根本无法告诉你怎样制造原子弹。工程上真正的困难在于：如何分离铀-235，如何设计临界质量，如何实现链式反应。这正是杨振宁作为理论物理学家对中国最感到好奇的地方：在那样穷困的条件下，中国居然把原子弹研究出来了。
二战结束后，美国认为人类将进入和平时代。罗斯福于是问布什：能不能制定一份进入和平时代后的科学发展计划，让科学继续服务人类，尤其是医疗健康。《科学：无尽的前沿》就是在这样的背景下出台的。
布什是一名能力突出的军事工程师，但他未能厘清 0 到 1 的原创技术的生成机制，简单将其归因于基础科学。他提出，和平时期美国政府应当大力投入基础科学；基础科学多为偶然发现，难以定向组织攻关，应当给予科学家充分的自由探索空间，以资金支持为主、减少干预。他认为投资大学是最优路径，支持科学家在好奇心驱动下自主开展研究，这便是《科学：无尽的前沿》报告的核心。
美国总统部分采纳该建议，美国由此大规模投入高校科研，极大增强了自身软实力。时至今日，很多人依旧认可美国大学的优势地位，全球人才持续向美国汇聚。
三、《科学：新的黄金时代》
特朗普政府出台《科学：新的黄金时代》，其用意，在一定程度上是背离布什的科研理念，承认旧框架的预设并不成立。
特朗普政府做出一项重大调整：压缩对高校无明确目标的自由科研资助。这背后是一轮反思与战略转向 —— 中国科技实力持续追赶，已经成为不容轻视的对手；美国意识到，如果继续沿用战后布什那套老模式，很可能在竞争中快速掉队。
布什设想，高校科学家在不受约束的环境中追寻真理，自然会源源不断产出能够服务政府与产业需求的新知识；在他的框架里，广泛的科学进步根植于学者的思想自由。但这套论断和历史事实并不吻合：斯大林时期的苏联，在布什的标准看来并不具备这样的思想自由，可彼时苏联的科学实力一度令西方为之震撼，涌现出一大批杰出的数学家、物理学家与化学家。
布什还提出，美国在战时取得的那些引人瞩目的医学突破，比如伤员救治复苏技术、青霉素，源头大多来自实验里的偶然发现；但青霉素能够实现规模化生产、普及到军队之中，依靠的是政府经费与国防部的强力推动。青霉素早期产量极低、成本昂贵，普通民众根本无力负担。这就说明：就算完成了从 0 到 1 的原始突破，想要走完从 1 到 100 的产业化落地之路，依旧任重道远。
布什报告的核心假设是创新线性模型：遵循 “基础科学→应用科学→技术发明→商业应用” 的单向传导路径。无论从科学史经验，还是从特朗普政府推出的新科技政策来看，这套单向递进的模型都遭到了否定。
近代知识分子反思中国近代落后，常常把根源归结为中国缺少科学。五四运动由此打出德先生与赛先生两面旗帜。罗素在《中国问题》里对这批中国知识分子提出批评：日本的崛起依靠的是商业与军事这两位 “先生”，而不是德先生、赛先生。在他看来，推崇民主与科学却没能实现富强，是因为人们颠倒了因果：民主、科学固然可贵，但它们更可能是发展带来的结果，而不是启动现代化的初始原因。
中国古代拥有诸多 0 到 1 的原创发明，不少技术的首创地位也得到西方认可。鲁迅曾谈到：火药在中国用作烟花，传入西方则被制成武器，最终造成发展差距。可见 0 到 1 和 1 到 100 之间鸿沟巨大：技术突破到商业转化困难重重，基础理论转化为原创技术同样遥远。布什的线性模型默认基础科学顺理成章长出技术，而这个案例说明：有没有基础理论、有没有 0 到 1 发明，都不是决定性的；组织需求、资源动员、应用场景才决定能不能走完后面的链条。
《科学：无尽的前沿》国内重刊版本附有拉什・霍尔特的导读文本，霍尔特在此反思布什的局限：布什假定科学进步主要依托科学家脱离功利目标的自由基础研究。这套观念延续至今，构成国内一部分学界看法，也使得部分高校研究者对 “把论文写在祖国的大地上” 的导向存有异议。一个值得对照的历史案例是路易十四治下的法国：在这位绝对君主的支持下，法兰西科学院成立，法国科学迎来快速发展。以现代话语类比，彼时科学院的科研安排，就是以国家需求为锚点，服务法国的国家目标。
布什报告出台之后，美国逐步跻身世界科学强国之列，这也让不少人形成一种认知：战后美国的科技领先地位，是这份报告塑造的结果。但背后真实的驱动力量，是军方和政府的任务型定向投资，而非高校不受目标约束的自由探索。冷战军备竞赛背景下，大量国家主导的定向研发持续推进；芯片、计算机、控制论、信息论与航空航天等重大成果，很少是纯粹基础理论自发演进的产物。国防部各类定向计划，构成国防技术与民用医学突破的主要推手，而企业研发的底层逻辑则是追逐利润。
该报告的现实贡献，是为政府财政支持基础科学建立了话语依据，推动科研资金规模大幅扩张。但经费拨付至国家科学基金会之后，其中分配给自由基础研究的份额有限，大部分资源依旧投向任务导向的应用研究与技术研发。
四、美国科技霸权三个因素
上海交通大学江晓原教授与穆蕴秋的合作研究，利用美国国防部《回顾》项目的实证数据，复盘了布什报告及其催生的国家科学基金会的实际效能。该研究提出，二者对美国技术发展的拉动作用相当有限；数据测算基础科学的贡献占比仅 0.3%，大部分技术成果并不是基础科学自然衍生而来。这一判断并不否定基础科学的价值：它承担着认识自然的功能，也可以为创新提供思想启发。但驱动 0 到 1 的原创技术突破、特别是支撑从原型走向规模化应用（1 到 100）的核心力量，是企业家创新活动与国家组织的定向研发工程，曼哈顿计划即是标志性案例。
所以，美国科技霸权真正的根基，并不是布什这份报告，也不是他设想里供科学家自由探索的 “宁静绿洲”，而是由国防部主导、任务导向的研发体系，这套体系是美苏冷战催生出来的。倘若没有冷战带来的强大竞争压力，美国或许只会产出一批纯粹的基础理论论文，很难涌现出那么多改变世界的实用技术。
中国古代大量技术发现带有偶然性，在布什的范式下，可以被视作孤立的基础成果。典型如祖冲之的学术成就，未能形成持续的学术传承链条，后世研究者常常需要重复探索。核心约束在于，传统中国并未形成国家制度化资助的科学家共同体 —— 也就是法国科学院、俄国科学院、英国皇家学会这类常设学术组织。孤立的知识缺少稳定的传承网络，难以持续迭代深化，知识积累的效率受到很大限制。建制化的科学社群，一方面促成思想交流碰撞，另一方面也催生学术优先权竞争。牛顿的研究工作同样置身这种竞争环境，他与莱布尼茨围绕微积分优先权的争论广为人知。通行教科书往往省略这一历史语境，塑造出牛顿仅凭好奇心、依靠偶然启发完成突破的叙事；而还原历史可以看到，欧洲多国争霸、军备竞赛催生的弹道动力学问题，才是驱动相关研究的现实抓手。
国内重新翻译出版这份报告的时候，不少推介者误把它当成解开美国科技崛起之谜的钥匙，甚至有人感慨：读到这份珍贵原始文献，就像信徒见到圣经一般激动。在他们看来，正是这份报告改写了美国科技史，范内瓦・布什对美国科研的贡献无人能及。同时还流传着一种看法，觉得美国属于小政府模式，布什的报告为战后美国科学绘就发展蓝图，帮助美国摆脱了对欧洲基础研究和人才的依赖。但真实的历史并非如此。
当下美国把中国看作西方近代以来遇到的最有挑战性的竞争者，搞清楚美国科技体系真实的运行逻辑，对我们来说格外重要。改革开放初期，我们其实也受到布什这套线性创新模型的影响，存在类似的认知误区：以为重大技术突破源自高校里的基础科学发现。当年面向全国选拔天才少年，开办中科大少年班，投入了不少资源，这套思路背后，同样藏着这样的预设偏差。由此来看，那个流传很广的说法 —— 布什报告为战后美国科学划定发展蓝图，帮助美国摆脱对欧洲基础研究和人才的依赖，是得不到史实支撑的。
美国在战后成长为科技大国，依托三个核心条件。第一是以制造业为本，先从低端产业起步，经过长期积累，再到爱迪生时代走向高端，这个路径和我国早年依靠乡镇企业起步、直到如今在新能源技术方面实现对西方赶超的历程，有相似之处。制造业与经济体量追上并超越欧洲，让美国拥有巨大的发展潜力。第二是军方与国防部主导各类定向研发项目，覆盖武器、医疗等诸多领域。第三是两次世界大战带来的人才红利：大批欧洲科学家涌入美国，这是美国科研崛起的重要推力；相比之下，英国人才持续外流，德国的人才损失尤为惨重。
特朗普政府发布的《科学：新的黄金时代》，以 1945 年范内瓦・布什《科学：无尽的前沿》作为对标文本，开启了八十余年间美国对本国科研体制的一次系统性反思。报告核心转变，是研究议程从开放、无定向的 “无尽前沿”，锚定到国家战略竞争的目标之上。这里暗含一个重要判断：美国 20 世纪科技爆发的真实动力来自冷战大国竞争，而这一维度在布什报告中是缺失的；仅依靠和平环境下的自由探索，很难催生同等强度的技术突破。
古代中国完成大一统之后，长期缺乏军备竞赛、海外商业霸权争夺这类高强度竞争激励，这构成后世科技发展放缓的一项重要约束；缺少这类外部压力，产业和企业的技术升级动力不足。但中国依靠当时世界上规模最大的单一统一市场，在漫长时段里保持了对西方的技术领先。
新报告试图修正布什确立的旧逻辑：资源配置的重心从纯基础科学前移到前沿技术。曾经支撑美国科技霸权的 “政府资助、大学自由探索、企业商业化转化” 链条已经不再适配当下竞争格局，需要重构创新次序；报告同时放弃了新自由主义框架下的科学观。
五、报告五大制度转向
《科学：新的黄金时代》提出五方面制度变革方向：
其一，资助范式转型。传统模式下联邦科研经费主要拨付高校机构，研究方向相对开放；新方案主张资源跟随研究者个体，重点发掘 AI 领域创新人才，对高潜力研究者给予灵活资助。
其二，创新主体多元化。科研体系不再以大学为绝对核心，政府打通与产业界的通道，直接向企业配置研发资源，并配套政府采购订单。近代欧洲不少产业的成长，就受益于政府订单的牵引；各国竞争模式、战略选择存在差异，不宜简单类比。
其三，确立人工智能的核心地位。美国将 AI 认定为维持科技竞争优势的关键领域，社会资本与公共资源持续向该方向集聚。
其四，科研评价体系重构，突出战略目标导向，锚定先进制造与国防技术竞争。美国长期保持军民技术相互转化的正向循环；苏联科研体系的一大短板，是军工技术难以向民用产业溢出，缺少可持续的经济回报，最终难以为继。
其五，创新动力的置换：以国家任务导向的科研组织模式，修正布什范式中以科学家好奇心为首要动力的设想。这一点值得我们审慎反思：当前国内部分话语仍单向推崇好奇心驱动的科研路径，这正是美国这份报告意在纠偏的旧框架。好奇心是创新的重要条件，但不足以独立支撑科学持续突破，还需要制度化的科研共同体、定向研发计划的支撑。报告行文并未直接点名，但其战略对标对象清晰。西方历史上常常依托外部对手塑造内部竞争动力；大一统时代的古代中国，长期缺少对等的外部强力竞争者，技术迭代的竞争激励相对有限。
特朗普主张把制造业带回美国，这个判断本身切中要害：美国感受到中国的追赶，正是因为它意识到制造业是整个科技体系的根基。但这套重振方案能不能奏效，我们还要继续观察。这里涉及一个知识界长期颠倒的叙事。
长久以来，很多人默认 “科学是根基，技术只是派生出来的副产品”，于是解释近代落后时，就归结为我们古代只懂技术、缺少科学。当年邓小平同志提出迎来 “科学的春天”、推动恢复高考，在那个阶段，我们一定程度上也受到布什这套线性叙事的影响，高估了基础科学单向带动技术突破的作用。而中国崛起的现实历程告诉我们，我们和19世纪的美国路径相似，首先依托强大的制造业底盘实现崛起，而不是单纯依靠 “赛先生”。
在人类漫长历史中，技术通常先行出现，历经数十年乃至数百年之后，科学家才建构起理论框架予以解释，且早期诸多解释性假说往往存在谬误。教科书仅留存最终被验证正确的结论，由此塑造出牛顿式天才独立完成思想飞跃的叙事。
进入 20 世纪，基础科学对技术的赋能作用有所提升，但任何理论向技术的转化，都高度依赖难以编码、默会的隐性知识。国内曾有案例：高校投入大量资源对标西方研发内燃机却进展缓慢，一名初中生张雪摸索研制的发动机性能突出，而他并不掌握热力学与熵的相关理论；瓦特改良蒸汽机之际，同样没有掌握牛顿力学体系。
理论有助于认知自然、拓展思路，但距离落地为可用技术仍有巨大鸿沟。严格而言，纯粹理论直接催生技术发明的案例几乎不存在。半导体、内燃机、运载火箭、核装置这类依托现代物理学的工程领域，核心约束从来不是理论完备性，而是工艺经验与工程积累。牛顿力学成型三百余年，具备月球探测能力的国家依旧寥寥；美国当年登月方案如今难以复刻，正是因为大量内嵌在产业中的默会工艺经验难以书面留存，伴随老一辈技术人员退场、传承链条断裂，部分技术能力随之衰减。
早在近代科学（甚至文字）诞生之前，人类已经发展出农业与纺织技术。良渚纺织工艺、郑和宝船建造技术，都不是依托体系化科学而诞生。技术本质上是在反复试错中习得的操控性因果方案；科学建立在公理推演之上，单靠逻辑推演无法直接生成干预现实的技术路径。科学家能够提供对世界的解释框架，启发新的技术设想，但解释性理论（如广义相对论）本身无法直接生成改造现实的技术；相反，技术实践常常成为新理论的催生动力。
改革开放之后，国内部分知识群体存在偏重理论、甚至掀起“科学哲学热”的倾向。而且很多科学哲学以物理学为范本，难以覆盖化学、生命科学；波普尔、库恩的框架，对生命系统的解释有明显局限。
伽利略、牛顿的经典力学脱胎于弹道学这一现实任务，原本属于自然哲学；火药冶金实践、围绕燃烧现象的长期争论催生拉瓦锡的化学革命。拉瓦锡长期任职法国火药管理部门，深耕军工火药实践，才厘清燃烧与氧气的本质。这些标志性科学革命都以技术实践为源头，而其中不少早期技术原型起源于中国。
技术突破往往是科学与技术互动中的主导一侧：蒸汽机先问世，热力学理论后续成型；掌握热力学原理，也不等于具备制造高性能蒸汽机的工程能力。热力学可以证伪永动机设想，但从原理认知到产业化技术，尚有遥远距离。由此可见，单纯资助高校开展无定向自由研究，并不能自动造就技术强国。
高等教育扩张有其价值，但规模过度扩张也可能造成科研资源浪费。进化论的思想源头同样依托经验观察：中国古代对动植物、本草的观察记录，丰富程度超过古希腊，这得益于本土多样的生态环境；达尔文正是依靠环球航行中对各地物种的实地考察，才形成物种演化的思考。
观测仪器是天文学、显微科学发展的前提，望远镜与显微镜并不是光学理论的产物，恰恰是仪器制造实践推动光学理论发展。电磁学领域亦是如此，麦克斯韦方程组建立之前，已经积累了大量实验经验规律；爱迪生研发电灯时，并不掌握麦克斯韦电磁理论。
放到当下，固体物理专业博士未必能够完成芯片制造；长期扎根产线、在工程实践中持续积累，才是掌握芯片工艺的关键。台积电的产业优势，核心不在于基础科学研究。奥本海默曾指出，原子弹是科学家与大量工程师协同攻关的成果；中国两弹一星工程同样如此。
爱因斯坦的理论公式价值在于理解世界，公式本身不具备改造世界的力量。马克思曾提出，脱离工业、商业、制造业竞争与战争需求，自然科学就失去重要的发展动力。认为依靠大规模兴办大学、支持科学家自由探索就可以持续产出技术成果，这一判断和历史经验并不相符。
六、西方栽给中国的那顶帽子，该摘了
全球科学中心的跨国转移，首先是技术研发中心的跨国转移，而技术中心的转移首先是制造业中心的转移，而制造业中心的转移首先是国家能力和商业中心的转移。有人把近代的落后归咎于老祖宗重农抑商、不懂科学，这其实是西方扣给我们的一顶“帽子”。中国古代其实十分开放，杭州、广州都曾是阿拉伯商人的贸易重地。近代真正把我们打下去的，是西方工业革命（而不是科学革命）之后廉价、优质、规模化生产的产品：西方一旦迫使中国放开关税，中国的民族工业就会在西方产品冲击下被全部摧毁。
今天口口声声讲自由贸易的美国、德国，反而对中国加征关税，成了闭关锁国的一方；可它们当年雄踞制造业领袖之位时，奉行的恰恰是自由贸易。西方惯用的手法是：用鸦片制造贸易平衡，用海军打开贸易大门，再签下不平等条约，让你不能收关税，只能接受零关税的“自由贸易”。
美国原本以为中国不可能再次崛起，因为我们的精英似乎都接受了他们那套历史观；没想到中国崛起得如此之快，这才迫使西方重新审视中国。其实最早的制造业在东方，最早的西方人不过是“海上马车夫”，工业化是后来才发生的事情。
荷兰靠商贸起家，然后才有制造业繁荣，制造业做起来之后转而大搞金融，金融最终把制造业挤到敌国手里，而对手正等着吸收这一切；英美也重蹈覆辙，制造业强大之后玩金融玩脱了，资本先后跑去扶持了美国、中国的制造业。
马克思早已讲清了这一过程。今天中国政府如此警惕金融资本、要求金融为实体经济服务，正是担心类似的故事重演。
AI竞赛在美国看来已是背水一战：必须赢，不赢就完了。硅谷大佬施密特最早帮拜登制定AI计划、扬言要把中国干翻，最后却不得不承认：即便美国赢了第一阶段，中国也会是最终赢家，因为AI的应用场景都在中国，因此技术的不断迭代也会在中国。美国财长贝森特甚至说，中国若在AI上获胜，美国就没有明天。
七、中美竞争的本质：新质生产力
最后，我想模仿亨廷顿的口吻说一句话：西方赢得世界，靠的不是它在科学理论上的优越，而是它在“战争—商业循环加速器”中积累起来的技术优势。欧洲光有牛顿和爱因斯坦，只是占据了一个理解世界的高地，还不足以在经济和工业技术上垄断世界。
恩格斯早就讲过：社会一旦有技术上的需要，这种需要就会比十所大学更能把科学推向前进。著名理论物理学家弗里曼·戴森也告诉我们：在真实的科学史进程中，由新工具开启的新研究方向，其出现频次远比由新概念开启的方向密集得多。
最后，重温恩格斯一百多年前的预言：资本主义生产，只有中国尚待它去征服了，但当它最终征服中国的时候，它却使自己在自己祖国的存在成为不可能了。中国这么大的体量，一旦组织起来进行规模化大生产，就会把全世界的产品都打成白菜价，包括日后的AI和机器人；到那时，西方制造业在自由贸易的框架下将无法继续存在。