从大多数标准来看，美国的科学从未如此强大。

过去五年来，美国获得的诺贝尔科学奖比世界其他国家的总和还要多，这与美国自 20 世纪中叶以来在诺贝尔奖上的主导地位一致。2020 年，两家美国制药公司率先研发出有助于控制疫情的疫苗。两年后，一家加州初创公司发布了革命性的人工智能 (AI) 工具 ChatGPT，一家国家实验室突破了核聚变的根本障碍。

今年，美国有望在研发上投入 1 万亿美元，远远超过其他任何国家。它的实验室吸引了来自世界各地的研究人员，美国科学、技术、工程和医学 (STEM) 领域博士生中有 43% 是出生在其他国家的人员。

美国大选辩论：哈里斯和特朗普对科学的看法

但随着选民于 11 月投票选举新总统和新国会，一些科学领袖担心美国正在向其他科研强国，尤其是中国让位，中国在许多主要科学指标上已经超过美国。华盛顿特区美国国家科学院院长马西娅·麦克纳特 (Marcia McNutt) 在 6 月的一次演讲中表示：“人们认为美国科学正在——而且正在——输掉全球 STEM 领导地位的竞争。”

人们的担忧包括研发资金限制、科学日益政治化以及移民问题引发的激烈争论。美国国家科学、工程和医学院 (NASEM) 于 8 月 1 日报告称，这导致“人们认为美国对外国人越来越不友好” ，并警告称美国“不能再想当然地认为它将继续成为世界上最优秀和最聪明人才的首选目的地”。这些学院呼吁政府采取全民行动，吸引和留住国际人才，并改善国内的 STEM 教育。

美国科学的未来在很大程度上取决于 11 月的选举。下一任总统和国会将共同制定影响国际合作的资助计划、移民政策和国家安全措施，在确定未来几年美国科学事业的发展方向方面发挥关键作用。

鉴于人们对美国在科学领域的领导地位的担忧，美国的表现如何？大选之后又将如何？《自然》杂志分析了这些数字以及可能决定美国科学未来的几个关键问题。

研究背后的驱动力是金钱，美国长期以来在科学技术领域一直处于领先地位，这在很大程度上是因为它的投入超过所有其他国家。2022 年（有完整数据可查的最后一年），美国政府和私人资金共计投入 9230 亿美元，约占全球研发支出的 30%。

但随着中国经济的飞速发展，其研发支出也随之增长，达到 8120 亿美元（根据购买力平价调整）。按照这一轨迹，中国将在 2030 年前追平美国（见“研究经费竞赛”）。

数据来源：OECD/MSTI

仅从人员数量、科研产出和专利数量来看，美国已经失去领先地位。根据美国国家科学基金会（NSF）3月2日发布的报告，2016年，中国跃居成为科学与工程论文产量第一的国家。2019年，中国在授予科学与工程博士学位数量上超过了美国；2021年，中国在国际专利申请数量上成为第一。

多年来，一些研究科学指标的研究人员认为，中国在科学产出质量方面仍然落后，但这种情况也在改变。例如，根据 Web of Science 数据库的数据，2020 年，中国在世界前 1% 被引论文中所占份额方面超过了美国，这是衡量高影响力工作的指标（见“被引次数最多的研究”）。

中国在工程学、化学和材料科学领域表现出特殊优势，而美国在生物学和医学等领域保持领先地位（参见“谁在各个科学领域领先？”）。

引用统计数据并不能完美衡量影响力：今年的一项研究发现，中国研究人员表现出最严重的“本土偏见”，即不成比例地引用本国的论文3。研究表明，调整这种偏见会削弱中国的进步——可能将其排名降至世界第四——但这不会极大地改变其前进的方向。

相对于其他国家，中国论文质量的提高还有其他迹象。去年，中国在有影响力期刊上发表的论文数量超过了美国（见“有影响力期刊上论文的份额”）。

中国或美国位居榜首重要吗？一些政治言论将这些趋势描述为一场零和博弈。但哥伦布俄亥俄州立大学研究政策专家卡罗琳·瓦格纳 (Caroline Wagner) 表示，在研究方面，一个国家的收益不一定是另一个国家的损失。

她表示，引用率最高的论文均来自美国、中国和欧洲研究人员的共同研究。英国曼彻斯特大学研究政策分析师 Kieron Flanagan 表示，如果中国或任何其他国家在研究上投入更多资金，这应该对美国有利——只要它能留住能够利用全球创新的世界一流科学家，并保持自身研究资金和质量。

当前对美国科学的担忧与政策圈每隔一代人都会发出的警告如出一辙。例如，2005 年，美国国家科学院发表了一份名为《超越风暴》的严峻报告，警告 称全球化对美国竞争力构成威胁4。

特朗普如何损害了科学——以及为何可能需要几十年才能恢复

报告的一项建议是将数学、工程学和物理科学的基础研究经费增加一倍，与美国国立卫生研究院在 1998 年至 2003 年间实现的预算翻倍保持一致。负责制定经费水平的美国国会于 2007 年通过了一项法律，承诺将这样做——但立法者并未贯彻执行。

历史正在重演。2022 年，国会联合通过了《芯片与科学法案》，这次着眼于中国，该法案授权 2800 亿美元用于促进国内半导体产业发展，并增加几家主要研究机构的预算。该法案的主要受益者美国国家科学基金会的预算在 2023 年增长了 11%，达到 99 亿美元——但当国会最终确定今年的预算时，该预算又回落至 91 亿美元。

华盛顿特区美国大学协会负责政府关系和公共政策的副总裁 Matt Hourihan 表示，作为国内生产总值 (GDP) 的一部分，美国国家科学基金会、美国能源部科学办公室和美国国家标准与技术研究院（均为物理科学基础研究的主要资助者）的公共投资目前低于 1997 年以来的任何时候（见“联邦研究强度下降”）。美国研究投资占 GDP 的比例仍在上升，但这是因为私营企业的研发投资正在弥补不足。

美国总统乔·拜登的科学顾问兼白宫科技政策办公室 (OSTP) 主任阿拉蒂·普拉巴卡 (Arati Prabhakar) 表示：“我们绝对必须让联邦资助的研发回到更健康的轨道上。”她告诉《自然》杂志，私人研发的急剧增长有利于就业和经济，但它无法取代联邦投资支持的那种基础科学。

事实上，这些趋势解释了美国和中国之间的力量平衡的变化，总部位于伦敦的分析公司科睿唯安旗下的科学信息研究所首席科学家乔纳森·亚当斯 (Jonathan Adams) 表示。亚当斯指出，美国在投资最多的领域仍保持领先地位，例如生物医学研究。相比之下，中国正在材料科学、物理科学和计算机科学领域超越美国，而这些领域正是美国投资不足的领域。

明年 1 月，问题在于下一任总统和国会是否会共同努力推进两党过去都认可的科学资助承诺。这在很大程度上取决于谁控制着国会两院，目前两院分裂，民主党控制着参议院，共和党在众议院占多数。

拜登寻求增加科学资助——但他的预算前景不妙

在制定支出优先事项时，国会往往我行我素，无论总统在预算中提出什么建议。例如，尽管前总统唐纳德·特朗普一再试图削减科学预算，但正是在他任职期间，国会打破了自己设定的预算上限，在特朗普政府寻求增加国防开支的同时，大幅增加了科学机构的资金，马里兰州罗克维尔美国实验生物学会联合会公共事务办公室负责人詹妮弗·蔡策说。

如今，立法者再次按照预算协议行事，该协议旨在限制 2025 年之前的总体支出，这可能会使增加 STEM 支出变得困难，但目前尚不清楚明年新总统和新国会将如何讨论这一问题。

“我称之为鞭笞效应，”Zeitzer 说。资助机构不断受到不断变化的政治风向的冲击，这些风向会产生巨大的承诺——有时是巨额投资——然后不可避免地会转向紧缩政策。一半的时间里，资助机构都在临时预算下运营，并且面临着政府关门的迫在眉睫的威胁。“如果我们再面临 20 年这样的情况，我不知道我们如何保持竞争力，”Zeitzer 说。

由于美国严重依赖国际人才来推动其科学发展，因此一个关键问题是它是否仍将是全球研究人员学习和工作的首选之地。对数据的解读有多种方式。

美国对海外研究人员的依赖程度越来越高：去年，超过三分之一的科学和工程博士学位授予了国际学生（持临时签证的学生），其中计算机科学专业的比例高达 59%（见“美国对海外人才的依赖”）。“我们对外国人才的依赖程度达到了历史最高水平，”纽约约克敦高地科技巨头 IBM 的研究主管、负责监管美国国家科学基金会的美国国家科学委员会现任主席达里奥·吉尔 (Darío Gil) 表示。

这些学生大多来自中国和印度，印度排在第二位。根据 2022 年的数据，当被问及时，77% 在美国获得博士学位的中国学生表示他们打算留在美国，这一比例在过去五年中仅略有下降。

更普遍而言，根据经济合作与发展组织5的数据，美国仍然是全球最大的国际学生留学目的地，2020 年美国接收了全球所有学生的 15%，这是最新的比较数据。

但有迹象表明，美国可能正在失去优势。其国际学生比例正在下降，低于 2000 年的 23% 5。尽管入学人数在疫情短暂下降后已恢复到历史最高水平（见“国际学生人数反弹”），但仍存在一个问题：中国顶尖人才是否仍将美国视为有吸引力的目的地。

中国仍然是美国最大的研究合作者，但中美研究人员合著的论文数量正在下降——尽管中国与竞争对手的合作有所增加（见“中美合作正在下降”）。

国会的一些议员可能会欢迎这种趋势。国会共和党人指出，让美国纳税人资助的科学研究落入中国军方手中是危险的，因此正在推动一项立法，限制大学研究人员可以开展的研究合作类型。

特朗普入主白宫后，移民和研究安全问题变得愈发突出。首先是临时旅行禁令，主要影响几个穆斯林占多数国家的公民。随后，联邦政府对学术间谍活动展开了打击，被称为“中国行动”，在诱捕与中国有联系的学者（包括许多华裔美国公民）后，该行动遭到种族主义指责。

拜登最终终止了这两项政策，但许多学者表示，如果特朗普在 11 月获胜，这两项政策可能会卷土重来。上个月，特朗普誓言要恢复旅行禁令，而控制美国众议院的共和党人已批准一项立法，如果该立法通过，实质上将恢复对华倡议。

这些紧张关系可能会产生负面影响：美国的调查发现，许多中国研究人员担心中国计划实施后会出现偏见。今年发表的一项研究6调查了中国学生报读美国博士学位课程的倾向，并与一组非中国学生进行了比较。这两个群体在 2016 年之前一直步调一致，但到 2019 年，中国学生报读美国博士学位的可能性降低了 15%，而报读非美国英语国家学位的可能性则更高。（疫情期间入学人数急剧下降意味着，这项尚未经过同行评审的研究无法可靠地延续到以后的几年。）

纽约雪城大学亚裔/亚裔美国人研究项目负责人、社会学家马颖仪表示，尽管自疫情爆发以来，美国大学的中国学生入学率有所回升，但中国最优秀和最聪明的学生可能正在回避美国。马颖仪表示，反华言论高涨可能是原因之一，但中国研究生在国内机会的增加以及获得工作签证的挑战日益增加也是原因之一。

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纽约州伊萨卡市康奈尔大学移民学者艾米·尼斯 (Amy Nice) 表示，另一个挑战是授予美国永久居留权的“绿卡”数量有限，而国会很容易解决这一问题。艾米·尼斯最近在拜登政府的白宫科技政策办公室任职。她说，拜登政府一直在努力根据现有法律法规做到这一点，但最终还是要由国会来增加可用的绿卡数量。“这是国会可以解决这个问题的唯一办法，”尼斯说。

并非所有人都相信，美国学术机构在国际人才方面正面临迫在眉睫的危机。纽约市国际教育协会首席执行官艾伦·古德曼指出，美国并不是唯一一个打击移民的国家：加拿大、英国和其他国家也在做同样的事情。这意味着，当国际学生考虑在哪里发展事业时，美国以外的选择会减少。

吉尔还表示，他没有看到任何证据表明中国学生不愿来美国。“他们仍然非常渴望继续来美国，”他说。吉尔表示，更大的问题是如何鼓励美国学生从事科学技术工作，理由是数学成绩下降。

在美国大学校园里，围绕诸如加沙-以色列战争、促进多样性、公平和包容的努力以及变性人权利等问题的紧张局势日益加剧。作为日益加剧的政治两极分化趋势的一部分，这些文化战争席卷了校园，导致一些立法者限制大学研究人员的研究和教学内容，并削弱促进多样性、公平和包容性的政策。8 月份的 NASEM 报告1触及了其中的一些情绪，引发了人们对美国在海外声誉开始受损的担忧。报告指出：“国家在吸引和留住人才方面最重要的优势之一是一些无形的因素：价值观、自由和机会。”

与拜登一样，副总统兼总统候选人卡马拉·哈里斯有望推进有利于科学的预算，同时继续强调科学在应对气候变化和促进公共卫生方面的作用。相比之下，特朗普及其任命的官员在任期间一再削弱政府科学家和机构，尤其是在气候变化和公共卫生等问题上。

许多政治学家担心，特朗普的第二个任期可能会让政府研究人员面临更加严峻的考验。除了特朗普拒绝承认他未赢得的任何选举结果，并承诺利用联邦政府的权力进行政治报复之外，研究人员还担心，他可能会成功重塑美国政府，用顺从的政治任命者取代数千名联邦科学家。这将进一步削弱科学在制定从温室气体排放到药物开发等所有领域的规则和法规方面所发挥的作用。

无论哪个政党控制着总统职位和国会，美国科学的命运都与日益两极分化的社会大趋势息息相关，几十年来，人们对许多机构的信任一直在逐渐消失。

加州大学伯克利分校政治学家亨利·布雷迪表示，到目前为止，“科学”机构仍是一个异类，受到广大公众的支持，但如果从疫苗到全球变暖等问题上的两极分化加剧，这种情况可能会改变。“如果科学和学术成为意识形态的努力，”他说，“它们将很难生存。”