经费的理由
花了多少钱？
流入科学研究中的钱听起来金额十分巨大，并且，政府之间总是相互比较谁的科研经费听起来越来越多，然而，这些金额在纳税人缴纳的税款总额或者我们在医疗保健方面所花的经费面前，只占极小的比例。发达国家在科学研发方面的经费投入约占全国GDP的1.5%~3.5%，其中30%~40%来自政府经费。然而，只有占GDP 0.2%~0.4%的部分直接提供给科学家进行科学研究，这部分只占全国科研总经费的十分之一，剩余部分则被用于研究环境的基础设施建设，以及支付研究人员和管理人员的工资。因此，真正用于科学研究的经费并不多，按全国人口来看，每人每年仅为科学直接投资约100美元。这个数字多年来一直相当稳定，只有当政府想要激励产业花更多钱进行研发的时候有略微增长。政客既是“拉拉队长”，又是投资者。他们相信，科研一定会带来回报。正是因为有这种信念，一些国家开始向科学研究投入巨额经费。在这些国家，尽管人均科研项目投资不足40美元，但这个数字每四年就翻一番。
另一个看待科研经费的角度是看一名普通的学术研究人员会在研究项目上花多少钱。这个数字在不同学科间的浮动很大，但也很适合用来比较不同国家之间的区别。在西方国家，产业科学家每年可支配的经费大约在20万美元左右，浮动很小（在5万美元以内）。但在学术界，不同国家的科研经费差别却很大（如图7-3所示）。这里，我使用的数据来自经合组织，因此，我必须假设在每个国家内部，每个科学家所分到的经费差不多。按照这个基础来计算，英国在每位学术科学家身上投资2万美元左右。这个金额只占西班牙、加拿大和奥地利的一半。而日本、法国和美国在每位学术科学家身上投入的经费是8万美元。厉害的当属韩国，每位学术科学家每年可支配的平均经费超过10万美元，是英国的5倍还多。英国政府实施的一项研究也得出了相似的结论。难怪英国在研究效率上首屈一指，因为每花1美元得到的研究成果最多。不可避免的结果是，在英国，不仅管理机构十分精简，在工资和设备投资方面也十分节约。5倍的差距是很惊人的，因为并无证据表明二者在科学成果产出上有多大区别。
图7-3 经合组织各国及中国在过去10年里分到每位科学家头上的平均学术经费（包括所有科研经费和建设科研基础设施的经费）
我们还必须记住，政府对科学的资助只是科研经费来源的一个方面。在英国，来自产业合同、欧盟和慈善公益基金会的科研经费是政府研究委员会提供经费的两倍多，而对工程和医疗方面的科学家来说，这一比例更高。类似的比例在许多国家都可以看到，但我们并不清楚非纳税渠道的经费（比如诺贝尔奖）在基础科学研究而非技术研发方面投入了多少。
狼吞虎咽
对科研经费的需求主要源自科学家数量的不断增加。但即使在科学家数量基本保持稳定的国家，科学生态系统内部的竞争也越来越激烈，这提升了科学家的雄心抱负，从而增加了他们对额外经费的需求，以此来保持自己的竞争力。从全球来看，科研领域的科学家总数增长了，因此，竞争更加激烈，出成果的速度也更加关键。如果他们没有经费来购买竞争者都在使用的先进设备，就算技高一筹，他们也很难在竞争中取胜。有时候，缺乏经费的科学家能创造出比市面上最好的设备还要好的解决方案，甚至可能创造出人人都想要的下一代新设备。但是，如果你想要自己发明研究工具，那么，这显然会拖慢整个研究进程，因为你不仅需要建造新设备，还需要用它来做研究。
退一步看，我们可能会问，科学研究最合适的节奏到底是什么样？如果我们将科学领导力的争夺战视为一场你死我活的战役，最后只有一个国家能取胜（当然，我认为现实并非如此），那么，每个国家的管理层都需要决定资助什么样的科研项目——是对所有项目都大力支持，还是选择性地发放经费？显然，对这个问题的讨论都围绕着科学研究的功利性观点展开。这种观点认为，科学的回报与其结果直接相关。但从另一个方面来看，新颖的科学通常产生于意想不到的地方，因此，在许多领域进行广泛投资最可能发掘出科学的宝藏。
研究本身也变得越来越昂贵。在过去的培养系统中，年轻科学家收入微薄，但足以令他们全身心投入科研。现代科学家做学术的方法就好像古代修道院的苦行僧沉思创世之荣光一般，这绝不是偶然。现在这个时代并不需要这种牺牲（我们将在下一章讨论这个问题），但依然很难向年轻科学家提供经济保障。正式职位并不向年轻人开放，因为人们不知道这些年轻科学家是否愿意终身投身科学。科学研究的职业化意味着薪水理应反映出技能、职业训练和社会的需求。因此，科研成本增加的其中一个原因正是科学家的成本增加了。
另一个日益增长的科研成本来自昂贵设备的开发与扩散。技术上较为简单的问题基本上都已经解决了（牛顿从未要求报销苹果和三棱镜的开销），如今科学家钻研的是与人类尺度相去甚远的精细世界。因此，为了让科学家能够感知那些世界，人们开发了许多精密的仪器，这使科学家得以感受原子的存在，用视频捕捉细胞的颤动，还能感受到古代冰川微弱的热量。这些机器是进行现代科学研究的先决条件，但自己建造或者购买这些机器都是非常昂贵的。如果科研的理由是尽可能快地获取新知识（也就是产生影响、申请专利以及了解原理），那么，花钱购买基础设施是极其重要的。
科研如何产生回报？
做研究能带来什么利益？科学家们的看法十分微妙，横跨科学生态系统的服务与产品，简而言之就是“为了生产知识而生产知识”。大多数科学家相信在科学研究上投入经费对他们的祖国有很大的好处。大多数政府也拥有同样的信念。但是，是否有证据表明科研投入对国家而不是全球有用呢？政府的科研投资是否真的提升了人民的生活水平？如果是，如何提升？
科学目前遵循着一种“哥伦布式”的创新模型。在这种模型中，科学家理应追求自己的想法，只要他们这样做，就能产生新发现，带来新用途。这种“交给我办吧”的态度根深蒂固，对科学家来说十分方便，但并没有明显的证据表明它真的有效。对后续社会利益来说，一大问题是最初发现和实际利用之间的时间间隔可能非常长。在这种情况下，最初的科学突破发生的那个国家并不是唯一的受益者。正如我们所看到的那样，科学是非常全球化的，因此，只要有人感兴趣，愿意了解新发现及其影响，知识就会不可避免地流向那里。
科研还在很多地方刺激了当地经济的发展。在某些地方，高校被视为城市经济发展的动力源。一些人希望通过鼓励创业和高科技初创公司的方式来实现这一点，但不是太成功，不过的确存在一些成功的特殊例子，比如美国加州的硅谷和英国剑桥附近的“硅沼”。近期的研究表明，在美国，高校科研的高投入与城市经济增长和就业之间并没有明显的因果关系。世界各地的城市边缘地带都在修建高校研究园，它们对当地就业影响甚微，却占用了宝贵的税源和社区土地，消耗了活力。如果将这些资源挪作他用，或采取更有效的策略，可能产生更好的结果。但人们对这种方式过于执着，以至于各地政府都大力鼓励修建这样的高校研究园（如图7-4所示）。
审视一番全球各地的科研支出，你会惊讶于贫富差距之巨大。非洲的科研支出注定在几十年内保持极少的金额，不过那里的情况正在发生缓慢的变化。西方国家的科学家研究的课题通常与非洲欠发达地区和环境问题恶劣的社会密切相关。这种模式被称为“下渗式科学”，也就是说，一群人进行的科学研究造福另一群完全不同的人。
图7-4 创新中心。图7-4（a）位于美国加州圣何塞市的硅谷，图7-4（b）位于中国的深圳。资料来源：Coolcaesar/Wikipedia
这种模式与20世纪80年代流行的“涓滴经济学”类似。涓滴经济学说的是富人的支出能直接帮助穷人（事实似乎并非如此）。而下渗式科学认为，这种方式的科研支出能帮助那些自身缺乏科学研究的社会。然而，这里的一大问题是，科学家们解决的问题并不是阻碍社会发展的关键因素，比方说，他们研发的净水方案必须与非洲赤道地区的环境、气候、文化和经济形势相适应，才能发挥作用，而大多数情况下，他们的科研成果并不适应当地的实际情况。因此，当务之急是激励当地的科学家进行这种研究，但似乎收效甚微。今天，人们逐渐意识到，发达国家和发展中国家科学家的长期合作对双方都大有裨益，这需要更多的科研支出（特别是更多政府之外的经费），才能实现这一点。
目前，从科研投资的角度来看，最重要的回报是在科研过程中建立起来的人力资源。科学家在这个过程中得到了训练，他们身上培养出来的分析问题和解决问题的能力对各方面来说都十分有用，从商业到政府，从经济到慈善机构，皆是如此。如果一个国家想要以此作为投资科学的理由，那么他们会想了解这个过程中需要多少培训，如何才能将这些科学家培养成下一代教师。在大多数国家，人们才刚刚开始追踪科学家们在项目结束后都在做什么。
科研转化
科研投资与经济增长之间的关系尴尬而模糊。为了加速澄清二者之间的关系，过去几十年中，各地的高校周围涌现出了一大批技术转化办公室。这些机构理应像石油公司一样，在科学研究中汲取出有价值的资产，并在其周围筑起黄金茧壳，帮助其化茧成蝶。不幸的是，目前的证据显示，这种活动亏本的情况居多。我特别喜欢2005年由莱斯特（Lester）等人进行的一项研究中的一句话：“科技转化最好的形式是将博士生从大学实验室转移到工业领域的新工作中去。”在美国，超过70%的技术转化办公室都在亏钱，只有5%产生了可观的利润（主要是通过授权新药物）。在英国，高校通过知识产权授权所产生的年均收益在2005年前后只有5 800万英镑，比科研支出总额的1%还少。而在英国，由这方面直接产生的就业机会实在太少，根本无法对整体就业形势产生任何影响。
技术转化的一大难题是产业不能被动地“吸走”所有科研成果，他们还需要花费很多精力将科研成果转化成实际产品。企业需要花费一部分内部科研经费来支持这种隐性知识和“吸收能力”，才能找出和“汲取”具有利用前景的科研成果。产业的这方面需求意味着仅“做好科学”对一个国家来说是远远不够的，还需要精明能干和技术先进的产业。企业内部的科研活动与股东的短期利益之间有一些冲突，因为科学发现通常需要很长的时间才能产生商业回报（比如说，生物技术通常需要超过20年的时间）。这就是为什么新点子与科研成果带来企业增长的“线性模型”极难获得证据支持。无独有偶，有人认为一个国家如果产出了科研成果，那么对这些科研成果加以利用，就能直接为这个国家创造出财富，这种说法也缺乏坚实的统计数据的支持。
商业活动与学术研究的目的不同，这导致企业并不愿意公开研究成果，而学术界的研究者则希望他们的科研成果被传播得越广越好。科学家想要多写，而产业则更愿意多读。这种情况演变成了一个稳定的范式，这是因为科学中能产生“公共物品”。如果科学知识能广为人知，社会就能从中获益，因此，它们会鼓励发表新成果的科学家，通过颁奖、主题演讲和资助来表达对他们的尊敬。这也是为什么高校中的学术研究者不那么看重薪水，而更加看重别人的尊重。如若不然，他们会想尽办法将科研成果隐藏起来，与企业交流合作并从中获得经济利益。我们将在第九章看到，尊重就好像一种货币，会发生通货膨胀。这种通货膨胀及其带来的“尊重”财富总额的增长会导致学术科学家的流失（比如说，鼓励更多学术科学家成立衍生公司），向科学文化施加社会压力，可能会对科学造成损害。
为什么想证明政府资助的科研项目对国家有利如此之难？对任何新产品或新服务来说，它们的哪些部分来自过去的研究是一个相对模糊的问题（比起其他输入来说）。在美国，75%的专利都引用了政府资助的研究，但我们完全不清楚哪些研究对这些新发明起到了关键的作用，而不仅仅是作为背景知识。一项研究显示，在1974年投资1.25亿美元进行药物研究，到1993年（也就是20年后）平均只能开发出一种有用的新药物。想量化这些科研进展对推动社会进步的作用也十分困难。除了影响企业利润之外，它们对社会的改变也并不总是有百利而无一害的：预防胚胎早期死亡会增加人口，预防老年人的死亡会向养老基金施加更大的压力，并且日益加剧穷人与富人之间以及年轻人与老年人之间的经济不平衡。
上述分析只考虑了投资科学项目的直接回报，但科学对国家有利还体现在另一种方式上：科学知识能够提升整个社会的能力。新工具和新方法能间接帮助许多公司。从科研项目中培养出来的科学家不仅可能被招入产业公司的麾下，还可能加入公务员和其他组织的行列，提升这些组织解决问题的能力。人脉网络的范围扩大了，可能产生许多新的发明创造。这种来自科研队伍的“溢出”现象是以人为基础的，既对局部地区影响重大，也可能产生全球性的影响。
有人研究过美国的局部溢出现象。他们研究了专利引用的论文中有多少来自本地的高校，有多少来自其他地区的高校，结果，前者是后者的两倍还多（相比随机概率）。但是，我们并不知道在这些专利中，有多少是真正有用的专利，并能产生新利润，特别是与那些已有的产学研合作项目或高校衍生公司的相比。实际上，尽管许多高校对创业十分热情，其专利数量不断攀升，但研究显示，比起产业中产生的专利，这些高校专利被引用的次数越来越少。最近，英国财政研究协会的一项研究显示，有证据表明，资助科研对那些在任何产业都尚未产生较大利润的国家来说是切实有用的，能够帮助他们追赶其他国家的脚步。这些国家落后得越多，科研投资对他们的帮助就越大。因此，美国（这个国家的成果处于许多产业的前沿）在自己资助科学的同时，实际上也在帮助其他国家，甚至比帮助自己还多。
既然产业中的科技发展似乎并不能立刻（也就是在10年内）产生效果，为什么政府还愿意投资科学？显然，许多游说团体为政府讲了许多强有力的案例和故事（比如硅谷或波士顿），这些故事比统计数据更吸引人。虽然资助科学从市场的角度来看是失败的，但它却对整个社会大有裨益，因此，我们可以说，所有的科学都是科学生态系统提供的服务。在这种情况下，这种服务所创造的利益是为了我们的孩子，以及孩子的孩子。孩子是社会的未来。过去几十年里，政府未能做出成就来支持未来的孩子们，相反，政府为了支持正在老去的一代人，而将债务转嫁到未来的孩子们身上。政府在考虑问题时通常只会考虑未来五年，而科学投资很难在五年内产生直接效益。因此，关于科研经费的问题最好由公众与科学家直接商讨，而政府只作为中间人参与。
