在1927年第五次索尔维会议物理学家合影——人类史上平均智商最高的合影中，只有两位科学家来自美国，大部分来自欧洲，尤其是德国。为此，有人对美国的基础科研能力提出质疑。
早期美国人的确是在享受欧洲大陆的技术外溢红利。英国人塞缪尔·斯莱特窃取了阿克莱特的纺纱机技术，在美国建立了第一座棉纺织厂，被称为“美国制造工业之父”。建国后，汉密尔顿甚至指派间谍去英国阿克莱特的工厂窃取技术。
直到二战之前，美国在基础科学方面优势也不明显。在1901年至1939年间128名自然科学类诺贝尔奖得主中，只有15位是美国人。
所以，一种观点认为，美国的崛起不在其自身科技，而是在二战中收割了大部分欧洲科学家。
诚然，历史的进步存在偶然因素，但美国的优势胜在于国家制度吸引力——具备修复性的体制。反过来，培养了大量科学家的德国为何走上了法西斯道路？
包括爱因斯坦在内一大批欧洲科学家及知识分子在二战期间移民到美国。他们是美国战后崛起的宝贵财富。
例如，科学家冯·诺依曼生于匈牙利，在布达佩斯大学获得数学博士学位，于1930年首赴美国普林斯顿大学任教。二战爆发后，他留在美国，成为了制造原子弹的顾问。
诺依曼另外一个伟大贡献是促进计算机的研发。在二战期间，他形成了现今所用的将一组数学过程转变为计算机指令语言的基本方法。现代计算机中存储、速度、基本指令的选取以及线路之间相互作用的设计，都与诺依曼的贡献分不开。诺依曼也被誉为“计算机之父”。
诺依曼直接促进了计算机的革命爆发，美国在信息技术革命中取得领导权。
在信息技术革命中，美国独领风骚，掌控了信息技术的技术标准和规则。同是海洋文化及西方政体，日本、欧洲与美国的差距在哪？为什么基础科学创新艰难？
基础科学的特殊性决定了其创新需要更加精微的土壤。在基础科学创新方面，美国在制度、模式及文化环境都更具优势。
基础科学与应用性技术，存在巨大的差异。应用性技术，可以通过市场竞争来实现，政府也愿意出钱投入。距离市场越近的应用性技术，投资回报周期越短，对市场和政府的吸引力越大。
很多互联网公司投资的是市场规模庞大、技术含量较低的项目，如共享单车、打车、团购、网上租房、直播、游戏、咖啡等。几乎没有公司大规模投入操作系统、浏览器（有重复造轮子嫌疑）、人工智能算法、通用芯片以及下一代技术标准等。这正是马斯克当年所抨击的。
基础科学距离市场比较遥远，变现能力差，成果很难估价，研究周期长，投资风险大。教授十年寒窗写一篇原创性论文，发表后一分钱都可能得不到，甚至还得出钱发表。
企业、个人都会选择应用性技术，申请个专利，投入生产还可能带来短期回报。当年爱迪生依靠专利以及托拉斯组织成为巨富。基础科学成果很多以论文方式呈现，这种方式可以申请著作权，但他人只要规范引用即可免费使用。
基础科学，具有公共用品的特点，不适合市场化操作。如杨振宁的杨-米尔斯（Yang-Mills）理论，是全人类共享的成果，其贡献是全人类的。
所以，基础科学，拒绝焦虑、短视以及私人属性。基础科学创新，市场机制难起作用，举国体制搞运动式的方式也无效。
既然基础科学具有公共属性，是全人类的成果，能否直接享受他人的现实成果？
这种取巧方法其实行不通，主要原因：
一是基础科学与应用性技术之间不是截然分开的，而是复杂联系、相互促进的。基础研究成果出来后，可能需要一系列细分的基础研究，以及一系列应用性技术作为实验论证。
二是现代基础科学到产品投放的周期大大缩短。以前，从麦克斯韦的电磁理论到特拉斯发明交流电经历了比较长的过程，从爱因斯坦质能方程式到原子弹爆发也是一个漫长的过程。但是如今，不少基础科学的应用周期大幅度缩短。
贝尔实验室时代，科学家与工程师分离。如今谷歌的科学家也是工程师，既能做研究，也要做项目。斯坦福不少教授身兼数职，既是科学家，又是工程师，还是创业者、投资人。
基础科研起到高屋建瓴、指引方向的作用。如果企业总是寄希望于他人的基础科学，则在战略上就会失去先机，在质量上和在行动上都会落后于人。
所以，基础研究光靠市场不行，光靠举国体制也很难搞好。有人认为，“学好数理化”才能发展好基础科学。这种观念恰恰导致基础科学落后。“学好数理化”有利于应用性技术，而基础科学创新需要文理并重，消除功利心态。
基础科学，来自整体的基础学科；基础学科，来自整个社会的文化、法律、制度以及基础教育等“土壤”。如果没有国会中众多律师出身的议员制定科学的法律，硅谷高管有效的项目管理以及金融、心理学、哲学、社会学等人才，则难以出现基础科学创新。
如美国国会在1980年代通过的《拜杜法案》规定，允许大学和其他非盈利组织获得政府资助项目的发明专利。
这个法令促进了技术成果转化，科研人才也可以放心搞科研不担心牢狱之灾。谷歌公司最初的PageRank算法，就是来自国家科学基金会数字图书馆计划（DLI）资助的项目。还在斯坦福大学就读的拉里·佩奇用这一算法创立了谷歌公司。
类似于《拜杜法案》这样的法律创新、制度创新，来自律师、法官、法学专家的贡献，以及法学理论创新。
又如科研经费的使用效果问题。美国国会下设了一个审计总署，负责调查和评估政府政策以及计划项目，确保经费不被挪用以及高效使用。
早在1945年，美国国家科学研究与开发办公室主任的万尼瓦尔·布什向杜鲁门总统提交了著名报告《科学——没有止境的前沿》，阐述了基础科学的重要性。报告认为，最适宜开展基础研究的是大学体制，政府可以通过与工业界和大学签订研究合同和提供资助的制度来支持科技。报告建议成立美国国家科学基金会（NSF），负责资助基础科学研究。
根据这份报告，美国逐渐形成了一种混合模式：即联邦研究机构、大学、企业和非盈利科研机构四类主体有效分工协作——避免基础科学的公共特性问题。具体分工：
联邦研究机构负责部分基础研究以及重要的应用技术研究。如美国橡树岭国家实验室曾负责研制原子弹。
大学以基础研究为主，美国最出色的研究型大学几乎都是私利大学，大学鼓励研究人员创业，促进科技成果转化。
企业主要负责距离市场较近的技术试验以及新技术、新产品测试。美国社会机构极为发达，他们不少承担了基础研究、市场研究和政策研究的任务。
这里既有政府的作用，还有企业、大学、社会机构的力量，属于真正的政产企学研融合。硅谷是典型案例。
硅谷是在开放自由、鼓励创造、包容失败的文化基础上，建立了一套政府、大学、企业、研究机构以及投资公司深度融合、相互促进的生态系统。
创办于1891年的斯坦福大学是硅谷的人才动力以及文化中心。1938年，斯坦福大学毕业生休利特和帕卡德创立惠普公司，硅谷诞生。
1955年，“晶体管之父”肖克利在硅谷建立半导体实验室。此后，围绕着斯坦福大学以及半导体产业，仙童半导体、英特尔、AMD、思科、谷歌、苹果等公司在硅谷聚集并崛起。如今，硅谷是世界科技中心。2017年硅谷登记的专利数量占美国整体的12.9%；2018年风险投资金额占到美国的17.1%。
硅谷两个显著特点：
一是政府力量的合理使用。
美国政府提供人才移民政策，吸收大量国际技术人才支持硅谷发展。如今硅谷外来移民比例接近40%，不少华裔工作者在硅谷打拼。
美国政府资助斯坦福大学项目，建立西尔维尼亚电子国防实验室、电磁系统实验室等。同时，政府早期大量采购计算机、晶体管，帮助惠普、英特尔等初创科技公司发展。
二是以斯坦福大学为中心构建了一个完整的生态系统。
斯坦福大学具有开放的文化，注重培养学生的综合能力，兼顾科研与实践，技术转化能力极强。斯坦福大学有一个技术授权办公室，专门负责技术转化。
根据斯坦福大学的规定，技术授权转化的收益，研究人员、学院以及学科系各占三分之一。这一分配机制促进了学校与工业界联系，有利于学生努力研究技术的同时，扩大收益以及促进创业。
斯坦福校友圈的资金又会以投资、捐赠的方式支持斯坦福的科研以及学生创业。如今的斯坦福在学术上，即基础科研方面成就极大，同时在商业上也极度成功，真正做到“文武双全”。
目前，斯坦福共有81位校友、教授或研究人员获得诺贝尔奖，位列世界第七；27位曾获得图灵奖，位列世界第一；现任教职中有19名诺贝尔奖获得者。斯坦福大学校友共成立了近4万家企业，年均创造营收约2.7万亿美元，如果将这些企业规模加总将成为全球第10大经济体。
另外，斯坦福是一家私立大学。一个自由开放的学术之风，以及服从于真理与内心的激励机制，才有真正的科技创新。
马斯克曾经进入斯坦福大学攻读材料科学和应用物理硕士。但是，入学第二天，马斯克就决定离开学校开始创业。这种行为，在美国斯坦福、硅谷并不罕见。
这就是硅谷生态系统及开放文化的优势。德国的严谨传统、日本的守礼意识，有利于创造高质量、精细化的工业品，但不利于“破坏性创新”。其中的细微差距，我觉得是“人文主义”，美国更强调人的思想自由以及自我价值，具有更加宽容、平等、开放的人文环境。
从2001年至2016年，在获得自然科学类诺贝尔奖的共计101位科学家中，拥有美国国籍的科学家62席。
最近十多年，日本大幅度修改了国内法律和制度，实施了注重基础科学创新的基本计划，正在加速积累基础科学。
国家与国家之间的差距，初看是几百个顶级科学家的差距，认真点看是基础科学研究的差距，深入一点看是国家教育体系以及经济制度的差距，再深入点看是整体创新土壤、文化气候的差距。
德意志帝国元帅毛奇曾经说过：“普鲁士今天的胜利在小学课堂的讲台上就已经决定了。”
文 | 智本社
智本社 |一个听硬课、读硬书、看硬文的硬核学习社。微信搜索「智本社」（ID：zhibenshe0-1），学习更多深度内容。
