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观察 | 美国高校科研经费用向何方
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观察 | 美国高校科研经费用向何方？
贺飞 北京大学
美国高校是美国研发经费的第二大执行者，其承担着全美一半以上的基础研究任务（2013年为51%）。2014年美国高校科学与工程领域的研发总支出为637亿美元，此外，非科学与工程领域的研发支出为34.12亿美元。如按通货膨胀调整计算，2014年较2013年支出减少1%。从近40年来看，美国高校研发支出一直集中在相对较少数量的公立和私立的研究型机构，其研究工作占美国基础研究很大的比例。本文利用美国科学基金会国家科学与工程统计中心的最新数据，揭示美国高校科学与工程科研经费的用向。
最近30年来，美国高校研发支出的领域分布逐渐从物质科学移向生命科学。但从最近十年来看，工程研发的增长要快于生命科学。2014年生命科学占高校科学与工程研发经费的比例最大(59%)，接下来是工程(17%)。生命科学也是最近20年来美国高校科学与工程领域中的唯一经费占比增长幅度较大的领域（增长了5%），而在生命科学领域内，医学和生物学领域较农学增长更快；在工程领域内，生物工程的增长要快于其他工程领域（尽管其起点较低）。其他领域（计算机科学、环境科学、数学、物质科学、心理学和社会科学）占2014年高校科学与工程领域的研发总经费的比例在1%到7%之间。
美国高校研发支出长期集中在生命科学，近30年多年来一直占美国高校研发经费支出一半多。其他的分布在7个领域，包括计算机科学、环境科学、数学、物质科学、心理学、社会科学和工程。过去10年来，工程领域增长最快，其年平均增长率约为4%，若按通货膨胀调整后，接着是生命科学、计算机科学和心理学，年增长率都约为2%。数学、环境科学、物质科学和社会科学增长较慢，每年大约1%。值得指出的是，跨多个科学与工程领域的研究也十分引入注目，不能分到特定领域的研发增长也十分可观。对所有科学与工程领域来说，不变价年平均增长率近年来(从2005到2014)低于早期(从1995到2004) (表1)。
表1 美国高校研发支出的增长，按科学与工程领域：1995-2014财年（%）
不变价平均增长率 | ||
科学与工程领域 | 1995–2004 | 2005–14 |
计算机科学 | 6.3 | 1.7 |
环境科学 | 3.7 | 0.9 |
生命科学 | 6.7 | 1.7 |
数学 | 3.5 | 1.4 |
物质科学 | 3.2 | 0.6 |
心理学 | 6.6 | 1.8 |
社会科学 | 3.7 | 1.2 |
工程科学 | 4.7 | 3.7 |
数据来源：科学基金会国家科学与工程统计中心，高等教育研发调查
2014年，美国高校生命科学领域的研发支出占高校总体科学与工程研发支出的59%，而当年联邦支持高校研发的比例略小一点(56%)。在生命科学内，医学占这一领域的支出超过一半(占高校研发总支出32%)，而生物学在生命科学中占总支出刚好低于三分之一(占高校研发总支出18%)。其余分布在农业科学(占高校研发总支出5%)和其他生命科学—即不能分类到特定生命科学子领域的研发活动。1995到2004年，高校医学领域研发支出几乎翻了一倍，随后2005-2013年间增长较慢，而2011-2014年略有减少。1994-2004年的迅速增长的部分原因是由于NIH自1998到2003年的预算几乎翻倍。同样，美国高校生物学领域的研发支出1995到2004年增长约80%，2005到2014年增长按通货膨胀调整后很低(13%)；2011到2014年支出同样也是减少。生命科学中较小的农业科学领域在20年来的支出没有什么明显变化(表2)。
表2 高校研发支出，按生命科学领域：1995-2014财年（不变价10亿美元）
年 | 医学 | 生物学 | 农业科学 | 其他生命科学 |
1995 | 8.1 | 5.1 | 2.4 | 0.6 |
1996 | 8.3 | 5.1 | 2.5 | 0.7 |
1997 | 8.9 | 5.4 | 2.5 | 0.7 |
1998 | 9.5 | 5.8 | 2.5 | 0.7 |
1999 | 10.0 | 6.3 | 2.5 | 0.7 |
2000 | 11.0 | 6.9 | 2.7 | 0.8 |
2001 | 12.2 | 7.1 | 2.8 | 0.9 |
2002 | 13.5 | 7.8 | 2.9 | 1.1 |
2003 | 14.7 | 8.5 | 2.9 | 1.2 |
2004 | 15.8 | 9.1 | 3.0 | 1.2 |
2005 | 16.2 | 9.6 | 2.9 | 1.3 |
2006 | 16.7 | 9.5 | 2.9 | 1.2 |
2007 | 17.0 | 9.5 | 3.0 | 1.2 |
2008 | 17.4 | 9.8 | 3.0 | 1.2 |
2009 | 18.2 | 10.1 | 3.1 | 1.4 |
2010 | 19.0 | 10.8 | 3.0 | 1.7 |
2011 | 19.7 | 11.5 | 3.0 | 1.9 |
2012 | 19.3 | 11.0 | 3.1 | 1.9 |
2013 | 19.2 | 10.9 | 3.1 | 2.0 |
2014 | 19.1 | 10.8 | 3.1 | 2.0 |
注：GDP平减指数来自美国经济分析局（BEA）.
数据来源：科学基金会国家科学与工程统计中心，高等教育研发调查.
工程领域研发在2014年占美国高校科学与工程领域研发支出17%，其在过去10年内的增长十分显著，尤其是在2008到2011年间。其中生物工程/生物医学工程的增长速度要超过医学，从1997年的较小体量的基础上增长了将近800%。1995到2014年其他工程子领域的支出按通货膨胀调整后也是翻倍(表3)。
表3 美国高校研发支出，按工程领域：1995-2014财年(不变价百万美元)
年 | 航空航天 | 生物工程/ | 化学工程 | 土木 | 电子 | 机械 |
1995 | 320.148 | 394.377 | 571.947 | 1,087.536 | 691.458 | |
1996 | 303.868 | 413.549 | 592.809 | 1,158.142 | 677.029 | |
1997 | 316.785 | 98.435 | 405.929 | 604.872 | 1,208.142 | 663.664 |
1998 | 317.624 | 129.290 | 414.766 | 627.599 | 1,322.445 | 720.119 |
1999 | 326.937 | 170.566 | 435.919 | 661.168 | 1,270.447 | 781.040 |
2000 | 315.701 | 212.133 | 458.811 | 733.949 | 1,365.728 | 772.440 |
2001 | 407.822 | 252.979 | 494.724 | 792.558 | 1,388.046 | 819.612 |
2002 | 406.822 | 330.769 | 506.395 | 842.789 | 1,534.827 | 916.083 |
2003 | 467.707 | 360.967 | 522.514 | 894.067 | 1,614.587 | 945.742 |
2004 | 489.866 | 415.339 | 553.005 | 885.188 | 1,613.440 | 981.751 |
2005 | 483.946 | 456.176 | 550.047 | 856.146 | 1,719.471 | 1,016.770 |
2006 | 406.327 | 503.217 | 590.637 | 905.296 | 1,704.389 | 1,105.858 |
2007 | 483.986 | 553.888 | 615.331 | 885.851 | 1,681.770 | 1,157.553 |
2008 | 541.332 | 606.480 | 660.583 | 931.643 | 1,717.904 | 1,171.258 |
2009 | 613.828 | 648.099 | 695.842 | 980.451 | 1,844.482 | 1,243.910 |
2010 | 627.568 | 735.143 | 811.131 | 1,093.366 | 2,025.093 | 1,441.102 |
2011 | 646.357 | 792.007 | 884.063 | 1,169.328 | 2,135.330 | 1,505.808 |
2012 | 629.902 | 829.800 | 858.737 | 1,171.873 | 2,197.288 | 1,472.843 |
2013 | 646.053 | 829.164 | 852.558 | 1,215.059 | 2,256.819 | 1,543.687 |
2014 | 612.040 | 879.913 | 837.316 | 1,159.784 | 2,287.730 | 1,392.549 |
注：部分领域部分年份数据缺失。GDP平减指数来自美国经济分析局（BEA）.
数据来源：科学基金会国家科学与工程统计中心，高等教育研发调查.
物质科学（主要由天文，化学和物理组成）的增长小于近10年来高校研发支出的平均增长率。2014年，美国高校物质科学领域研发支出占科学与工程领域总支出7% 。相比之下，若按通货膨胀调整，1995年30亿美元的物质科学研发支出占当年高校科学与工程领域研发支出超过10%。同生命科学一样，不变价平均增长率在2005到2014年大大低于(1%)之前到2004年的10年(3%) (表4)。
表4 美国高校研发支出，按物质科学领域：1995-2014财年(不变价百万美元)
年 | 天文学 | 化学 | 物理 | 其他物质科学 |
1995 | 403.365 | 1,024.749 | 1,313.922 | 254.182 |
1996 | 359.917 | 1,046.015 | 1,287.886 | 251.127 |
1997 | 368.757 | 1,052.694 | 1,357.282 | 261.833 |
1998 | 383.870 | 1,112.042 | 1,368.008 | 286.252 |
1999 | 480.324 | 1,148.963 | 1,435.612 | 190.471 |
2000 | 470.904 | 1,175.156 | 1,474.728 | 192.405 |
2001 | 451.606 | 1,203.308 | 1,480.308 | 212.697 |
2002 | 473.147 | 1,327.232 | 1,512.336 | 233.497 |
2003 | 452.089 | 1,412.976 | 1,634.328 | 276.826 |
2004 | 471.715 | 1,479.064 | 1,707.879 | 321.289 |
2005 | 493.930 | 1,491.488 | 1,735.332 | 304.557 |
2006 | 495.661 | 1,491.672 | 1,699.381 | 335.664 |
2007 | 480.397 | 1,500.371 | 1,659.973 | 328.225 |
2008 | 543.207 | 1,498.014 | 1,619.203 | 301.274 |
2009 | 578.406 | 1,582.562 | 1,869.890 | 251.937 |
2010 | 566.311 | 1,729.099 | 1,974.016 | 297.709 |
2011 | 565.133 | 1,726.062 | 2,053.601 | 283.689 |
2012 | 671.835 | 1,662.679 | 1,900.588 | 255.590 |
2013 | 523.275 | 1,597.460 | 1,964.894 | 269.429 |
2014 | 523.608 | 1,592.652 | 1,898.747 | 248.943 |
注：GDP平减指数来自美国经济分析局（BEA）.
数据来源：科学基金会国家科学与工程统计中心，高等教育研发调查.
环境科学（包括大气和地球科学以及海洋和其他环境科学），也是同其他领域一样的双重增长模式：1995-2004年间约4%，随后为1%（表5）。2014年，环境科学占高校科学与工程领域研发总支出约为5%。
图5-6 高校研发支出，按环境科学领域：1995-2014财年(不变价百万美元)
年 | 大气科学 | 地球科学 | 海洋科学 |
1995 | 276.344 | 607.131 | 628.472 |
1996 | 292.785 | 582.088 | 695.532 |
1997 | 314.878 | 576.748 | 687.995 |
1998 | 341.553 | 651.509 | 691.983 |
1999 | 359.779 | 681.519 | 754.613 |
2000 | 351.792 | 687.672 | 773.051 |
2001 | 360.199 | 662.434 | 803.196 |
2002 | 401.278 | 752.780 | 844.494 |
2003 | 456.717 | 834.169 | 887.566 |
2004 | 465.198 | 929.074 | 873.927 |
2005 | 500.089 | 999.828 | 882.794 |
2006 | 535.347 | 946.591 | 885.424 |
2007 | 458.391 | 935.807 | 1,019.638 |
2008 | 426.268 | 957.852 | 1,059.120 |
2009 | 416.826 | 1,019.429 | 1,077.634 |
2010 | 424.172 | 1,071.906 | 1,009.524 |
2011 | 465.685 | 1,103.965 | 1,016.319 |
2012 | 453.172 | 1,109.345 | 975.272 |
2013 | 462.136 | 1,089.544 | 984.981 |
2014 | 462.686 | 1,070.044 | 989.743 |
注：GDP平减指数来自美国经济分析局（BEA）.
数据来源：科学基金会国家科学与工程统计中心，高等教育研发调查.
2014年，美国高校社会科学研发支出占高校科学与工程研发总支出的3.5%，占联邦支出比例较小(2.5%)。社会科学的支出趋势与其他领域稍有差别(表6)。经济学在超过20年间的年平均增长率始终保持在相对稳定的1%水平，最近10年增长略快一点。相比之下，政治科学1995到2004年年平均增长率达5%，随后下降到1%。社会学增长模式类似，也是1995到2004年的增长快于200到2014年。社会科学支出的最大占比(2014年刚好低于40%)的领域是不能分到经济、政治或社会科学领域部分。这些社会科学包括考古学、城市和社区研究、犯罪学、科学史、语言学和城市研究等其他学科。但是不包括人文科学，人文被分类为非科学与工程领域(表7)。
表6 美国高校研发支出，按社会科学领域：1995-2014财年(不变价百万美元)
年 | 经济学 | 政治科学 | 社会学 | 其他社会科学 |
1995 | 332.393 | 229.742 | 285.930 | 505.217 |
1996 | 353.952 | 234.448 | 301.062 | 540.813 |
1997 | 334.279 | 225.004 | 330.150 | 553.627 |
1998 | 331.120 | 222.674 | 320.859 | 560.529 |
1999 | 332.846 | 250.264 | 339.201 | 641.791 |
2000 | 311.808 | 280.902 | 367.858 | 626.375 |
2001 | 324.484 | 303.641 | 391.945 | 701.610 |
2002 | 334.044 | 332.039 | 441.332 | 768.621 |
2003 | 361.390 | 350.261 | 424.343 | 793.866 |
2004 | 355.937 | 344.874 | 398.503 | 780.003 |
2005 | 352.966 | 351.192 | 402.737 | 724.450 |
2006 | 358.387 | 334.386 | 421.560 | 684.987 |
2007 | 358.870 | 357.840 | 408.630 | 727.108 |
2008 | 401.759 | 341.871 | 406.289 | 814.632 |
2009 | 379.720 | 368.887 | 408.444 | 923.902 |
2010 | 345.861 | 369.983 | 415.212 | 841.708 |
2011 | 374.841 | 358.475 | 418.934 | 845.668 |
2012 | 364.949 | 371.058 | 436.851 | 779.588 |
2013 | 381.358 | 399.693 | 450.294 | 801.350 |
2014 | 395.988 | 393.198 | 465.400 | 786.840 |
注：GDP平减指数来自美国经济分析局（BEA）.
数据来源：科学基金会国家科学与工程统计中心，高等教育研发调查.
表7 美国高校在非科学与工程领域的研发支出：2014财年（当前价百万美元）
领域 | 总支出 | 联邦支出 |
所有非科学与工程领域 | 3,412 | 1,127 |
企业与管理 | 483 | 78 |
传播、新闻和图书馆科学 | 167 | 54 |
教育学 | 1,242 | 661 |
人文 | 399 | 76 |
法学 | 148 | 24 |
社会工作 | 225 | 106 |
视觉与表演艺术 | 96 | 9 |
其他非科学与工程领域 | 652 | 119 |
注：由于部分被调查者所报告的非科学与过程领域的研发支出，未能分开从非科学与过程的总经费支出中分出联邦经费，因此部分加和可能不等于总计。
数据来源：科学基金会国家科学与工程统计中心，高等教育研发调查，2014。
美国高校有两个学科领域的增长轨迹比较特别。其中计算机科学的支出1995到2004年的年平均增长率为6%，随后为2%。心理学1995年到2004年增长率为7%，随后也是2%。数学在2005到2014年增长率约为1%，之前10年时快速增长(4%) (表8)。
表8 高校研发支出，按所选领域：1995-2014财年（不变价百万美元）
年 | 计算机科学 | 数学 | 心理学 | 其他科学 |
1995 | 905.788 | 370.335 | 492.351 | 572.164 |
1996 | 899.759 | 376.236 | 497.941 | 552.461 |
1997 | 909.593 | 371.486 | 508.377 | 667.203 |
1998 | 946.916 | 394.007 | 563.987 | 577.136 |
1999 | 1,075.569 | 391.748 | 580.477 | 572.777 |
2000 | 1,070.382 | 417.165 | 631.207 | 662.758 |
2001 | 1,139.605 | 429.536 | 696.018 | 693.758 |
2002 | 1,321.280 | 456.368 | 790.688 | 717.533 |
2003 | 1,502.790 | 493.293 | 886.876 | 787.951 |
2004 | 1,575.361 | 503.218 | 877.992 | 857.761 |
2005 | 1,526.407 | 537.335 | 896.870 | 827.483 |
2006 | 1,521.988 | 561.977 | 923.537 | 936.107 |
2007 | 1,469.802 | 588.749 | 896.419 | 974.131 |
2008 | 1,482.631 | 624.562 | 932.096 | 1,032.466 |
2009 | 1,600.447 | 546.915 | 972.319 | 1,028.696 |
2010 | 1,619.273 | 587.072 | 1,065.297 | 1,146.596 |
2011 | 1,685.655 | 619.780 | 1,121.407 | 1,056.642 |
2012 | 1,731.835 | 641.089 | 1,121.594 | 1,048.041 |
2013 | 1,938.265 | 628.458 | 1,057.225 | 1,100.085 |
2014 | 1,780.139 | 607.350 | 1,053.621 | 966.347 |
注：GDP平减指数来自美国经济分析局（BEA）.
数据来源：科学基金会国家科学与工程统计中心，高等教育研发调查.
此外，2014年同上一年乃至前10年一样，美国高校科学与工程研发中还有大约2%的总支出和联邦支出投向跨学科或多学科工作，而不能分配到特定的某一学科领域。
联邦政府资助不同科学与工程领域研发的作用取决于每一部门的使命关注(表9)。HHS（主要是NIH）支持占联邦支持生命科学的绝大部分(84%)，也是心理学和社会科学的最大的经费资助机构。相比之下，有着较小联邦经费份额的DOD, DOE, NASA,和NSF则逐渐移动到多样化的经费资助模式。2014年，同上一年一样，NSF是物质科学、数学、计算机科学和环境科学的最大联邦经费来源。2014年，DOD是工程领域的最大经费来源，支出几乎相当于NSF投向计算机科学的。
表9 联邦资助的高校研发支出，按部门和科学与工程领域：2014财年（当前价10亿美元）
部门 | 工程 | 社会科学 | 心理学 | 物质科学 | 数学 | 生命科学 | 环境科学 | 计算机科学 |
HHS | 0.619095 | 0.315667 | 0.502024 | 0.488131 | 0.044647 | 17.802323 | 0.096974 | 0.072115 |
DOD | 2.423730 | 0.097776 | 0.048547 | 0.482025 | 0.096255 | 0.876589 | 0.221939 | 0.553548 |
NSF | 1.255033 | 0.132946 | 0.071740 | 1.001332 | 0.248880 | 0.725552 | 0.756098 | 0.556757 |
DOE | 0.788050 | 0.008385 | 0.000341 | 0.606277 | 0.012433 | 0.185034 | 0.125360 | 0.047108 |
NASA | 0.435213 | 0.016970 | 0.018622 | 0.442766 | 0.003436 | 0.083383 | 0.297857 | 0.017807 |
USDA | 0.051689 | 0.060053 | 0.005198 | 0.005203 | 0.004325 | 0.855103 | 0.048905 | 0.007883 |
DOD =国防部；DOE = 能源部； HHS =卫生与公共服务部；NASA = 国家航空航天局；NSF =科学基金会；USDA =农业部.
数据来源：科学基金会国家科学与工程统计中心，高等教育研发调查，2014。
联邦经费在部分学科领域的总体支持中较其他来源的作用更大。联邦政府是主要经费来源的领域有：大气科学(2014年占78%)，物理(73%)，计算机科学(72%)以及航空航天过程(72%)。在其他领域的作用较小，如农业科学(32%)、经济学(32%)和政治科学(34%)。
参考文献：
1、National Science Board(NSB). 2016. Science and EngineeringIndicators 2016. Arlington VA: National Science Foundation.
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