在中美博弈的大背景下，十四五规划将科技创新上升为下一个五年的头号战略目标。在文件中的具体表述是这样的：
“坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位，把科技自立自强作为国家发展的战略支撑，面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康，深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略，完善国家创新体系，加快建设科技强国。”
中国科技创新的短期目标，是要在美国遏制的背景下，实现对卡脖子关键领域的技术突破，甚至对美国实现反超。长期则是要建立长效机制，保持长期高水平的创新能力，才能实现经济持续增长以及产业持续领先。
为了实现上述目标，最起码要首先深入了解美国的科技创新战略，吸取其中的宝贵经验，识别其中的不足，才能设计一套既符合中国自身国情，又
符合科技创新客观规律的战略规划。
1、
顶尖人才汇聚：
从全球范围内吸引高智商的科技创新人才汇集于美国，在基础学科和众多科研领域领先全球；
2、
高效成果转化：
依托高效率的产学研体制实施科技成果转化，形成产业优势和产品价格优势。
3、
技术溢出体系：
美国对发展中国家和落后国家的知识外溢和技术引领作用，利用这些国家的廉价劳动力和自然资源，实现科技成果的落地转化，获取超额利润供美国国民分享。
高科技优势带来的经济福利，良好的研究条件，反过来又吸引更多的全球顶尖人才汇聚，从而形成了一个相互促进的
增长飞轮
。
与此同时，在世界范围内形成科技创新— 价值创造—利益分享的创造链条。美国作为这一链条的掌控者，获得最大的利益。
这一增长飞轮是何时开始形成的呢？
答案是第二次世界大战。
1、“大科学”和“小科学”
美国伴随着第一次工业革命诞生，开国元勋们耳闻目睹科技对国家实力的重要推动作用，历来重视科技人才，支持科技的繁荣与发展。
美国成为第一个将鼓励发明创造写进宪法的国家，开国元勋本杰明·富兰克林和第三任总统托马斯·杰斐逊本身就是科学家，杰斐逊还担任美国专利局首任局长。
首任财政部长亚历山大·汉密尔顿制定一系列大政方针，鼓励美国的专利发明和科技创新，一方面推出各种优惠措施，吸引欧洲的技术工人和工程师来美国创业，甚至不惜派出工业间谍盗取英国的先进技术；
另一方面采用极度宽松的入籍政策和对外国人申请专利进行歧视性收费双管齐下的办法，使得美国专利数量快速上升。
19世纪60年代爆发美国南北战争，扫清了工业发展的障碍，促进了经济快速发展。1894年，美国的工农业总产值超过了英国、法国和德国，位居世界首位。虽然这一段时间涌现出贝尔发明的电话（1876年），爱迪生建立“门洛公园实验室”（1876年），实现产业需求和技术研究相结合。
但此时的美国，科技实力和创新能力与当时的世界科技中心德国相比，还有相当的距离，美国主流科研本质上还是模仿追赶欧洲的先进技术。
20世纪30年代，希特勒和墨索里尼纳粹政府上台，对内实行种族主义，对犹太人大肆进行种族迫害。大批优秀的犹太科学人才被迫迁往美国寻求避难，这使美国白捡了一批像爱因斯坦、费米、威格纳、冯·诺依曼、西拉德、哥德尔等诺贝尔奖级别的大科学家。
二战结束后，美国通过“回形针行动”大肆网罗德国科技人才，将超过1600名的原纳粹德国科学家、工程师送到美国，其中包括火箭科学家冯·布劳恩，量子物理学家海森堡等。我国火箭专家载人航天奠基人钱学森亲身参与了对冯·布劳恩
的招降工作。布劳恩是纳粹V2导弹的策划者，还是党卫军高级组队员。他的原始信息档案把他描述为“一个安全隐患”。他的战争罪行被掩盖，后来成为土星5型火箭之父。
基于同样的逻辑，犯下大量战争罪行的原“731”部队研究人员，也被大量秘密转移到美国，继续在马里兰州德特里克堡生物实验基地从事生化研究。该基地也被外界高度怀疑为本次全球新冠疫情大流行的源头。
正是
这两批空前规模的科技人才大转移
，促成了美国科技水平的快速崛起，世界科技创新中心从德国转移到美国。
为了进一步巩固人才优势，从 20 世纪 50 年代开始，美国多次修改移民法。移民法规定，只要是优秀的专业人才，可以不考虑其国籍、资历和年龄，一律优先进入美国。美国利用颁发工作签证，引进大量的优秀工作人员到美国工作。
据统计，美国拥有博士学位的科学家和工程师 38% 出生在外国。2003 年，美国 59% 的工程学博士学位授予了外国留学生。美国科学院院士中外来人才占 22%，诺贝尔奖获得者有 35% 在外国出生。
美国还利用奖学金吸引各国留学生，据美国国家科学基金会统计，25% 的外国留学生在学成后留在美国定居。正如《人才战争》（王辉耀：《人才战争》，北京：中信出版社，2009 年）所揭示的那样，欧洲流失的人才让美国率先成功爆炸了原子弹和氢弹，把人造卫星送入太空。
除了人才优势，美国政府对于推动科技创新，起到越来越重要的作用。
1962年6月，前曼哈顿计划科学家普赖斯发表了著名的以《小科学、大科学》为题的演讲。他认为二战前的科学都属于小科学，从二战时期起进入大科学时代。
就研究特点来看，大科学主要表现为：
投资强度大、多学科交叉、需要昂贵且复杂的实验设备、研究目标宏大等。
所谓“大科学”，意味着科学研究结束了“一张纸加一支笔的“小科学”个体劳动方式，变成由数十万名科学家组成的科学劳动者大军，由价值数百亿计的巨型实验技术装备，由多得无法计量的图书、情报资料，以及由千千万万群众性的科教、科研、科普队伍，形成了一种超越科学家个人研究能力之上的集体力量（社会的科学能力），并且构成了全社会范围内的科学劳动结构。
普赖斯
的演讲只是对美国二战以来科研实践的总结。美国“大科学”的起点是富兰克林·罗斯福。
1932年，富兰克林·罗斯福出任美国总统，他第一次提出
“科学研究是国家资源”
的论断。这一论断导致1933年科学顾问委员会和国家计划委员会的正式成立。次年，这两个委员会纳入了国家资源委员会。
1941年6月28日，在德国军队入侵苏联六天后，罗斯福总统下令成立以万尼瓦尔·布什（Wannevar Bush）为首的联邦政府科学研究与发展局，并赋予它广泛的职权，以集中统一协调和管理全国的科学技术力量。
1941年12月珍珠港事件爆发后，为应对战争需求，美国政府进一步把科学技术与教育活动连通其他各行各业，统统置于政府管制之下，数以万计的科学家和工程师被广泛动员和组织起来，进行为战争服务的科研工作。各种规模巨大的专业性研究与发展中心（实验室），也被迅速建立起来。
1942年，美国开始实施以制造原子弹为目标的“曼哈顿计划”，为实施这一计划，美国集中了包括奥本海默、费米、贝蒂、特勒等200多名科学家在内的15万名科技人员，前后耗资22亿美元，动用全国1/3的电力，历时三年有余。
曼哈顿计划标志着美国正式进入“大科学”研究时代。
曼哈顿计划的工程师们
美国的大科学体制，是一个既有中央宏观调控又有多元化自由研究的体制。可以说充分结合了计划经济“集中力量办大事”以及市场经济“自由灵活多变”两方面的优点。
国家实验室作为现代科研中心，显得十分机动灵活，它的人员随课题变化而流动。像麻省理工学院代管的林肯实验室，一旦有新的课题，它就可以打破高校与高校的界限，打破系与系的壁垒，迅速组成新的科研中心从事科学研究。
事实上，美国基础科学成就之所以能在二次大战后迅速崛起，并一跃而成为世界科学中心，在某种程度上亦得益于这种分工结构的柔性。
美国高校的科研机构作为科学和教育的结合部，充当了美国大科学体制的外围软组织的作用。二战之后，美国兴起的高技术产业如旧金山附近的硅谷，波士顿的工业园区128公路，北卡罗莱纳科研三角区等，都是依托大学科研中心的科学能力得以实现的。
美国的非盈利机构也是一种特殊的科研机构。
它们在全国研究与发展活动中虽不占重要地位，但活动能量很大。如兰德公司这样的软科学研究的思想库，常常是新兴科学生长的温床。美国的私人基金会也很多。这些基金会对国家科学研究来说，是一个重要的补充力量。它以自己独特的创造性、灵活性，把美国年轻科学人才发现出来。
在美国的大科学体制中，一方面，数以万计的“小科学”项目在科学的前沿进行自由探索，借以保持旺盛的创新精神，并且为国家的大科学储备了大量的可供选择的方向和项目；
另一方面，国家主导的数以亿计的巨大投资在比较成熟的方向进行发展研究，借以保持科技和工业贸易的强大竞争力，为国家安全提供超前的准备，并且向小科学提供更多的研究方向和资金流向。
确定性关键方向作为“大科学平台”，充满不确定性的前沿自由探索孕育生机勃勃的“小科学生态”，这些生态又对平台起到了反哺作用。这种“平台×生态”的机制，
不仅带动更强劲的工业技术发明，也有力地促进了基础科学成果，使得美国至今仍是世界科学的中心。
1944年11月17日，美国总统富兰克林·罗斯福致信时任
国家科学研究与发展局（OSRD）
主席的万尼瓦尔·布什，要求布什研究如何把OSRD战时经验用在未来的和平年代，来解答四个基本问题：增进国民的健康，创立新的企业，增加新的就业机会，提高国民的生活水准。
经过八个月的研讨和撰写，1945年7月19日，布什主持起草的专题报告《科学———无尽的前沿》发表。一经问世，《科学—无尽的前沿》受到了高度的评价，被学者们认为是“划时代的报告”。
这篇报告旗帜鲜明地指出，
美国政府应当将发展科学技术作为美国战后建设的核心任务。
该报告对科学与国家关系的分析，对基础科学的特点及其与技术创新之间关系的观点，以及对国家科学基金会功能和机制的设想，成为战后几十年里美国以及诸多其它国家科学政策的基础。
它不但使科学全面成为国家的事业，而且卓有成效地促进了基础科学的进步，
因此该报告被视为美国科技政策的蓝图和里程碑。
75年来，《科学：无尽的前沿》成为无数研究、报告、分析、解释和评论的主题，有人甚至把它比作科技政策的《圣经》，它的理念和思想影响着美国科学技术的发展，成为美国科学界的精神财富和共同语言。
每当美国科学技术发展遇到关键的挑战和危机的时候，美国人总是会提起和引用这篇文献，吸取新的思想力量，应对危机和挑战。
首先，该报告巧妙地引发了美国战略决策层的精神共鸣，回答了他们长期以来迫切寻求答案的关键问题：
如何让美国持续保持繁荣和强大？答案就是科技创新。
在美国形成的过程中，“边疆”（Frontier）一词具有非常重要的作用。美国历史学家特纳（F.J.Turner，1862—1932）提出著名的边疆论点（Frontier thesis），认为美国的进步是与边疆联系在一起的，边疆是美国进步的象征，包含地域扩展、文化演进和民主形成，构成一个蕴含丰富想象和意义的隐喻词语，远超 "边疆" 一词客观描述的意义。
正是从东部十三个殖民地向北美西部边疆扩展的进程中，殖民者逐渐摆脱了欧洲的影响，形成了美国的特征和生活方式。向西部边疆的推进，不仅通过获得自然资源、军事上的安全、新的社会-文化空间和未来发展的可能性，而且让美国成为各民族的大熔炉，塑造了美国的社会发展和民主进程，从而塑造了现代意义上的美国。
《科学—无尽的前沿》将美国立国精神“开拓边疆”与科学探索有机结合到一起，展现了科学的前景——
作为 "没有止境的边疆" 的科学，将会取代美国西部物理上的边疆，成为国家经济发展、提高生活标准和推动社会变化的新动力。
"我们民族中开创精神仍然是早期蓬勃的。开创者有完成他的任务的工具；科学则为它提供了广阔的尚未开发的内地。这种探索给予整个民族和个人的报酬是极大的。科学的进步是我们国家的安全、我们身体的更加健康、更多的就业机会、更好的生活水准以及文化进步的一个重要的关键。"
"政府应该鼓励开辟新的边疆，这已成为美国政策的一部分。它为快速船只打开了海域，为开拓者提供了土地。虽然这些边疆或多或少已经消失了，但是科学的边疆仍然存在着。应该使这些新的边疆变得容易接近而由所有的美国公民来发展它，这是和已经创造出合众国伟大形象的美国传统相一致的。"
布什明确地告诉美国政府，科学成为美国发展的新边疆，与美国边疆的传统和意义接续，政府支持科学研究就获得正当的合法性，成为推动美国进步的一个动力，成为美国战后战略计划的重要一部分。
更为重要的是，该报告给出了政府支持科技创新的操作指南。
在《科学—无尽的前沿》中，布什提出了科技创新的线性模型，即“布什链条”：
该模型将所有研究工作分为基础科学研究与技术创新两类，其中前者主要是满足人类的好奇心和探索欲，没有什么商业或实用目的，但是产出的科学研究成果可以孕育技术创新的种子。后者利用科学研究发现的自然规律来实现特定的技术目的，具有实用价值。而在技术创新的基础上，可以进一步开发出相应的产品并实现商业化。
假设一：一个人越是关心研究的用途，他离基础研究就越远；
假设二：由基础研究产生的新知识最终会沿着线性的路径，通过应用研究和发展转换为技术创新，促使经济增长和带来其他社会福利。
基于上述“布什链条”，形成了美国制定科技政策的三大基本原则：
基础科学研究成果是公共产品。对基础科学研究的成果将会导致最终新技术、新产业的产生。政府对基础研究的支持是通过政府与科学家之间的一种社会契约来体现的。其主要特点是：
政府提供资金，但不对研究内容进行干预，科学家们决定研究的方向和深度（质量）。除非真正需要保密的信息，其他信息都应该公开。
努力从公开的基础研究成果中找到有用的东西，并将其商业化，是私人企业的职责。
政府必须避免通过直接投资的方式来帮助特定商业技术的开发，或者帮助指定的企业。否则，
就是政府在“挑选赢家”，而不是靠市场竞争来决出胜负。
联邦政府的根本任务是创造一个有效率的市场环境，让企业通过商业竞争优胜劣汰，从而将技术成果筛选出来。
根据“布什链条”这一线性模型，形成了金字塔结构的科技创新体系：塔基是没有特定目的的基础科学研究，其中一小部分研究成果可以被转化为技术创新，新技术中又有一小部分可以进入产品开发阶段，开发出的产品又有一小部分能够成功地商业化。
这样一来，政府、科学家和企业之间分工明确，各司其职，只要国家保持基础研究的源头活水，创新之花就会源源不断地绽放。
和平年代，国家之间竞争归根结底是产业层面的商业竞争，商业竞争的关键在于技术创新带来的竞争优势。为了保证金字塔尖最终产出足够的商业化成果，
那么国家必须漫无目的地持续对基础研究进行投入，通过庞大的基数来保证最终产出。
在美国国家综合实力无可争议地全球领先之时，自然承担得起这种巨额投入，并且这种慷慨投入也形成了无形的科研军备竞赛，让全球科技人才趋之若鹜，形成
“资金投入—人才流入—成果产出—更多资金投入”
的正向循环，
一方面有力推进了美国科研实力的发展，另一方面让追赶者陷入人才流失和经济实力不足的双重挑战。
随着七八十年代日本和欧洲科研实力的崛起，美国产业领先地位受到了明显地挑战，“布什链条”以及基于该模型构建的科技创新体系受到越来越多的批评和质疑。九十年代美国经济重振雄风之后，这些批评声浪才有所收敛。二十一世纪，随着中国崛起，这些声浪又有卷土重来的趋势。
总体而言，直至今日美国人仍然对建立在“布什链条”基础上的科技创新体系具有强大自信，并认为其他国家不可能在科技创新方面实现弯道超车。
也正是因为对“布什链条模型”的无比自信，在与中国的竞争中，美国在若干关键领域开始落后（如5G通讯），使美国科学界和政府都很焦虑，他们无法正确地认识客观事实，其中一些人甚至开始无端地指责中国是不正当竞争，剽窃美国的知识产权。
今天的我们应当清醒地认识到，
“布什链条”并不是描述科技创新最有效模型，建立在其上的科技创新体系效率也很成问题，
这也是经济体量尚不如美国的日本、德国以及中国能在某些领域后来居上的根源。
但如果联系到当时的历史背景，《科学—无尽的前沿》中将基础研究和技术创新割裂开，将基础研究提升到前所未有的战略高度，提议国家必须大力支持看似没有实用目的的基础研究，仍然是当时的最佳选择。
这是针对当时美国上下弥漫的根深蒂固实用主义风气，必须实施的矫枉过正措施。
二战之前的美国，政府与科学基本没什么关系，更谈不上什么国家科学政策。
美国人根深蒂固地将“实用性”作为研究的唯一评价标准。
19世纪下半叶，美国经济获得了突飞猛进的发展，其中很多都可以归功于美国人将欧洲原创的科学理论加以应用，通过产品化赚取商业利益，但是美国本土却很少有原创性的基础研究。
“对于因学术研究而获得的荣誉，美国人认为什么也不值，欧洲人却认为比金钱更重要。”
一个典型的例子是，19世纪80年代，美国地质学家和人类学家鲍威尔领导下的地质调查局做出显著的成绩，获得了法兰西科学院的居维叶奖章。
但当他们在公开展览自己的研究成果时，却遭受了美国国会议员的批评，说他们不该把地质调查扩大到古生物研究上去，干了一些没有用的工作。
美国科学界的一些有识之士对于这种状况深恶痛绝。1883年，任美国科学促进会（AAAS）副主席和美国科学院（NAS）院士的罗兰，对于“
美国式的实用主义”
发表了一次言词激烈的演说：
“这个国家必须创造物理科学，而不是把电报、电灯等方便生活的东西称之为科学……发明一般新的、好吃的食物的厨师在一定程度上有益于世界，但我们不能把他夸大为化学家。”
他还说当时美国约400所高等院校中，几乎没有一所称得上是大学，它们只是“一群蚊子，而不是鹰”。
直到二战爆发前，美国并没有从国家层面对科技创新的实质推动举措。正如布什在报告中所指出的：
“我们没有国家的科学政策。政府仅仅开始在国家的福利事业中利用科学。政府内部没有负责系统地提出或执行国家科学政策的实体。国会里也没有致力于这一重要课题的常设委员会。”
“曼哈顿计划”虽然被后世认为是美国政府力量干预科研的开始，但在当时来看，这只是应对战争的权宜之计，战后是否能延续还是未知之数。
“曼哈顿计划”本质上也是基于欧洲人产生的科学原理的系统集成和应用而已。在从事原子弹研制的科学家中，大部分是在国外出生和受教育的，或者是在欧洲实验室中学到技艺，并不能归功于美国本土科技创新的成果。
布什认识到，
战争期间产生的技术奇迹深深依赖于基础研究，但是当时的美国严重缺乏基础研究的土壤，美国实践文化更倾向于促进科学技术的应用而不是科学知识的创造，美国的工业界和军队也都没有耐心和眼光，支持没有明显实用目的的基础科学研究。
如果只是强调基础研究和技术创新同等重要，以美国长期形成的实用主义土壤，在执行过程中会自然而然地将越来越多的资源投入到有明确回报的后者，而前者就会慢慢地被边缘化。
因此，
必须将基础研究置于技术创新之上，大力加强和持续保障对基础研究的支持，而有回报的技术创新需要通过基础研究才能获得，才能抵消“急功近利”的实用主义思维方式，持续保证美国在战后的技术领先地位，进而保证美国产业实力的持续领先。
结合时代背景来看，“布什链条”只是对当时美国过于浓重的“实用主义”风气进行矫枉过正的权宜之计，并不适宜作为长期的科技创新战略的出发点。但是后来的决策者却把这一模型看做是不可变易的“祖宗之法”，在遭到越来越多批评的同时，也使得美国科技创新的可持续发展埋下了隐患。
