自从1969年美国宇航员首次登月以来,美国再也没有经历过如此辉煌的胜利感。对许多人来说,100天海湾战争的胜利凯旋,扫除了人们对一系列军事惨败和技术失利的灰暗记忆。民意还表明这场战争更新了国家信念:即政府需要更多地支持科学、技术和教育。

这些情绪的聚合可能预示着布什政府在1992财政年度中研究与发展计划和教育计划的好兆头。布什在送给国会长达2026页预算报告中,有两个主题占主导地位绝不是偶然的。其一题为“加强研究和扩展人类的生存边界”,其二“为人类资本的调查和美国教育的改革”。布什在对国会的预算演讲及以后的讲话中都表达了对科学和教育计划的热情,他明确表示,在最广泛的意义上,国家安全与国家的科学事业有直接联系。

在联邦政府面临财政赤字,经济在萧条中运行,并且政府建议缩减一些政治上受欢迎的计划时,布什的预算却在研究与发展计划上花费756亿美元,比本财政年度增长84亿美元,即增长13%,这比人们预计的4.5%~5.0%的通货膨胀率要高得多。

虽然冷战已结束,但比起科学知识和工业竞争力来,在布什政府的研究与发展计划中,军事方面的考虑仍占很重要地位。民用研究与发展预算从263亿美元增长到288亿美元,上升10%。而国防研究与发展预算,事实上都用于发展武器,上升得更快,为15%,从378亿增加到432亿美元,不论从增长的百分比和资金总额上都占首位。虽然研究与发展费用中分配给五角大楼的部分已从里根时期的75%有所下降,但布什仍将给它在过去10年中,民用研究与发展费用的提高与通货膨胀率持平,大约有3%的实际增长。非常明显的是,星球大战计划仍是研究与发展计划中最大的项目,需要46亿美元,比国会今年给它的费用要增长59%。

布什的预算计划还给予学术基础研究以较大的增长,可能增加10亿美元,从123亿上升到明年的133亿美元,上升8.1%。国家科学基金会将得到近28亿美元,上升4.06亿,比本年度上升17.5%。而基金会的教育与人类资源理事会的经费增长更为可观,上升到3.9亿美元、增长23%。与过去几年不同,新的预算努力恢复里根政府早期削弱的活动基金,为教育计划争得资金的大量增长,这种努力预示着国会将会做出肯定。

布什总统的科学顾问布罗姆利(D. Allan Bromley)在国会听证会上描绘基础研究预算和对科学团体发表讲话时,经常提到宾夕法尼亚大学经济学家曼斯弗尔德(Edward Mansfield)所作的一项研究,他指出美国在基础研究领域的投资得到了28%的效益,曼斯弗尔德研究了在制药学、半导体、科学仪器、医学技术等领域的新产品和新工艺方面研究的收益。虽然预算承认验证的新发现必须十分慎重,但它宣布“学术研究对工业革新的贡献在几个重要的部门显得十分重要,这甚至不包括教育学生和自身获取知识这些传统意义上的收益”。1992年预算还表明在基础研究的增长上,各个机构也并不均衡。新预算要求在能源部和国防部的基础研究费用仅增长2%,而美国宇航局和国家健康研究院,将在基础研究费上分别得到18%和7%的增长。

虽然研究与发展预算的总体思想可能听似耳熟,但呈交国会的报告确实有一些内容与前几年大不相同,特别是由总统倡议的三项关键项目将得到更多的资助,而且还要求几个部门更为紧密的协作。这些被作称为“巨大的挑战”的项目,由一个跨部门的组织进行开发,即科学、工程与技术的联邦协调委员会,简称为FCCSET。

“大挑战”的第一项目是高性能计算。在这一项之中,总计6.38亿美元将被用于一次各部门之间的共同协作努力,旨在使美国在超级电脑和电子通讯方面处于领先地位。费用比本财政年度增加1.49亿,增长30%。其中具体目标之一是使最为先进的计算机性能增加3个级数的容量,而且形成一个中心部分——全国研究教育网,它将政府研究部门与大学、中小学和商业公司联结起来,到那时,这一网络将能接通图书馆、博物馆和小行业的计算机。这一项目的预算增长打算拨给国防尖端研究计划署(增加0.49亿美元),国家科学基金会(增加0.44亿)、国家宇航局(增加0.18亿)和国家能源部(增加0.28亿)。

“大挑战”的第二项扩大了去年开始的全球变化研究的规模。这一计划旨在更好地了解全球气候、臭氧损耗、碳循环和生态系统等问题。明年这一项的预算为12亿美元,比本年度增加2.32亿,增长24%,比1990年度实际花费则增加了1倍。1992年将支持与9个不同机构有关的一批研究。最为突出的是国家宇航局的“行星地球使命”,它将得到3.36亿,用于建立一系列高技术卫星(称为地球观察系统)和与其相关的数据系统,这一卫星系统将成为本项目中最昂贵的部分。预算增长还将支持地面研究,如世界海洋循环试验,模拟世界气候和考察全球变暖,森林减少和沙漠化研究等一些新项目。

“大挑战”的第三项目对实现布什总统的目标十分重要:要使美国中小学生到本世纪末在科学和数学的全世界测验中成绩名列前茅,当预算在二月份一提出时,布罗姆利发表了一篇题为“到2000年世界第一”的报告,它号召增加科学和数学方面的系统训练和有事业心的教师的数量,改进教材和开发新的教育技术,以提高学生的兴趣和成绩,尤其是年轻女学生和那些少数民族;如黑人、拉丁美洲人和波多黎各人。这个教育计划是由布罗姆利的科学和技术政策办公室组成的委员会起草的。它列出了联邦政府所应做的工作,今年将花费17亿美元用于从大学预科课程设置到研究生助学金在内的一切事项。在委员会的提议下,政府建议这项资金在1992年增加到20亿美元,比今年增长13%。

一些崭新的项目将得到的费用虽然比这些少,但也十分可观。例如在国家科学基金会,0.84亿的资金将被投到材料合成与处理,固态物理和生物材料等相关的科学和工程研究中去,这一计划最初将把重点放在新的电子和光学材料和生物分子材料。这项倡议使国家科学基金会能够加强它对“小科学”的支持,这些“小科学”在最近几年中由于预算削减和机构内部资金的重新分配,受到了很大冲击。预算还建议国家科学基金会、国家能源部、国家宇航局和国家标准技术研究院等机构出资0. 的亿元用于超导研究。近几年来,超导领域获得了每年0.55~0.65亿美元的资金。

美国科学中最有争议的问题之一是科学家个人申请资助的数量与政府机构能够资助的能力相差悬殊,预算报告责备了那些对学术研究资金不足表示灰心的人,报告指出:“历史趋势表明联邦政府对基础研究的支持在80年代中总体增长了50%”。而且对研究者个人的资助期限也延长了,这样做实际上是对来自科学家们的压力所作出的反应。科学家争辩道学术研究的完整性需要更多的资金用于科学研究设备。需要对研究生的资助有更大的稳定性,而且要减少时间和精力来写提议报告。实际结果是在任何一年内,像国家健康研究院和国家科学基金会这样一些资助大学科学家最多的机构,对资助的更新也不到25%。新提议的成功率已由40%下降到30%,甚至更低。更为严重的是通过资助期限的延长,这些机构创造了“年外支付”,这实际上减少了每次资助的美元数额。

布罗姆利承认问题很尖锐,他在1992预算问题上与白宫进行了多次交涉。为满足改进实验室基础的需要,将有0.5亿元拨给国家科学基金会,以资助一个新计划,它能使科学家的获得20万至400万美元的新仪器,而且还要求非联邦来源的资助,诸如基金会、大学和各个州的一对一的相应资助。

为支持基础理论的研究,国家科学基金会正在申请2350万美元,开始在5年内为备有激光干涉仪的引力波观测台建造2个既相互对应又相互分离的探测仪。国家科学基金会从1979年就开始支持这一可行性研究,观测台的费用增加了1倍以上,达到约2.11亿美元。这一观测系统是加州理工大学和麻省理工学院的研究人员设计用于研究引力波和黑洞的存在变化的工程,它与在英国和德国的研究人员所计划建造的类似仪器一起,将要验证爱因斯坦1916年提出的广义相对论的一部分预言:即引力波是存在的,它们以光速运行,引力子的静止质量为零 · 为了发展这一观测系统,加州理工大学已经接到了在17个州建立基地的建议。基金会还争取在明年得到0.16亿美元来支持建造2个独特的8米红外望远镜中的一个。这一项目将包括英国和加拿大的合作,花费几年时间来完成,总耗资1.76亿美元,其中美国承担一半。

相对来说,这些计划与用于超导研究的超级对撞机相比就微不足道了。能源部的预算要为对撞机申请5.34亿美元,比本年度的2.43亿美元增长了120%。当然这一超级对撞机是巨大的——总耗资预计82.4亿美元,粒子碰撞的椭圆圈达54英里,需要10,000个双极和四极的磁体来使粒子束弯曲。预计得克萨斯将捐资10亿美元,外国政府将出资16亿美元来资助这一庞大项目,因此,就连布罗姆利也承认“我不能告诉你们实际耗资是多少,我想没有人能做到这一点” 。这样超级对撞机立即成为研究与发展计划中最有名也是最有争议的项目,它激起了有些人的评论,认为能源部仅此项目的投资就令没有足够的资金来资助其他项目。事实上,能源部对其他高能物理和所有核物理资助在1992年预算中都增长12%,从9.06亿美元增到10亿多美元。

下面就是1992财政年度预算的一些主要情况。

能源部。64亿美元的研究与发展预算只比今年的耗资上升34%,因此还没能支持住通货膨胀率。那些依赖能源部资助的科学家可能对基础研究所占的资金缺少热情。虽然其预算将从23.1亿上升到26.7亿、但为超级对撞机、高能物理和核物理等项目而增加的。数量占去了其中的大部分,用于基础能源科学的研究资金实际上在明年将保持不变。

当然,好消息还是有的。国会同意了能源部长沃特金斯(Watkins)为其1991财政年度预算而增加0.25亿用于磁性聚变计划。沃特金斯在他的预算听证会上告诉记者,他对去年10月国会将用于这一计划的3.26亿资金减少0.5亿十分生气,今年国会同意新增加0.25亿,其中800万将用于普林斯顿的等离子物理实验室,而麻省理工学院的聚变研究计划将得到170万美元,劳伦斯实验室的这项研究也将多得100万美元,在1992年,能源部将在今年基础上为磁性聚变计划增加资金到3.37亿美元,增长24%,资金包括为氚-重氚试验准备普林斯顿的聚变试验反应堆、和在普林斯顿实验室为等离子实验做研究和设计工作,能源部还申请0.41亿美元来为国际热核反应堆开始一项工程设计,这一反应堆将是4个合作伙伴6年的合作项目,它们是日本、欧共体、苏联和美国。美国正力争成为这一工程的主人,在圣地亚哥附近提供基地,日本和欧共体也提供了与之竞争的基地 ·

能源部通过3γ区域的研究计划,这是原子结构领域内的主要项目,早在1988年就向能源部提出申请,用来建设能供全国使用的1MeVγ射线探测设备,将建在伯克利大学的回旋加速器中,这一计划耗资0.174美元。

国家科学基金会。虽然两任总统的目标都想在5年内使国家科学基金会的预算翻一番,但根据美国大学协会的克诺利(Crowley)的研究,基金会4个部门内几乎一半项目——84个项目中的41个——在加上通货膨胀因素之后,与1988年财政年度保持相同的资金水平,这些项目耗资占去了基金会全部研究费用的70%以上。在占据基金会研究费1/3的数学物理科学部的5个分部中,大约2/3的项目——27个中的18个——被削减到低于1988年的水平,仅仅只有7个项目从1988年以来得到4%的实际增长,在一度为前国家科学基金会主席布劳克(Erich Block)视为宠儿的工程部,情况几乎同样糟。在它的5个分部中,2/3的项目——20个中的13个——保持1988年款目以下的水平。因此无怪乎最近几年内国家科学基金会的研究项目失去了竞争力和稳定性。

国家科学基金会是高性能计算、全球气候变化和科学和数学教育这些巨大挑战的主要参加者,高性能计算需要2.13亿美元,全球气候变化项目将获得1.185亿,而对教育和人才资源部的资助总共达到3.9亿美元,比1991年上升23落。在这个数目中,大学前的科学和数学教育上升了19落,达2.53亿,大学本科计划为1.33亿美元。

宇航局。拨给宇航局158亿美元的低线——比1991年增长13%。为太空科学计划提供21亿美元,这一项目占全部申请额的21%。1992年的基金包括火星观测仪,γ射线观测仪和先进的X射线天文物理设施,太空计划费用与今年的数额基本相同。对太阳系的探索将得到2.56亿,猛增了65%。但美国宇航局最有争议的计划,自由号太空站在明年预算中处境艰难,只有8%的增长,达到22亿。在对太空站的科学和技术价值进行了一番怀疑之后,国会几乎肯定要削减太空站的预算并要求宇航局重拟其目的和设计。

国防部。在过去两年国会中连续受挫之后,研究与发展将得到50多亿的巨大增长,比1991年多16%。国防部预算中6.1类似研究活动只微薄地增长了2%,从今年的9.92亿上升到大约10亿。6.1类中的基础研究支持了一大批领域,包括物理、材料科学、海洋学和生物化学。经费微小的增长意味着研究者个人在明年的费用增长极少。应用科学研究费用上升4%,从28亿加到29亿多,将继续支持结构材料,音响测试和其他与军用技术有关的研究,还将帮助国会希望改进的生产超级集成电路的半导体工业集团。预算中最大的一个项目是战略防御计划,其费用去年被国会削减很多,减到了29亿,在1992财政年度它将从布什政府预算中得到46亿,旨在保护美国和它的盟国免受弹道导弹的意外的袭击。

[Physics Today,1991年4月]