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JASON是谁?美国科技创新最核心的 “神秘力量” | 科技与政策

 
  - 编者按 -
 
  近两年,中美在基础科学领域的合作骤然变冷,起因是2018年年中美国发起针对华人学者的系统性审查。如果没有这次审查,JASON 这个神秘组织我们可能从来不会听说过。例如,2018年,美国国家自然科学基金(NSF)为调查清楚国外势力对美国基础科学的影响,向JASON寻求帮助,以进行评估。那么,JASON 是谁?为何NSF会向它寻求帮助?它在美国基础科学领域发挥哪些作用,扮演何种角色?曾在美国哈佛大学肯尼迪学院研究美国科技政策的刘少山博士尝试回答这些问题,以期对国内科技创新的模式提供参考。
 
  撰文 | 刘少山
 
  责编 | 叶水送
 
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  美国科技之所以强大,离不开政府、军方以及科学界的紧密合作。自冷战以来,美国军方建立了一套成熟机制使得顶尖的体制外科学家可以灵活地为国家科技发展出谋献策,这套机制成功地为美国先进科技发展不断输血,为美国孵化了许多黑科技,许多项目已成功商业化,进入了我们的日常生活。
 
  这套机制有不少值得我国科技界与政策界学习的地方。在本文中,我们将深入了解一个神秘的组织—— 国防咨询小组(简称JASON)。JASON 是一个独立且相对秘密的委员会,于1960年正式成立,旨在促成国防部(尤其是DARPA,美国国防先进研究计划局)对精英科学家的直接资助与合作。
 
  从1960年成立至今,JASON 的委员不到100个,其中有43位选入美国国家科学院或工程院,8位获得了麦克阿瑟天才奖,11位曾获得诺贝尔奖。在过去的五十多年中,JASON 许多的秘密创新项目为 DARPA 和美国国防部项目做出了重要的贡献,并影响到世界:比如早在1979年,JASON 发布了一份题为 “大气二氧化碳对气候的长期影响” 的报告,引发了全球变暖担忧的世界性关注。
 
01、JASON创建的历史
 
  1950年代,美国军方通过 RAND 公司开始引入非体制内科学家做军事科学顾问,这些科学家们通常是大学教授,在暑假的时候以 RAND 公司分析员的身份为美国军方服务,其中包括了约翰·冯·诺伊曼(John von Neumann)。在作为 RAND 的分析员时,冯·诺伊曼每月获得200美元的报酬。
 
  1958年,RAND 的分析员、美国理论物理学家,广义相对论领域的重要学者和宗师 John Archibald Wheeler,匈牙利-美国理论物理学家及数学家 Eugene Wigner(他奠定了量子力学对称性的理论基础,在原子核结构的研究上有重要贡献)和德国裔经济学家 Oskar Morgenstern(他从数学的角度创立了博弈论)发起了一个名为 “137号项目” 的军事物理夏季研究计划。该计划的参与者包括美国理论物理学家、加州理工学院前任校监 Murph Goldberger、理论物理学家和物理海洋学家、美国海军研究实验室担任研究员 Kenneth Watson 、希腊物理学家 Nick Christofilos 以及理论物理学家 Keith Brueckner 。
 
  “137号项目” 是一个临时项目,通过这个项目,科学家逐渐产生了建立永久性的高级科学研究机构的想法,这个机构主要在暑假把成员汇聚到一起,为美国军方提供技术咨询服务。
 
  由此,在1959年12月,Marvin Stern,Charles H. Townes,Keith Brueckner,Kenneth Watson和Marvin Leonard Goldberger 在洛斯阿拉莫斯会面,开始进行核火箭的夏季研究,创始成员把这个机构命名为 JASON,主要有两层意思:第一层意思,Jason 是古希腊神话中夺取金羊毛的英雄人物;另一层意思很有趣,因为 JASON 成员主要在七月(July)、八月(August)、九月(September)、十月(October)和十一月(November)工作,取每个月份的英文首字母拼起来就是 JASON。
 
  在1960年代初期,JASON 拥有大约20名成员。到本世纪末,它已发展到40多个成员,JASON 成员也多为美国总统的科学咨询委员会委员。
 
02、越南战争:JASON研究的转折点
 
  从冷战起,JASON 一直为美国军方服务,研发先进武器系统,但越南战争使 JASON 内部在研究方向上产生了严重的分歧,其导火索是由鹰派推动的 McNamara Line 电子式屏障项目。鹰派甚至提议在东南亚使用核武器。
 
  1967年3月,JASON 成员 Freeman Dyson、Robert Gomer、Steven Weinber g以及 S. Courtenay Wright 提交了一份报告,该报告经时任美国国防部长 Robert McNamara 批准,题为 “东南亚的战术核武器”,强烈反对在东南亚使用核武器,报告预测了该地区的战术核武器袭击将给美国的全球利益以及东南亚的人民和环境带来灾难性后果。报告作者之一 Wright 后来说,该报告的主要发现是 “美国对广泛分布的对手使用核武器没有多大作用,但如果对手复制,则将带来灾难”。
 
  在 JASON 提交该报告之后,关于在战争中使用核武器的讨论就此停止。由于此事件,鹰派 JASON 成员与其他成员,包括 MacDonald,Sid Drell,Richard Garwin 之间发生了严重分歧。另外,美国公众对 JASON 参与越南战争也甚为不满,非鹰派的 JASON 成员甚至也遭遇了死亡威胁。
 
  从此,JASON 不再只专注于军事项目,也开始为美国能源部等单位解决技术难题,包括为全球暖化和酸雨等环境问题提供技术解决方案。
 
03、JASON已公开的项目:阿格斯行动、1600秒计划
 
  绝大部分的 JASON 研究项目都是严格保密的,我们在本节内容中介绍几个充满科幻感的公开项目。这些项目由于太过超前,很可能会被认为是 “不靠谱” 或者 “骗子” 项目,但是 JASON 的机制是鼓励科学家提出各种“不靠谱”的想法,也正是这种创新的基因给美国科技提供了长期发展的燃料。
 
  JASON 开展过许多非常疯狂的项目。比如他们的成员之一 Nick Christofilos 曾经提出了这样一个想法:如果美国引爆太空中的核武器,爆炸将产生巨大的高能电子云(β粒子)。它们将被地球磁场保持在原位,并持续数月,由此会产生 “Christofilos效应”,即任何穿过该云层的敌方核弹头都会被烧毁。由此可以推断,如果我们在太空中爆炸足够多的核武器,美国可能会拥有覆盖整个国家的防御性导弹防护罩。
 
 
  基于 Christofilos 的想法,1958年夏天,美国军方开展了 “阿格斯行动”。装有3枚洛克希德X-17A核尖端导弹的美国海军诺顿海湾号(USS Norton Sound)驶入南极洲以北的海洋。
 
  1958年9月6日,经过两次失败的尝试后,第三枚导弹将核弹头送入太空并爆炸,成功形成了β粒子云。到1961年,苏联仿效 “阿格斯行动”,引爆了太空中的核弹头以制造电子云。在1958年至1962年苏美冷战高峰期,为了防止对方核打击,美国总共向太空发射了14枚核弹头制造β粒子云,而苏联在向太空中发射了7枚核弹头。由于当时苏联对电磁脉冲(EMP)的影响并不十分了解,1962年10月22日在海拔290公里处引爆了核弹头时产生的电磁脉冲感应电流,把方圆570公里内的铜电话线融化,烧毁了卡拉甘达电厂的传输设备,并切断了多个城市之间的电缆。
 
  同样,在美苏冷战期间,由于苏联强大的导弹与核实力,美国国家安全受到了极大的威胁。特别在苏联人造卫星升空后,美国五角大楼提出了一个问题:基于苏联当前的导弹实力,从苏联发射核武器摧毁美国需要多少时间,美国又有多少时间准备。经过 JASON 导弹专家的精确计算,答案是1600秒:苏联导弹的初始助推阶段为300秒,中段阶段为1200秒,最终阶段(重新进入地球大气层开始)为100秒,这些数字是基于导弹到达海拔800英里的高度而得出的。从此,美国紧急应对核打击的反导防御系统最大反应时间都被定为1600秒。
 
 
  钢铁侠项目又名为 TALOS(战术光操作员装),由 DARPA 于2013年发起,这是一种电池供电的军用人造外骨骼防护服,意在装配美国特种部队和海豹突击队,从而使他们能够行军更远、更快,负重更重、跳得更高,即使在作战中受伤也能继续战斗。该防护服包含全覆盖式液体防弹衣,计算机和通信系统,加热和冷却系统,氧气系统以及出血控制功能。它还可以防止化学、生物和电磁攻击。换句话说,这个外骨骼防护服使士兵变成了机器人。
 
  除了装备外,针对士兵退出战斗的主要原因,包括疼痛,创伤,大量出血,JASON还提供了以下解决方案:
 
  ● 注射后几秒钟即可阻止所有疼痛的疫苗,使士兵保持意识,可以继续战斗。而且止痛效果可以持续30天。
 
  ● 注射含有纳米磁铁的止血疫苗到血液中,当士兵大量出血时,可以用磁棒在伤口上移动,将纳米磁铁集中在伤口的血液中,阻止继续出血。
 
  ● 一种可使受伤的士兵进入冬眠状态的疫苗,通过降低受伤士兵的新陈代谢,延长他们存活的数天,使其可以赢得医疗救治的时间。
 
  ● 一种可使士兵在不睡觉的情况下以最高性能运行7天的特种疫苗。
 
  ● 一种可以植入士兵大脑中的芯片,允许其通过电子心灵感应与其他士兵进行通信,将数据上传到计算机,以及将数据下载到他的大脑。
 
04、JASON 公开的其他项目列表
 
  JASON 其他的、已经公开的研究报告,还包括如下项目。感兴趣的读者可以根据 JSR 报告号查找详细信息。不少现在已实现的技术,实际上 JASON 早在10年前就已经在大胆畅想和实践。
 
  ● 卫生保健领域的人工智能(2017年12月,JSR-17-Task-002)
 
  ● 个人健康数据(2014年11月,JSR-14-TASK-007)
 
  ● 健壮的健康数据基础架构(2014年4月,JSR-13-700)
 
  ● 国防部传感器系统的压缩传感(2012年11月,JSR-12-104)
 
  ● 恶劣空间天气对电网的影响(2011年11月,JSR-11-320)
 
  ● 100美元的基因组:对国防部的启示。(2010年11月,JSR-10-100)
 
  ● 网络安全科学(2010年11月,JSR-10-102)
 
  ● 高频引力波(2008年10月; JSR-08-506)
 
  ● 人类绩效(2008年3月;JSR-07-625)
 
  ● 风电场和雷达(2008年1月;JSR-08-125)
 
  ● 海军舰船水下冲击预测和测试能力研究(2007年10月;JSR-07-200)
 
  ● 可靠的替换弹头执行摘要(2007年9月;JSR-07-336E)
 
  ● 用于能源生产的工程微生物(2006年6月;JSR-05-300)
 
  ● 减少国防部对化石燃料的依赖(2006年9月;JSR-06-135)
 
  ● 高性能生物计算(2005年3月; JSR-04-300)
 
  ● 横向集成:实现信息优势的更广泛的访问模型(2004年12月;JSR-04-312)
 
  ● 主动声纳波形(2004年6月; JSR-03-200)
 
  ● 医学成像的计算挑战(2004年2月;JSR-03-300)
 
  ● 减小湍流边界层阻力(2003年5月;JSR-01-135)
 
  ● 大功率激光器(2003年4月;JSR-02-224)
 
  ● 生物检测体系结构(2003年2月;JSR-02-330)
 
  ● 纳米科学,生物学与计算交叉点的机会(2002年11月;JSR-02-300)
 
  ● 大气辐射测量(ARM)计划(2002年4月;JSR-01-315)
 
  ● 非GPS地理定位方法(2002年1月;JSR-00-105)
 
  ● 放射武器(2002; JSR-02-340)
 
  ● 生物期货(2001年6月;JSR-00-130)
 
  ● Spintronics(2001年2月;JSR-99-115)
 
  ● 成像红外探测器II(2000年10月,JSR-97-600)
 
  ● 稀疏光圈中基线冗余的优势(2000年9月;JSR-2000-551)
 
  ● 2020年的太空基础设施(2000年9月;JSR-99-125)
 
  ● 成像红外探测器II(2000年6月;JSR-97-500)
 
  ● 分子电子学:连接纳米世界和微观世界(2000年5月;JSR-99-120)
 
  ● 超低功耗电子设备的电源(2000年6月;JSR-98-130)
 
  ● 100 LBS到低地球轨道(LEO):小有效载荷发射选项,(2000年1月;JSR-98-140)
 
  ● 数据挖掘与人类基因组(2000年1月; JSR-99-310)
 
  ● 主要绩效利润(1999年12月;JSR-99-305)(未分类介绍)
 
  ● 系统级飞行测试(1999年12月;JSR-98-310)
 
  ● 核武器再制造(1999年10月;JSR-99-300)
 
  ● 陆军战地通讯(1999年9月;JSR-96-605)
 
  ● 地下设施的特性描述(1999年4月;JSR-97-155)
 
  ● 无损评估和自我监控材料(1999年4月;JSR-98-145)
 
  ● 电热化学枪技术研究(1999年3月;JSR-98-600)
 
  ● 小型单位运营(1998年6月;JSR-97-142)
 
  ● 防扩散(1998年1月;JSR-94-140)
 
  ● 高能量密度炸药(1997年10月;JSR-97-110)
 
  ● 人类基因组计划(1997年10月;JSR-97-315)
 
  ● 小规模推进:在墙上飞,在角落里的蟑螂,在地下室的老鼠,在空中的鸟(1997年9月;JSR-97-135)
 
  ● 亚临界实验(1997年3月;JSR-97-300)
 
  ● 人道主义排雷的新技术方法,1996年11月;JSR-96-115)
 
  ● 量子计算(1996年7月;JSR-95-115)
 
  ● 惯性约束融合(ICF)审查(1996年3月;JSR-96-300)
 
  ● DNA计算(1995年10月;JSR-95-116)
 
  ● JASON核试验研究:摘要和结论,1995年8月;JSR-95-320)
 
05、JASON 轶事:不拘一格降人才
 
  前文提到的 Christofilos 原本是希腊的一位电梯修理工人,在业余时间却研究关注用于提取核原料的粒子回旋加速器一类的前沿科技。当年,Christofilos 经常把他的业余研究成果写成报告寄给美国核研究机构劳伦斯·利弗莫尔国家实验室。
 
  有一次,劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的员工看了 Christofilos 的一个报告,竟然发现 Christofilos 在报告中提到的加速器设计与国家实验室的设计一摸一样,当时国家实验室的员工还以为他们的设计被泄露了,但并不以为然。
 
  数年后,国家实验室的加速器设计更新了,国家实验室的员工在老旧信件中翻出了 Christofilos 两年前寄来的一个加速器设计,与当时国家实验室的加速器设计也大同小异,但信寄出的时间是在国家实验室的加速器设计发生之前。从此,国家实验室发现了 Christofilos 虽然是个电梯修理工,但是一个天才,力邀 Christofilos 加盟国家实验室,成为一名研究员。如果没有国家实验室 “不拘一格降人才” 的魄力,也不会有后来的 Christofilos 效应以及阿格斯行动。
 
  通过对 JASON 的研究,我们总结出美国科研体制成功的初浅理由,并由此给我们带来的启示。
 
  第一,JASON 的科学家多为大学教授或者公司雇员,基本是美国军方体制外人员。美国的科研机制让科技人员可以自由地在体制内外做贡献,因此有效地调动了全美国的科研人才,让他们没有 “体制墙” 的顾虑。最近,中国科研界的一个大新闻是中科院合肥研究院多名科研人员出走,这也引起了许多对中国科研体制的讨论。我国科研人员一个艰难的选择是,如果要为国效力,就要一辈子待在体制内,牺牲个人经济利益;如果要赚钱,就要跳出体制,扔掉铁饭碗,这样的机制无疑在人才间树立了一个虚拟的 “体制墙”,把许多人才排除掉了。
 
  第二,JASON 鼓励科学家提出 “不靠谱” 的疯狂想法,由此推进革命性技术发展。目前,我国科研系统还是论文导向为主,许多科研制度严重限制了科研人员的创造力,他们在最有创造力的时候,都专注于发 “有影响力” 的论文,不敢走弯路。另外,各种人才帽子(比如优青、杰青)的年龄限制都让青年科研人员必须跟着大方向走,生怕走错一步误一生。等到他们有幸博到各种荣誉时,已经错过了科研的黄金期。
 
  第三,如电梯修理工人 Christofilos 的轶事,JASON 可以做到不拘一格降人才。在我国的目前体系中强调师出名门,要在好的学校,跟有影响力的导师,才有可能得到各种资源的支持。这种机制或许降低了科研出错的几率,但也扼杀了许多创造力。
 
  作者简介
 
  刘少山,PerceptIn创始人,加州大学欧文分校计算机博士,哈佛大学肯尼迪政府学院公共管理硕士。刘少山在哈佛大学肯尼迪学院的研究方向为中美科技政策对比以及科技对宏观经济的影响。
 
 
 
 
 
 
  

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