这套体系阐述了创新生态中不同角色的分工：科学家提出理论，工程师将其实现，企业家将其产品化，而风险投资则为这一过程提供资金。它强调，由政府资助、在大学中进行的基础科学研究是美国经济增长、国家安全和技术进步的基石。因此，削减对科学的投入将直接削弱国家的长期实力和竞争力。
科学如何运作：不同的角色
要理解创新，首先要区分科学家、工程师、企业家和风险投资家这几个关键角色。他们各自的目标、方法和风险承受能力都大不相同。
科学家：探索未知
科学家由好奇心驱动，他们不断追问事物“为什么”和“如何”运作。他们提出猜想（即 假说），然后通过实验来验证。大部分实验都会失败，但每一次成功都可能推动人类社会的进步。
科学家主要分为两类：
- 理论家 (Theorists): 他们使用数学和抽象模型来解释宇宙的运作方式，但不亲自做实验。他们的工具是大脑和黑板。爱因斯坦就是最著名的理论家，他的质能方程 E=mc² 最初只是一个理论，后来才为原子能的应用奠定了基础。
- 实验家 (Experimentalists): 他们在实验室里设计并进行实验，以验证理论家的假说。实验家又可分为两种：
- 基础科学 (Basic Science): 为了知识本身而研究，探索自然的基本原理，不追求即时的实际应用。例如，量子力学最初就是基础科学。
- 应用科学 (Applied Science): 利用基础科学的发现来解决实际问题，设计和改进产品。例如，基于量子力学发展出的半导体技术，最终催生了计算机。
基础科学为应用科学的突破奠定了基础。没有基础科学，应用创新就成了无源之水。
大学：美国科学研究的核心引擎
二战后，美国做出了一个独特的决定：将大量的科研经费投向大学，而不是仅仅局限于政府实验室。这一举措让美国在科学和发明领域占据了主导地位。
与此同时，像贝尔实验室、施乐等企业研发中心在 80 年代后逐渐放弃了基础科学研究，转而专注于能直接带来利润的应用研究。这使得大学成为了基础科学研究的主阵地。
- 大学不仅是教学场所： 在研究型大学，教授们不仅教书，更重要的任务是通过实验和研究创造新知识。
- 实验室如同小型创业公司： 教授们申请政府机构（如 NSF、NIH）的科研经费，雇佣研究生和博士后进行研究。这些实验室既是工作场所，也是培养下一代科学人才的摇篮。
- 成果共享与转化： 研究成果通过期刊、会议和专利向外界发布，其中许多技术（如谷歌搜索、CRISPR 基因编辑）最终通过技术转移办公室孵化为成功的创业公司。
从科学到产品：创新生态链
科学发现本身并不能直接变成产品，它需要工程师、企业家和风险投资的共同参与。
工程师：将科学变为现实
工程师的角色是在科学家的发现之上，设计和建造出具体的东西。
科学家用了七年时间分裂原子，而工程师则动员了数万人，才最终造出原子弹。工程师的目标是解决一个已知的问题，而科学家的目标是探索未知。
例如，SpaceX 火箭的回收技术，得益于斯坦福大学在“凸优化”算法上的应用科学研究，而这项研究又建立在“凸分析”这个基础科学数学领域之上。
企业家：将技术推向市场
企业家建立公司，将新技术转化为市场需要的产品。他们与工程师的目标不同，企业家始于一系列未知：谁是客户？产品需要什么功能？如何定价？
他们通过不断推出最小可行产品 (MVP) 来测试市场，并根据反馈快速调整方向。这种将商业未知视为“假说”并进行验证的过程，正是企业家版的“科学方法”。
风险投资家：为创新提供燃料
风险投资家 (VC) 为企业家提供资金。他们与银行不同，VC 投资的是高风险的初创企业，并以获取公司股权作为回报。
- VC 不投资基础科学： 他们希望风险可控，更愿意承担工程和市场风险，而不是不确定性极高的科学研究风险。
- VC 的时间表很短： 他们希望在 3-7 年内看到回报，而一项科学发现可能需要几十年才能找到“杀手级应用”。
因此，政府和大学在支持早期基础科学研究中的角色无可替代。如果科学技术的源头枯竭，那么基于“硬科技”的风险投资机会也将随之减少。
为什么要保留科学家？
有人可能会问，既然最终是工程师和企业家创造产品，我们为什么还要花钱养着科学家去思考和做那些大部分都会失败的实验呢？
答案很简单：这个由政府、大学和产业界组成的科学合作体系，是硅谷、航空航天、生物技术和人工智能等所有现代产业的基石。
投资科学与国家实力直接相关。削弱科学，就是削弱经济的长期增长和国家安全。
忽视科学的国家最终会依赖于那些重视科学的国家。二战后，英国削减了科研投入，这使得美国能够将许多英国在战时的发明商业化并取得领先。苏联的解体，部分原因也正在于其未能将强大的科学实力有效转化为持续的经济创新。
科学不会停止，如果美国削减投入，研究活动只会转移到那些理解科学与国家强大之间关系的国家——比如中国。