最近這段時(shí)間，中美兩國(guó)科技界的成果都很多。中國(guó)和美國(guó)就好像賽道上你爭(zhēng)我?jiàn)Z的兩匹賽馬：美國(guó)發(fā)射火星探測(cè)器，我國(guó)也發(fā)射；美國(guó)發(fā)射龍飛船，我們也發(fā)射嫦娥五號(hào)，還附加個(gè) 1 萬(wàn)米深潛器；美國(guó)弄出個(gè)“懸鈴木”量子計(jì)算機(jī)，我們也緊跟著做出“九章”量子計(jì)算機(jī)，還附加一個(gè)中國(guó)環(huán)流器二號(hào)可控核聚變實(shí)驗(yàn)裝置。如果單從科技新聞來(lái)看，最近一兩年我國(guó)的科技成果上熱搜的頻次比起美國(guó)來(lái)，一點(diǎn)兒不遜色。
不過(guò)，一個(gè)科學(xué)思考者最重要的素質(zhì)之一就是會(huì)用統(tǒng)計(jì)的眼光看問(wèn)題，而不是僅僅盯著某些個(gè)案。想要真正了解中美兩國(guó)在整體科技實(shí)力上的對(duì)比，就必須通過(guò)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，這才能看得全面而客觀。我這篇文章就是希望帶您冷靜客觀地看待一下中美兩國(guó)的科技實(shí)力對(duì)比，既不盲目自大，也不妄自菲薄。
正式開(kāi)始對(duì)比前，我們先定義一下什么是科技：科技就是科學(xué)和技術(shù)的綜合實(shí)力。而科學(xué)和技術(shù)有一定區(qū)別，它們的評(píng)價(jià)方法也不一樣。因此，我們要對(duì)比科技實(shí)力必須要從科學(xué)和技術(shù)這兩個(gè)不同的維度分開(kāi)作比較。
我先來(lái)談中美兩國(guó)的科學(xué)實(shí)力對(duì)比。
科學(xué)研究的成果，絕大多數(shù)情況下表現(xiàn)為學(xué)術(shù)論文。一個(gè)國(guó)家在國(guó)際科學(xué)期刊上發(fā)表的論文數(shù)量，以及這些論文被引用的次數(shù)，是反映一個(gè)國(guó)家科研水平的重要指標(biāo)。美國(guó)的《科學(xué)》和《細(xì)胞》雜志與英國(guó)的《自然》雜志，是目前國(guó)際上最具代表性、最有知名度和最負(fù)權(quán)威性的綜合性學(xué)術(shù)期刊，享有極高的學(xué)術(shù)聲譽(yù)和世界影響力?！禖ell》《Nature》和《Science》三家首字母的簡(jiǎn)稱(chēng)是 CNS，CNS 刊發(fā)了多數(shù)諾獎(jiǎng)得主的原創(chuàng)性論文。
所以，我們先來(lái)看一下CNS 的論文發(fā)表情況：
從這個(gè)圖表中我們可以看出，在 CNS 的論文總量上我們和美國(guó)還有不小的差距，但和英國(guó)、德國(guó)基本處在同一個(gè)水平線上，而且今年我國(guó)的表現(xiàn)非常亮眼。
但我想說(shuō)，CNS 雖然在學(xué)術(shù)界有著耀眼的光環(huán)，但如果我們只看這三本頂級(jí)期刊，就片面了。這世界上優(yōu)秀的學(xué)術(shù)期刊還有很多很多，其實(shí)有很多細(xì)分領(lǐng)域的學(xué)術(shù)期刊在自己的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域一點(diǎn)都不比 CNS 差。
還有一個(gè)更具代表性的指數(shù)叫做“自然指數(shù)”。它是《自然》雜志的發(fā)行者自然出版集團(tuán)提出的一套衡量國(guó)家或研究機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)科研產(chǎn)出的指標(biāo)。他們挑選了 82 本一流期刊，統(tǒng)計(jì)每個(gè)國(guó)家或研究單位在這些期刊上發(fā)表了多少論文以及這些論文的影響力。統(tǒng)計(jì)方法稱(chēng)為 WFC，發(fā)一篇論文得 1 分，但如果一篇論文的作者分別來(lái)自多個(gè)國(guó)家，則每個(gè)國(guó)家平分1分（例如各得 0.5 分）。另外考慮到天文學(xué)領(lǐng)域的文章總數(shù)遠(yuǎn)高于其他領(lǐng)域，因此該領(lǐng)域的論文數(shù)量要乘以 0.2。這個(gè)指數(shù)始于 2015 年。
以下是各國(guó)自然指數(shù) WFC 的得分情況：
我們可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)得出結(jié)論：在范圍更廣的自然指數(shù)排名中，目前中國(guó)穩(wěn)居全球第二，而且正在和第三名拉開(kāi)差距，快速接近美國(guó)。也許你會(huì)提出，論文不能光看數(shù)量，還要看質(zhì)量。我國(guó)發(fā)表的科學(xué)論文的質(zhì)量到底如何呢？衡量論文質(zhì)量的一個(gè)最基本參數(shù)就是被引用次數(shù)。2014 年的時(shí)候，《人民日?qǐng)?bào)》曾撰文指出[1]，中國(guó)發(fā)表的論文 35% 以上從未被引用。
不過(guò)，短短數(shù)年之后，中國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研究所發(fā)布的我國(guó)科技論文的最新統(tǒng)計(jì)情況顯示[2]，我國(guó)國(guó)際論文被引用次數(shù)的排名也已經(jīng)是世界第二。
剛才說(shuō)的都是好消息，下面也要說(shuō)一些不好的消息。目前我國(guó)在核心期刊上的論文發(fā)文數(shù)量雖然已經(jīng)穩(wěn)居世界第二，但我國(guó)的學(xué)術(shù)誠(chéng)信指數(shù)卻與我們的自然指數(shù)并不匹配。
在談數(shù)據(jù)之前，我先舉一個(gè)案例：2017 年 4 月，自然出版集團(tuán)宣布撤回 107 篇發(fā)表在《腫瘤生物學(xué)》期刊上的論文，而這 107 篇醫(yī)學(xué)論文的主要作者均來(lái)自中國(guó)。經(jīng)過(guò)三個(gè)月的徹查，7 月 27 日，科技部宣布了處理結(jié)果[3]，共涉及作者 521 人，其中 486 人不同程度存在過(guò)錯(cuò)。類(lèi)似的學(xué)術(shù)丑聞，最近這幾年也屢屢傳出，甚至在國(guó)外還誕生了職業(yè)學(xué)術(shù)打假人，來(lái)自中國(guó)的論文是他們重點(diǎn)關(guān)照的對(duì)象。
著名的《科學(xué)》雜志 2018 年 10 月在線發(fā)表了一篇關(guān)于論文撤稿的研究文章[4]，我很遺憾地看到，中國(guó)的論文撤稿率是萬(wàn)分之五，排世界第七位。前六名分別是：伊朗 14/10000，羅馬尼亞 10.4/10000，新加坡 7.8/10000，印度 7.5/10000，馬來(lái)西亞 6.8/10000，韓國(guó) 6/10000。第八到第十名分別是土耳其、南非和荷蘭。
有一組來(lái)自越南的研究者利用一個(gè)人工智能程序收集分析了截止到 2019 年 2 月份的在線論文數(shù)據(jù)庫(kù)，幾乎涵蓋了所有網(wǎng)上能找到的論文，做出了一份論文撤稿數(shù)量的統(tǒng)計(jì)報(bào)告[5]。這份報(bào)告顯示，中國(guó)從 1995 年第一次出現(xiàn)論文撤稿，總共有 8612 篇論文被撤稿，高居全球榜首。排第二的美國(guó)自 1927 年第一次出現(xiàn)論文撤稿，總共有 3179 篇論文被撤稿。接下去是印度 934 篇，日本 874 篇，德國(guó) 623 篇，英國(guó) 593 篇，伊朗 582 篇，韓國(guó) 520 篇，意大利 434 篇，加拿大 307 篇。
我國(guó)的撤稿率與論文大國(guó)地位嚴(yán)重不符，這可能與國(guó)內(nèi)的職稱(chēng)晉升體制有一定關(guān)系，饒毅教授也曾經(jīng)撰文指出過(guò)。不過(guò)，就算是擠掉所有的水份，客觀地說(shuō)，中國(guó)的科學(xué)研究水平在全世界范圍來(lái)看，已經(jīng)是第二梯隊(duì)的領(lǐng)頭羊，而且正在以非?？斓乃俣茸汾s第一梯隊(duì)的唯一國(guó)家——美國(guó)。
如果說(shuō)科學(xué)研究的綜合水平可以用科學(xué)論文來(lái)衡量，那么技術(shù)發(fā)明的綜合水平，就可以用專(zhuān)利數(shù)量來(lái)度量了。這里有一個(gè)概念，叫 PCT 專(zhuān)利。PCT 是《專(zhuān)利合作條約》的英文縮寫(xiě)，PCT 專(zhuān)利可以理解為符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)明專(zhuān)利。PCT 專(zhuān)利被視為國(guó)家科技創(chuàng)新實(shí)力的最重要指標(biāo)之一。為此，我匯總了世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織公布的歷年統(tǒng)計(jì)年鑒，來(lái)表現(xiàn)世界主要國(guó)家 PCT 專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量的年度變化。
除了論文和專(zhuān)利，還有一些指標(biāo)雖然并不能直接反映一個(gè)國(guó)家的科技實(shí)力，但是對(duì)于科技的可持續(xù)發(fā)展的后勁卻非常重要，也是對(duì)發(fā)展趨勢(shì)的一個(gè)重要參考。
在作為工業(yè)實(shí)力標(biāo)志之一的鋼鐵產(chǎn)量上，中國(guó) 2011 年的產(chǎn)量就占到了世界的近一半，遙遙領(lǐng)先美國(guó)。在工業(yè)制造領(lǐng)域，中國(guó)雖然目前仍是全球制造業(yè)老大，但面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，包括人口老齡化、經(jīng)濟(jì)增速放緩以及勞動(dòng)力成本上漲。我們已經(jīng)意識(shí)到了這些挑戰(zhàn)，正在大力推動(dòng)“中國(guó)制造 2025”與“互聯(lián)網(wǎng)+”計(jì)劃。綜合來(lái)看，我國(guó)的工業(yè)制造水平穩(wěn)居全球第二，已經(jīng)非常接近美國(guó)，甚至在某些方面超過(guò)了美國(guó)。
再來(lái)看一下科研經(jīng)費(fèi)投入方面。根據(jù)世界銀行的數(shù)據(jù)[6]，我國(guó)的科研經(jīng)費(fèi)占 GDP 的比重從 1996 年的 0.56% 上升為 2018 年的 2.19%，約為 2980 億美元，美國(guó)的科研經(jīng)費(fèi)占比一直穩(wěn)定在 2%-3%，2018 年占比 2.84%，總額為 5833 億美元。也就是說(shuō)，中國(guó)在科研資金的投入比例上已經(jīng)和美國(guó)差不多，但是總額上依然只有美國(guó)的一半。
最后我來(lái)總結(jié)一下。從我分析的這些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，我認(rèn)為目前中國(guó)的總體科技實(shí)力排在全球第二，但與老大美國(guó)的差距還很大，相比于排在后面的歐洲和日本，我們的優(yōu)勢(shì)也并沒(méi)有拉開(kāi)。但好消息是，我們明顯處在上升通道中，與美國(guó)的差距正在縮小，相比歐洲和日本的優(yōu)勢(shì)也在拉大。
聽(tīng)到這里，可能會(huì)有一些人覺(jué)得跟自己的感受不太相符，因?yàn)樽罱荒陮覍覀鞒鑫覈?guó)科技企業(yè)被卡脖子的新聞。再比如，醫(yī)療行業(yè)的從業(yè)人員都知道，目前我國(guó)絕大多數(shù)高端的醫(yī)療器械都依賴進(jìn)口等等。這是因?yàn)?，我前面提到的那些論文和?zhuān)利的數(shù)據(jù)，都代表著增量，而不是庫(kù)存總量。換句話說(shuō)，有些國(guó)家雖然在增量上已經(jīng)被我們超越，但他們還有老本可以吃，在庫(kù)存總量上可能還未被超越。從論文、專(zhuān)利到科技成果轉(zhuǎn)換成產(chǎn)品落地，是需要時(shí)間的。
我國(guó)的科技實(shí)力能不能在未來(lái) 20 年內(nèi)超越美國(guó)，我認(rèn)為關(guān)鍵在于繼續(xù)推進(jìn)方方面面的改革，包括但不限于科研體制、職稱(chēng)評(píng)價(jià)體制等等，以及國(guó)家增大對(duì)科普的支持力度等?？傊?，科研猶如逆水行舟，不進(jìn)則退。
改革開(kāi)放是中國(guó)人民的歷史選擇，是一次開(kāi)弓沒(méi)有回頭箭的艱難攀登，我是1978 年改革開(kāi)放的同齡人，也是中國(guó)在改革開(kāi)放后取得偉大成就的見(jiàn)證人，所以我是改革開(kāi)放的堅(jiān)定支持者。如果您有著跟我同樣的心愿，請(qǐng)轉(zhuǎn)發(fā)本文，也歡迎點(diǎn)贊、收藏、留言。
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