最近這段時間，中美兩國科技界的成果都很多。中國和美國就好像賽道上你爭我奪的兩匹賽馬：美國發(fā)射火星探測器，我國也發(fā)射；美國發(fā)射龍飛船，我們也發(fā)射嫦娥五號，還附加個 1 萬米深潛器；美國弄出個“懸鈴木”量子計算機，我們也緊跟著做出“九章”量子計算機，還附加一個中國環(huán)流器二號可控核聚變實驗裝置。如果單從科技新聞來看，最近一兩年我國的科技成果上熱搜的頻次比起美國來，一點兒不遜色。
不過，一個科學思考者最重要的素質(zhì)之一就是會用統(tǒng)計的眼光看問題，而不是僅僅盯著某些個案。想要真正了解中美兩國在整體科技實力上的對比，就必須通過統(tǒng)計數(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的科技實力對比，既不盲目自大，也不妄自菲薄。
正式開始對比前，我們先定義一下什么是科技：科技就是科學和技術(shù)的綜合實力。而科學和技術(shù)有一定區(qū)別，它們的評價方法也不一樣。因此，我們要對比科技實力必須要從科學和技術(shù)這兩個不同的維度分開作比較。
我先來談中美兩國的科學實力對比。
科學研究的成果，絕大多數(shù)情況下表現(xiàn)為學術(shù)論文。一個國家在國際科學期刊上發(fā)表的論文數(shù)量，以及這些論文被引用的次數(shù)，是反映一個國家科研水平的重要指標。美國的《科學》和《細胞》雜志與英國的《自然》雜志，是目前國際上最具代表性、最有知名度和最負權(quán)威性的綜合性學術(shù)期刊，享有極高的學術(shù)聲譽和世界影響力?！禖ell》《Nature》和《Science》三家首字母的簡稱是 CNS，CNS 刊發(fā)了多數(shù)諾獎得主的原創(chuàng)性論文。
所以，我們先來看一下CNS 的論文發(fā)表情況：
從這個圖表中我們可以看出，在 CNS 的論文總量上我們和美國還有不小的差距，但和英國、德國基本處在同一個水平線上，而且今年我國的表現(xiàn)非常亮眼。
但我想說，CNS 雖然在學術(shù)界有著耀眼的光環(huán)，但如果我們只看這三本頂級期刊，就片面了。這世界上優(yōu)秀的學術(shù)期刊還有很多很多，其實有很多細分領(lǐng)域的學術(shù)期刊在自己的專業(yè)領(lǐng)域一點都不比 CNS 差。
還有一個更具代表性的指數(shù)叫做“自然指數(shù)”。它是《自然》雜志的發(fā)行者自然出版集團提出的一套衡量國家或研究機構(gòu)基礎(chǔ)科研產(chǎn)出的指標。他們挑選了 82 本一流期刊，統(tǒng)計每個國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)計方法稱為 WFC，發(fā)一篇論文得 1 分，但如果一篇論文的作者分別來自多個國家，則每個國家平分1分（例如各得 0.5 分）。另外考慮到天文學領(lǐng)域的文章總數(shù)遠高于其他領(lǐng)域，因此該領(lǐng)域的論文數(shù)量要乘以 0.2。這個指數(shù)始于 2015 年。
以下是各國自然指數(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，目前中國穩(wěn)居全球第二，而且正在和第三名拉開差距，快速接近美國。也許你會提出，論文不能光看數(shù)量，還要看質(zhì)量。我國發(fā)表的科學論文的質(zhì)量到底如何呢？衡量論文質(zhì)量的一個最基本參數(shù)就是被引用次數(shù)。2014 年的時候，《人民日報》曾撰文指出[1]，中國發(fā)表的論文 35% 以上從未被引用。
不過，短短數(shù)年之后，中國科學技術(shù)信息研究所發(fā)布的我國科技論文的最新統(tǒng)計情況顯示[2]，我國國際論文被引用次數(shù)的排名也已經(jīng)是世界第二。
剛才說的都是好消息，下面也要說一些不好的消息。目前我國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，但我國的學術(shù)誠信指數(shù)卻與我們的自然指數(shù)并不匹配。
在談數(shù)據(jù)之前，我先舉一個案例：2017 年 4 月，自然出版集團宣布撤回 107 篇發(fā)表在《腫瘤生物學》期刊上的論文，而這 107 篇醫(yī)學論文的主要作者均來自中國。經(jīng)過三個月的徹查，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 人不同程度存在過錯。類似的學術(shù)丑聞，最近這幾年也屢屢傳出，甚至在國外還誕生了職業(yè)學術(shù)打假人，來自中國的論文是他們重點關(guān)照的對象。
著名的《科學》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，中國的論文撤稿率是萬分之五，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，馬來西亞 6.8/10000，韓國 6/10000。第八到第十名分別是土耳其、南非和荷蘭。
有一組來自越南的研究者利用一個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，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)計報告[5]。這份報告顯示，中國從 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 623 篇，英國 593 篇，伊朗 582 篇，韓國 520 篇，意大利 434 篇，加拿大 307 篇。
我國的撤稿率與論文大國地位嚴重不符，這可能與國內(nèi)的職稱晉升體制有一定關(guān)系，饒毅教授也曾經(jīng)撰文指出過。不過，就算是擠掉所有的水份，客觀地說，中國的科學研究水平在全世界范圍來看，已經(jīng)是第二梯隊的領(lǐng)頭羊，而且正在以非?？斓乃俣茸汾s第一梯隊的唯一國家——美國。
如果說科學研究的綜合水平可以用科學論文來衡量，那么技術(shù)發(fā)明的綜合水平，就可以用專利數(shù)量來度量了。這里有一個概念，叫 PCT 專利。PCT 是《專利合作條約》的英文縮寫，PCT 專利可以理解為符合國際標準的發(fā)明專利。PCT 專利被視為國家科技創(chuàng)新實力的最重要指標之一。為此，我匯總了世界知識產(chǎn)權(quán)組織公布的歷年統(tǒng)計年鑒，來表現(xiàn)世界主要國家 PCT 專利申請數(shù)量的年度變化。
除了論文和專利，還有一些指標雖然并不能直接反映一個國家的科技實力，但是對于科技的可持續(xù)發(fā)展的后勁卻非常重要，也是對發(fā)展趨勢的一個重要參考。
在作為工業(yè)實力標志之一的鋼鐵產(chǎn)量上，中國 2011 年的產(chǎn)量就占到了世界的近一半，遙遙領(lǐng)先美國。在工業(yè)制造領(lǐng)域，中國雖然目前仍是全球制造業(yè)老大，但面臨著嚴峻挑戰(zhàn)，包括人口老齡化、經(jīng)濟增速放緩以及勞動力成本上漲。我們已經(jīng)意識到了這些挑戰(zhàn)，正在大力推動“中國制造 2025”與“互聯(lián)網(wǎng)+”計劃。綜合來看，我國的工業(yè)制造水平穩(wěn)居全球第二，已經(jīng)非常接近美國，甚至在某些方面超過了美國。
再來看一下科研經(jīng)費投入方面。根據(jù)世界銀行的數(shù)據(jù)[6]，我國的科研經(jīng)費占 GDP 的比重從 1996 年的 0.56% 上升為 2018 年的 2.19%，約為 2980 億美元，美國的科研經(jīng)費占比一直穩(wěn)定在 2%-3%，2018 年占比 2.84%，總額為 5833 億美元。也就是說，中國在科研資金的投入比例上已經(jīng)和美國差不多，但是總額上依然只有美國的一半。
最后我來總結(jié)一下。從我分析的這些統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，我認為目前中國的總體科技實力排在全球第二，但與老大美國的差距還很大，相比于排在后面的歐洲和日本，我們的優(yōu)勢也并沒有拉開。但好消息是，我們明顯處在上升通道中，與美國的差距正在縮小，相比歐洲和日本的優(yōu)勢也在拉大。
聽到這里，可能會有一些人覺得跟自己的感受不太相符，因為最近一年屢屢傳出我國科技企業(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，目前我國絕大多數(shù)高端的醫(yī)療器械都依賴進口等等。這是因為，我前面提到的那些論文和專利的數(shù)據(jù)，都代表著增量，而不是庫存總量。換句話說，有些國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，在庫存總量上可能還未被超越。從論文、專利到科技成果轉(zhuǎn)換成產(chǎn)品落地，是需要時間的。
我國的科技實力能不能在未來 20 年內(nèi)超越美國，我認為關(guān)鍵在于繼續(xù)推進方方面面的改革，包括但不限于科研體制、職稱評價體制等等，以及國家增大對科普的支持力度等?？傊蒲歇q如逆水行舟，不進則退。
改革開放是中國人民的歷史選擇，是一次開弓沒有回頭箭的艱難攀登，我是1978 年改革開放的同齡人，也是中國在改革開放后取得偉大成就的見證人，所以我是改革開放的堅定支持者。如果您有著跟我同樣的心愿，請轉(zhuǎn)發(fā)本文，也歡迎點贊、收藏、留言。
國家出手，心臟支架價格直降95%，但一項最新研究不可不知
輕斷食：吃不飽飯能長壽，這事你信嗎？
肺結(jié)核有神藥？英雙盲對照試驗功不可沒，但惡魔仍未走遠
