中國已成為科學超級大國了嗎? 《經濟學人》說:是的
近日,《經濟學人》的一個關於中國的封面“崛起的中國科學”引發了來自各方的熱議,然而,西方進一步強化的“中國威脅論”與中國式的“厲害了我的國”的解讀之外,透過這份由英國媒體作出的,有數據有訪談的報道,我們能夠得到什麼收穫?中國的科學發展到今天,優勢與弱點各自在什麼地方,增長點與隱憂又各自在哪裡?透過這個來自西方的視線,也許我們會有所收穫。
全A的答案:高引論文、科學研究投入與人才引進
作為一本總部位於英國的資深經濟學媒體,《經濟學人》會在2024年發布一篇關於中國科學的封面,並非毫無預警。
早在5年前,2019年,《經濟學人》雜誌曾用一篇文章的標題發問:「中國能成為科學超級大國嗎?」對於中國投入科技事業的雄心壯志,他們尚持保留態度,稱為一場「大實驗」。
5年後的今天,《經濟學人》用一個十分肯定的標題遙遙回答了五年半前的那個疑問:是的,中國已經成為了科學超級大國。他們不得不承認,“就目前而言”, “至少對於硬科學來說”,這場“大實驗”不僅能夠成功,而且還在蓬勃發展。
大標題之下,《經濟學人》連續使用了四個成語作為小標:「千里之行,始於足下」、「工欲善其事,必先利其器」、「欲窮千里目,更上一層樓」、“活到老,學到老”,用以形容中國的科技成就,也擺足了一副“中國通”的架勢。
對於中國科學的崛起,《經濟學人》引用的主要證據是科研論文的數量與質量,文章指出:在兩項高質量的引文指標上,中國表現非常亮眼。對於引用次數前1%的高被引論文,在2003年,美國的論文數是中國的20倍。在2013年,這個數字已經下降到4倍。 2022年以來的最新數據表明,中國的高被引論文佔已經比歐盟或美國都要多。
圖源:《經濟學人》
自然指數(Nature Index)也是國際公認難以灌水的、衡量高品質學術產出與合作的重要指標。在2014年首次推出時,中國排名第二,但高品質期刊的論文數尚不到美國的三分之一。 2023年,中國高品質論文數首次超過了美國。
雖然這些指標在先前已有過報道,中國在圖表中展現的強勁勢頭仍讓許多網友驚嘆。牛津大學高等教育教授Simon Marginson指出,了不起的是,中國後來者居上只花了不到一代的時間。
根據引文統計,全球約40%的論文是中國學者發表的,美國貢獻了約10%,歐盟和英國加起來發表了15%。中國在物理學、化學、工程學、地球和環境科學領域中領先世界。美國和歐洲在生物學和醫學領域仍然領先,但中國已表現出快速發展的趨勢。例如,中國引用臨床醫學核心論文的數量最多,這預示了未來在該領域的擴張。
中國科技的繁榮離不開資金、設備和人才。以實值計算,中國的研發支出(R&D)自2000年以來成長了16倍。根據最新數據,美國在基礎研究上的支出仍比中國高出50%左右,但中國在應用研究和實驗開發上投入了大量資金,在大學和政府機構的支出上也領先。 2024年,中央本級科技支出也將達到10%的成長。這些資金被專注於「五年計畫」的戰略領域,如對量子技術、人工智慧、半導體、神經科學、遺傳學和生物技術、再生醫學等領域的研究,以及對深空、深海和地球兩極等「前沿領域」的探索。
在設備上,中國在2019年已經擁有了“令人羨慕的華麗硬體庫存”,包括超級電腦、世界上最大的全口徑射電望遠鏡和一個地下暗物質探測器,之後只增不減。現在,中國擁有世界上最靈敏的超高能量宇宙射線探測器,世界上最強的穩態磁場,不久後還將擁有世界上最靈敏的中微子探測器之一。記者、麻省理工前研究員Niko McCarty表示:“中國學生不再像他們的導師那樣,將美國視為某種’科學聖地’。”
中國現在的研究人員比美國和整個歐盟還多。 2020年,中國大學授予了140萬個工程學位,是美國的7倍。在頂尖的AI研究者中,從中國獲得本科學位的人數是在美國獲得本科學位人數的2.5倍。在2014年,中國大學培養的科學技術博士人數幾乎與美國持平;到2025年,博士預計將是美國的近兩倍。
許多出國留學的學者也被激勵措施吸引回國。 《科學》雜誌研究發現,各種政府支持的資助計畫帶回了高素質的年輕研究人員——平均而言,他們是同齡人中最俱生產力的15%。幾年之內,由於獲得了更多的資源和學術人力,他們發表的論文數量是留在美國同等學者的2.5倍。美國調查華裔學者的「中國行動計畫」、對一些學生的驅逐出境,也起到了一定程度的推動作用。
原創性缺乏仍是頑疾
成績的背後,中國科研的問題同樣明顯,也就是有大量「需努力」和可以「更上一層樓」的空間。
在中國自全國範圍的撤稿和學術不端行為審查後,學術誠信情況有所好轉,《經濟學人》提到:根據2023年的一項研究,中國學者的自引比例正在下降。
《經濟學人》的文章亦提到,論文影響力排名日漸領先的同時,在基礎、好奇心驅動的研究上,中國仍在追趕。平均而言,中國論文的引用次數往往低於來自美國、英國或歐盟的論文,且在《自然》、《科學》兩大頂尖期刊的發表數量仍遠少於美國。
「這與中國的科學研究模式有關,在中國,『迅速跟進熱點』仍是科學研究的主流」一位中國科技政策的研究者告訴《知識分子》。龐大的科學研究投入、先進的儀器設備和龐大的科學家基數,支撐了中國巨量的論文產出,而熱點之外,真正原創性研究則需要更多累積的時間。
在《經濟學人》的文章中,也曾特意以AI領域作為中國科研實力的例子,並指出「中國貢獻了全球AI研究論文的40%,與之相比,美國祇貢獻了10%,歐洲和英國加起來貢獻了15%」。並且特意提到了一項人工智慧領域被引用最高的研究,是來自一群中國的AI研究者。
《經濟學人》提到的那項高引研究是由何愷明、孫劍等研究者提出的深度殘差學習,這項研究增進了神經網路深度的研究,使得神經網路達到了前所未有的深度,促成了今天我們看到的突破性成果——包括AlphaFold和ChatGPT。一位AI相關領域的研究者告訴《知識分子》,(這項研究)是中國學者對人工智慧領域的關鍵貢獻。然而,對於《經濟學人》所言的中國貢獻了全球四成的AI相關論文、且在計算機領域高影響論文遙遙領先的情況,該學者認為,這並不能代表什麼,「體感完全不是這樣(領先)」。
分學科的高影響因子文章分佈(圖源:《經濟學人》)
根據圖中數據,中國在材料科學、化學、工程、電腦科學、環境與生態學領域創造了全球60%以上的高被引用論文。
合作,仍是最大的不確定因素
在整理中國科學發展的現狀之後,《經濟學人》也把目光投向了中國以外,在文章的後半部分,這家西方媒體解釋了中國科學發展的最大不確定因素——這個國家在國際科技合作方面的進展。
中國科學的崛起對西方政府來說有喜有憂,但西方學者與中國的合作還是很常見的。在成像科學、遙感、應用化學和地質工程領域,有25%至30%涉及中國合作者;對於電信,這一數字達到三分之一。歐洲與中國的學術合作比例較低,約10%。中國傾向於在自己已經很強大的領域進行更多的合作,例如材料和物理。去年發布的一項關於預印本的研究發現,對於AI領域,有一個來自美國或中國的合著者對另一個國家的作者能產生同樣的效益,平均能多獲得75%的引用。
儘管「中國科學的崛起是把雙面刃」的提法在西方不絕於耳,但中西方科學家的普遍共識是:科學合作必須繼續,最好還能進一步加強。儘管中國的科學產出大幅成長,但與國際合作者合作的比例一直穩定在20%左右——相較之下,西方科學家往往有更多的國際合作。
西方研究人員也應該更關注來自中國的學術前沿成果。去年發表在《自然-人類行為》雜誌的研究數據顯示,對於同等品質的研究,中國科學家引用西方論文的次數遠遠多於西方科學家引用中國科學家論文的次數。西方科學家很少前往中國訪問、工作或學習,這剝奪了他們向中國同行學習的機會。對希望進入西方實驗室的中國學生和研究人員關上大門,對西方科學來說也是一個巨大的損失。
西方科學家也擔憂中國的政策正在向內轉變。因擔憂對進口核心技術的依賴,中國正期望在更多科技領域實現自給自足,並且希望跳出西方「國際主流」的評議框架、不再以國際出版物作為衡量研究成果的標準。有些教授參加海外會議,需要提前一年獲得學校批准。如何在地緣政治和學術合作中找到平衡,仍將是持續未來很長一段時間的課題。