中美科研之间的实际差距

国际学术界普遍认为，优质论文发表数量，最能代表一个国家的基础科研水平。这一领域代表性的指数叫作“自然指数”（nature index）。它是《自然》（Nature）杂志的发行者自然出版集团提出的一套衡量国家或研究机构基础科研产出的指标。他们挑选了82本国际一流期刊，统计每个国家或研究单位在这些期刊上发表了多少篇论文以及这些论文的影响力如何。统计方法被称为WFC（Weighted Fractional Count，加权分值计数法），发一篇论文得1分，但如果一篇论文的作者分别来自多个国家，则由每个国家平分。另外，考虑到天文学领域的文章总数远高于其他领域，因此该领域的论文数量要乘以0.2。这个指数开始于2015年。

从图1-4-1可以看出，中国的高端论文发布数量从2015年开始一路狂飙，到2020年已经是德国的2倍以上，日本的4倍以上，接近美国70%的水平。

在自然指数发布的“2020自然指数年度榜单”中，以各大科研机构在《自然》系列、《科学》（Science）、《细胞》（Cell）等82种自然科学类期刊上发表的研究型论文数量进行计算和统计，排名前10的研究单位或大学如下：

1.中国科学院，发表论文数量为5480篇，得分1805.22分

2.哈佛大学，发表论文数量为2577篇，得分925.15分

3.马克斯普朗克学会（德国），发表论文数量为2613篇，得分764.83分

4.法国国家科学研究中心，发表论文数量为4433篇，得分723.45分

5.斯坦福大学，发表论文数量为1656篇，得分646.44分

6.麻省理工学院，发表论文数量为1863篇，得分560.07分

7.德国亥姆霍兹国家研究中心联合会，发表论文数量为2200篇，得分485.75分

8.中国科学技术大学，发表论文数量为1231篇，得分455.82分

9.牛津大学，发表论文数量为1367篇，得分453.65分

10.北京大学，发表论文数量为1616篇，得分437.62分

另外，清华大学位列第12、南京大学位列第13、中国科学院大学位列第15、浙江大学位列第23、复旦大学位列第32、中山大学位列第35、上海交通大学位列第38、南开大学位列第39、苏州大学位列第44、四川大学位列第47、武汉大学位列第49、华中科技大学位列第59、厦门大学位列第62、吉林大学位列第71、天津大学位列第74、湖南大学位列第85、南方科技大学位列第99。

全球排名前10的中国有3所，排名前50的中国有14所，前100的有20所。

根据这一指标可以看出，中国不管是在高端论文发表总数，还是在科研机构排名上，都已经取得了很大的进步。

虽然近几年基础研究突飞猛进，但中国科研经费的结构却并不合理。由于中国科研起步较晚，发展经济的需求极为迫切，长期以来中国对基础研究的重视不足——考核评价体系偏重于现实用途，考核指标以论文为主，导致科研人员对基础研究热情不足，研究主题喜欢“求稳”，不去涉足复杂的基础研究。

最直接的证据是：中国基础研究经费占研发经费的比例显著低于国际平均水平。2012年，中国基础研究经费占比仅有4.8%，而同期日本的基础研究经费占比是12.7%，法国是26.3%，美国是19%，俄罗斯是19.3%。应用研究的情况相对较好，但和国际先进水平相比仍显不足——中国应用研究经费占比为11.3%，同期俄罗斯为18.8%，美国为17.8%，日本则为22.3%。在中国的科研活动中，占比最高的是试验发展经费，2012年占比高达83.9%，远超日本的65%，美国的63.2%。

令人难过的是，即便到2019年，这种情况也没有得到根本性的改善。试验发展活动虽然能够创造各种新的产品、新的服务、新的工艺，但这个过程并不能增加科学技术的知识。在基础研究领域，尽管有诸如铁基超导材料、量子反常霍尔效应、多光子纠缠、中微子振荡、干细胞、体细胞克隆猕猴、拓扑半金属等位居世界前列的研究成果，但这些过于偏重试验发展，缺少对基础研究、应用研究的投入，就好比用大勺子从桶里往外舀水，却用小勺子往桶里添水。迟早有一天，媒体群访中谈及末端的试验发展活动也会受阻。

中国最近几年在芯片问题上遭遇“卡脖子”，很大程度上就是因为前期的基础研究没有取得进展。任正非芯片问题的时候，提到搞芯片砸钱是不行的，得砸数学家、物理学家、化学家，中国要踏踏实实在数学、物理、化学、神经学、脑科学各个方面努力，我们才能在这个世界上站起来。

除了基础研究整体占比过小，中国基础研究面临的另一个问题是内在结构不协调。任何一个社会，高校、研究机构、企业都是支撑科研活动的支柱力量。2019年，中国高校的基础研究费用占比为40.2%，应用研究占比48.9%，试验发展活动占比10.9%——这说明高等院校是中国社会进行基础研究的绝对主力。

科研机构和企业在基础研究上的花费占比分别是16.6%和0.3%，而在试验发展上的占比则分别高达53.1%和96.4%——这说明中国的研究机构和企业的重心仍放在试验发展上。而在美日韩等技术较为发达的国家，企业对基础研究的投入则极为惊人——美国为27.17%，日本高达49.34%，韩国更是达到了59.88%，我国则仅有3.07%，如图1-4-2所示。由此可以看出，如果想要振兴中国的基础研究，就需要让中国的企业在这个事业上承担更多的责任，做出更多的贡献。

中国的基础科研与国际先进水平相比仍有很大差距。大量社会资源投到了应用端的技术开发，但是在更上游的物理、化学等基础科学研究上，仍然重视程度不够。2000年以后美国学者垄断了世界近一半的诺贝尔奖，日本已经有18名学者获得诺贝尔奖，而中国只有屠呦呦一人获奖，在物理、化学等领域仍然没有实现零的突破。

基础科研不稳，我们就造不出高水平的光刻机、芯片、新材料、航空发动机、高端药品、高端机床。

换言之，中国比任何时候都更需要科学家。所以中国需要提升基础科学研究占全社会研发费用的比例，不能再短视地将资金全都投向来钱快的应用型研发。

美国在基础科研上冠绝全球，有一个非常重要的原因，就是美国作为移民国家，不断吸引着全世界最优秀的科研精英来到美国。在美国各大高校和研究院所，有数以十万计的华裔、日本裔、印度裔、犹太裔、俄罗斯裔科学家和工程师在为美国的基础科研添砖加瓦。这是任何其他国家所不具备的优势。日本著名学者大前研一曾经指出，日本与美国在留学生数量上有巨大的差距，日本的留学生有一半来自中国，而他认为中国最优秀的学生都会前往美国留学，而来日本留学的中国学生往往并不是最优秀的。这一现象同样困扰着其他国家和地区，全世界都在给美国的基础科研“输血”。

中国能否吸引足够多的俄罗斯裔、乌克兰裔、东南亚裔、日韩裔、海外华人科学家来到中国长期从事科学研究？这是非常值得探讨的话题。目前华为正在东莞、上海、苏州等地打造相当国际化且环境舒适的研发园区，吸引大批海外的科学家加盟。他们从事着离生产相对较远的数学、化学、物理学研究，但这样的海外科学家，在中国仍然太少了。

2018年11月，美国特朗普政府宣布了一项“中国行动计划”，打击在美国从事科研和教学的华裔学者，指责他们可能利用了美国的科研资源和经费，向中国提供技术转让。先后有数十名在美任职的华裔学者遭到逮捕或者起诉，很多时候他们被证明承担莫须有的罪名。类似的行动对在美国工作的华裔学者产生了极大的触动，许多人产生了强烈的不安全感，希望回到祖国。

据不完全统计，在美国有各类华人专家、学者10多万人，华裔在科学领域的表现是美国少数族裔的典范，其中不乏诺贝尔奖得主杨振宁、李政道、丁肇中、李远哲，太空科学家王赣骏、张福林、陈翔，物理学家吴健雄、朱经武、田长霖、高锟，数学家陈省身、丘成桐、刘家翘，建筑家贝韦铭、林同炎、林颖珠……可以这样说，仅仅是吸引海外华裔科学家回国发展，就能够为中国的基础科研事业带来巨大的突破。