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徐磊：中国和美国科技创新能力，到底(di)差异有多大？,排名,大学,区域
【文/观察(cha)者网专栏作者 徐磊】
评(ping)价(jia)一个国度(du)的科技竞争力和创新能力，科研产出是(shi)一项重要目标。
这其中，天(tian)然指数是(shi)近年来各项目标中颇受关(guan)注的一项，其排名根(gen)据(ju)由(you)学者团体选出的、非常有代(dai)表性的145本各范畴（涵盖物理、化学、生物、医学及前沿跨(kua)学科）的学术(shu)杂志正在所(suo)选择的窗口期（一样平常一年为限）发表的论文数量(liang)、论文作者隶属机(ji)构的所(suo)属国度(du)或区域占比进行改正。
举(ju)例来讲，假(jia)定上述杂志中发表的某篇(pian)论文，共有五位作者，一位隶属美国机(ji)构，另外四位隶属中国，则美国机(ji)构计为0.2，中国机(ji)构记为0.8。
按照这个方法统计，中国大陆及港澳（天(tian)然指数正在统计计算中将台湾省单列(lie)）正在2023年度(du)发表的145本杂志中（2024年版(ban)的指数），获(huo)得的份额数量(liang)超过美国，首(shou)次排名世界第一（见表1），比2022年增进了13.6%。
排名第三的是(shi)德国，但所(suo)占份额与美国一样均有下落。排名前十的国度(du)或区域，另外一个份额上升的国度(du)或区域是(shi)印度(du)，排名高于总(zong)人口没有足(zu)九百万(wan)的瑞士。
表格1：2024天(tian)然指数国度(du)排名（按2023年论文份额排名）
若是(shi)遵照该指数对学术(shu)机(ji)构进行排名（见表2），排名前十的机(ji)构分(fen)属中国、美国、德国和法国。排名第一的中国科学院和第二的哈佛大学，都是(shi)断崖式地抢先其后的学术(shu)机(ji)构。而中国表现最好的两所(suo)大学，离别是(shi)与中科院关(guan)系紧密的中国科学院大学和中国科学技术(shu)大学。其后的中国大学包含北京(jing)大学、南京(jing)大学、浙江大学和清华大学，相互差异非常小。
表格2：2024天(tian)然指数机(ji)构排名（按2023年论文份额排名）
正在天(tian)然指数的国度(du)排名中首(shou)次拔得头筹，是(shi)可喜可贺的事变，这显示中国已(yi)逐渐成为新的国际科技创新中心的一极。当然，评(ping)价(jia)科研产出，天(tian)然指数排名只是(shi)其中一项参考，除此(ci)之(zhi)外，Clarivate（科睿唯安）推出的高被(bei)引学者排名（Highly cited researchers）也是(shi)学术(shu)界非常关(guan)注的统计排名。
此(ci)项统计方式没有关(guan)注论文发表的期刊档次（雷同于“英雄没有问出处”的逻辑），而是(shi)关(guan)注论文作者即推动学科发展(zhan)的具体的人——该方法经(jing)过追踪并(bing)统计特定年限中获(huo)得大量(liang)引用的论文作者，找出全球真正意(yi)义上千里挑(tiao)一的高被(bei)引作者（这些人往往是(shi)对付学科发展(zhan)具有引领性的人物，科睿唯安基于该排名每一年会展(zhan)开对新的诺贝尔奖获(huo)得者的展(zhan)望），汇总(zong)各作者的所(suo)属机(ji)构和国度(du)或区域进行排名。
正在最新的2023年度(du)高被(bei)引学者人数统计排名中，美国依旧断崖式地抢先其他国度(du)或区域（见表3），高被(bei)引学者人数比第二名的中国大陆的两倍还多，但中国大陆也断崖式地抢先其他国度(du)或区域。值得注意(yi)的是(shi)单列(lie)的香港区域，世界排名高于第十的意(yi)大利(li)，高被(bei)引学者人数到达(da)了中国大陆区域的非常之(zhi)一。
表格3：2023年全球千分(fen)之(zhi)一的高被(bei)引学者人数国度(du)或区域排名
正在科睿唯安的高被(bei)引学者机(ji)构排名的榜单中（表格4），与天(tian)然指数雷同的是(shi)，中国科学院也排名世界第一，抢先于第二名的美国哈佛大学。但与天(tian)然指数大幅抢先分(fen)歧(qi)的是(shi)，中国科学院正在高被(bei)引学者总(zong)人数的抢先优势相对较弱。
这种差异性也体目前进入前十榜单的中国机(ji)构总(zong)数。例如正在天(tian)然指数的前十机(ji)构榜单中，中国大陆区域十中有七(qi)，但正在高被(bei)引学者总(zong)人数排名中，除去第一的中国科学院，能够或许进入该榜单的前十中国科研机(ji)构只剩清华大学。
结合表3中表现抢眼的香港区域，正在香港八所(suo)高校年度(du)总(zong)预算尚没有及大陆区域清华大学一家的环境下（香港八校总(zong)预算正在两百亿港币(bi)的范围，而清华大学的年度(du)预算就到达(da)了近四百亿群众币(bi)的范围，和哈佛大学相当），香港区域具有120名高被(bei)引学者，大幅抢先于清华大学的78名。此(ci)外，作为对比，中国科学院仅科学技术(shu)一项的年预算总(zong)额，就到达(da)了超过一千亿群众币(bi)的范围。从产出投(tou)入比的角度(du)来看，中国大陆区域的顶尖科研机(ji)构另有更大的进步空间。
表格4：2023年全球千分(fen)之(zhi)一的高引用学者人数机(ji)构排名
当然，综合评(ping)价(jia)一个国度(du)的科技创新能力，也没有克没有及单看科研机(ji)构的环境，企(qi)业的研发投(tou)入也黑白常重要的参考目标。
这里我征引美国非红利(li)性大众政策(ce)智(zhi)库信(xin)息技术(shu)与创新基金会（Information Technology and Innovation Foundation）于2023年7月宣布的呈报《创新之(zhi)战：中国如何正在企(qi)业研发上获(huo)得对美优势》（“Innovation Wars: How China Is Gaining on the United States in Corporate R&D”）。该呈报思量(liang)了企(qi)业范围巨细的差异和中国企(qi)业劳动者相对低的工资收(shou)入程(cheng)度(du)，采(cai)纳了根(gen)据(ju)欧盟统计的全球2500强企(qi)业研发投(tou)入数据(ju)，遵照范围巨细和工资程(cheng)度(du)改正的归一化后的行业会合度(du)参数，对比中国和美国正在九个分(fen)歧(qi)产业范畴的企(qi)业研发投(tou)入，获(huo)得表5（原呈报表2）：
应当说，中国企(qi)业正在软件和计算办事、药物和生物技术(shu)的研发投(tou)入相对少于美国，是(shi)符(fu)合我个人认知预期的。正在国防产业上，美国投(tou)入宏大于中国也没有新鲜，这从两国国防开支占GDP的比值，也很简单得出雷同结论。没有过从产出来看，近年我国国防科技突(tu)破很快，航天(tian)范畴从现实表现（包含空间站扶植、探月工程(cheng)等方面的希望）上来看也明显抢先于美国，是(shi)以这方面中国的经(jing)费投(tou)入相对较少明显没有限定我国连(lian)续进步。
近年，我国企(qi)业加大了对半导体类的电(dian)子和电(dian)气(qi)设(she)备的投(tou)入，置信(xin)未来若干年我们(men)还会看到更大的进步。正在汽车和配件范畴，中国企(qi)业的投(tou)入已(yi)超过美国，特别是(shi)电(dian)动汽车范畴，置信(xin)中国相对美国进一步扩大抢先优势完全没有是(shi)问题。正在非传统动力方面，中国相对美国的抢先优势应当没有会是(shi)纸面上的1.2倍（0.6/0.5）。
产业范畴方面，我国的主要优势应当还是(shi)会合于软件、半导体技术(shu)和生物医药。正在产业软件方面，我国还需(xu)要依靠(kao)连(lian)续长期的投(tou)入来逐渐追逐差异。正在我个人更熟悉的光物理范畴（尽管我已(yi)没有从事相干研究工作），我了解到长春光机(ji)所(suo)也推出了我国自主研发的通用光学计划阐明系列(lie)软件——长光杂散辐射阐明软件V1.0正式版(ban)，办理了国产光学计划软件有没有的问题。是(shi)以我有决(jue)心，我国会正在更多的细分(fen)产业范畴逐步实现国产替(ti)换。半导体技术(shu)方面是(shi)我国重点投(tou)入的范畴，我个人对此(ci)了解相对更有限，就没有多说了，但整体上我看好海内的发展(zhan)。
对付生物医药、生物和医学技术(shu)范畴，我国相对竞争力较弱，正在科学研究范畴其实也是(shi)对照明显的。美国正在这方面的抢先优势，从美国国立卫生研究院仅凭这个相干方向便能够或许进入高被(bei)引学者人数全球前四，便可见端(duan)倪。
关(guan)于中美两国的科技竞争，一个颇受大家关(guan)注的热点范畴就是(shi)人工智(zhi)能了。正在这方面，我征引中国科学院院刊最近发表的针对两国头部企(qi)业的一项对照研究《中美两国人工智(zhi)能头部企(qi)业研发和创新的对照阐明与启迪》，来阐明下中美两国的差异。
正在专利(li)方面，该研究收(shou)集了截止至2023年4月4日，正在已(yi)往5年内两国头部企(qi)业获(huo)得授权(quan)的人工智(zhi)能国际发现专利(li)，基于专利(li)总(zong)数、专利(li)被(bei)引证的总(zong)次数、专利(li)被(bei)转(zhuan)化的总(zong)次数、专利(li)的海外本家专利(li)总(zong)数和专利(li)的权(quan)利(li)要求总(zong)数五个目标进行综合评(ping)价(jia)（见下表6）。
从表6能够看出，中国对比美国头部企(qi)业正在人工智(zhi)能国际发现专利(li)方面，除去断崖式抢先的IBM，纯真从数量(liang)上来讲并(bing)无明显优势，但正在专利(li)要求总(zong)数上，特别是(shi)专利(li)平均被(bei)引证次数和专利(li)转(zhuan)化次数上存正在优势。该研究还对比了两国头部企(qi)业学术(shu)论文发表的相干环境（整体而言，正在国际学术(shu)论文发表上，中国相对美国的头部企(qi)业也处于优势），并(bing)阐明了企(qi)业互助高校或科研机(ji)构的对比环境。思量(liang)到对付企(qi)业技术(shu)研发而言，专利(li)技术(shu)优先次序高于学术(shu)论文，这里就没有一一贴出，感(gan)兴味的能够自行点击给出的链接(jie)查阅（文章为开放获(huo)取）。
我个人以为，这项中美人工智(zhi)能企(qi)业技术(shu)实力对比研究存正在一个瑕疵，即疏忽了产物自己。就企(qi)业而言，技术(shu)研发的目标是(shi)为了提供有竞争力的产物或者办事，请求专利(li)授权(quan)的目标也是(shi)为了珍爱自身的产物或办事中所(suo)触及的学问产权(quan)。尽管专利(li)评(ping)价(jia)傍边触及所(suo)谓的专利(li)转(zhuan)化的内容，但转(zhuan)化次数这种评(ping)价(jia)目标依旧显得非常笼(long)统。
作为对比，百度(du)旗下的萝卜(bo)快跑已(yi)正在多个乡村(cun)最先了主动驾驶出行办事的贸易化运(yun)营。而美国乃至其他任何国度(du)，尚无提供同范例贸易化运(yun)营的人工智(zhi)能产物问世。与之(zhi)雷同的，是(shi)波士顿动力开辟的大狗呆板人贸易化不停(ting)没有乐(le)成，而宇(yu)树科技的呆板狗Unitree Go2正在我国已(yi)被(bei)纳入军备推销(xiao)，正在中柬2024联合军演中背着枪进行冲(chong)锋射击了。是(shi)以，我个人以为中国科学院院刊所(suo)发表的这篇(pian)对比研究论文，生怕很难给公众展(zhan)现实正在反映两国企(qi)业技术(shu)实力对比的整体形态。
表6：中国和美国前十大人工智(zhi)能企(qi)业获(huo)得授权(quan)的专利(li)环境
末了，我打算轻(qing)微展(zhan)开一点，简单讨论一下我国目前科研体系体例存正在的问题。
从天(tian)然指数为代(dai)表的高影响因子杂志所(suo)代(dai)表的科研实力来看，我国已(yi)具备跟美国直接(jie)竞争领头羊地位的能力，但从全球高被(bei)引学者人数的角度(du)，我们(men)的落后还对照明显。我个人以为，这和我国科研体系体例鼓励以杂志影响因子作为评(ping)价(jia)尺度(du)关(guan)系紧密。这一点我正在疫情时(shi)代(dai)返国从事学术(shu)工作的两年傍边，也有直观的感(gan)受。
尽管破“五唯”（唯论文、唯帽子、唯职称(cheng)、唯学历(li)、唯奖项）的讲法听得很多，但现实操作中，论文发表所(suo)正在杂志的影响因子是(shi)评(ping)职称(cheng)、人材(cai)级别（所(suo)谓“帽子”）和奖项的基础。至于博士学历(li)，险些算是(shi)默认条件，至少对付新晋实验室(shi)担任人而言都一样，影响很小。
论文是(shi)否发表正在高影响因子杂志上，和这样的论文数量(liang)，是(shi)所(suo)有评(ping)价(jia)尺度(du)的重中之(zhi)重。是(shi)以，选择去开辟荒原，走没人走过的路，做冷门(men)研究是(shi)风险极大的，只有极少已(yi)获(huo)得丰裕的资本、功成名就的人材(cai)敢这样选择，知名小辈根(gen)本没有敢，险些想都没有会想去实验。但要改变这个现状极难，缘故(gu)原由(you)也很简单——若是(shi)你连(lian)正在高影响因子的杂志上发表论文都做没有到，谁能置信(xin)你能开辟一个新的、有价(jia)值的范畴，引领全球的学者跟正在你屁股背面做研究呢？
我能想到的有助于冲(chong)破这个局(ju)势的方式，是(shi)包含正在资助请求时(shi)，偏向那些做出雷同程(cheng)度(du)的工作，但明显掌(zhang)握资本更差更少的人。比如A把(ba)论文发正在高影响因子的杂志上，B也做到了，但B是(shi)正在更没有着名的小单元，职称(cheng)更低，经(jing)费更少，缺(que)少帮忙和着名的互助者这样的条件下做到的，正在A和B写了相似的课题经(jing)费请求书的环境下，评(ping)审人选择优先资助B而没有是(shi)A。
而对付那些就职于著名度(du)更高，有着更鲜亮名头的科研机(ji)构的学者，应当激励他们(men)进入无人区，去办理更困难、挑(tiao)战更大的问题——比喻说武汉物理与数学研究所(suo)的周(zhou)欣，花费10年办理传统核磁没法对肺部成像这类的问题（CT能对肺成像，但因为电(dian)离辐射存正在一定的引诱癌症(zheng)的风险），而没有是(shi)把(ba)他们(men)也吸收(shou)到凡是(shi)给钱给资本谁都能做得了，以至于需(xu)要拼人力多寡和速度(du)就能发表高影响因子杂志的论文这条赛道上。但这意(yi)味着要冲(chong)破现有的学术(shu)团体利(li)益分(fen)派格局(ju)，谈何简单？
此(ci)外，眼下海内学术(shu)界还普遍存正在论文署名混乱的现象，包含但没有限于因为各种利(li)益互换，把(ba)没有做出任何现实孝敬的人列(lie)为作者乃至重要作者；把(ba)应当提供研究指导，但没有付出现实劳动的导师(shi)列(lie)为一作，而把(ba)现实付出最多劳动的学生放正在二作或者共同一作地位上等等环境。这样的操作没有利(li)于形成良好的学术(shu)氛(fen)围，也没有利(li)于激励年轻(qing)人去挑(tiao)战难题，反而简单让(rang)年轻(qing)人树立起(qi)科研工作没有过是(shi)追逐一人利(li)益工具的没有良认识。
当然，即便没有做任何改革，我个人以为，以中国目前的人材(cai)供应优势和搏斗精(jing)力，中国依旧能够做到正在引领性的各个范畴研究获(huo)得更大的进步，逐渐成为世界无可争议(yi)的创新领头羊。是(shi)否对评(ping)价(jia)尺度(du)做出改革，更多的差异生怕只存正在于所(suo)需(xu)的时(shi)候(hou)和效(xiao)费比上。
参考资料：
天(tian)然指数2024：
https://www.nature.com/nature-index/research-leaders/2024
科睿唯安2023年度(du)高被(bei)引学者排名
https://clarivate.com/news/clarivate-reveals-worlds-influential-researchers-in-highly-cited-researchers-2023-list/
香港8大高校未来3年获(huo)拨600亿港元 港大补助金最多
https://edu.cnr.cn/list/20181214/t20181214_524449160.shtml
清华大学2024年度(du)部分(fen)预算：
https://www.tsinghua.edu.cn/__local/0/D4/86/5F21221C360E79B84010696D170_1A92AF2A_DB354.pdf
中国科学院部分(fen)2024年预算：
https://www.cas.cn/xxgkml/zgkxyyb/czjf/ysjs/202403/P020240326569162696077.pdf
哈佛大学2022-2023年财年呈报
https://finance.harvard.edu/files/fad/files/fy23_harvard_financial_report.pdf
Innovation Wars: How China Is Gaining on the United States in Corporate R&D
https://www2.itif.org/2023-us-china-corporate-rd.pdf
中美两国人工智(zhi)能头部企(qi)业研发和创新的对照阐明与启迪
http://old2022.bulletin.cas.cn/publish_article/2024/6/20240612.htm
点亮肺部 国产高端(duan)磁共振(zhen)设(she)备的攻(gong)坚路
https://www.cas.ac.cn/cm/202407/t20240719_5026456.shtml
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