科技與文明等級——中國科技和世界大勢

文_胡不歸（中國科技大學(xué)副研究員，化學(xué)博士）

科技與文明等級——中國科技和世界大勢

文_胡不歸（中國科技大學(xué)副研究員，化學(xué)博士）

從能源的角度看，用火的文明，用畜力的文明，用蒸汽機(jī)的文明，用電力的文明，和用核聚變的文明，發(fā)展程度是完全不同的。從材料的角度看，用石頭的文明，用青銅的文明，用鐵的文明，用化學(xué)合成的塑料、橡膠、纖維的文明，和用劉慈欣科幻小說《三體》中的強(qiáng)相互作用材料“水滴”的文明，發(fā)展程度是完全不同的。

把這個視角轉(zhuǎn)移到國家之間，會發(fā)現(xiàn)，科技水平是國家實力、人民生活水平的最本質(zhì)的標(biāo)志。當(dāng)今世界科技水平最高的國家顯然是美國。中國的科技水平處于什么位置呢？

基礎(chǔ)研究的論文與期刊

科學(xué)技術(shù)分為基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究、工業(yè)技術(shù)、生產(chǎn)經(jīng)驗等多個層次。各個層次之間既有密切的聯(lián)系，也可以有一定程度的不同步。不同背景的人往往關(guān)注的層面不同。筆者從事理論與計算化學(xué)的基礎(chǔ)研究，先在這里介紹一下基礎(chǔ)研究的現(xiàn)狀。

基礎(chǔ)研究的成果，在絕大部分情況下表現(xiàn)為學(xué)術(shù)論文，發(fā)表在科學(xué)期刊上?？茖W(xué)界之外的人往往覺得能發(fā)表論文就很了不起了，但其實不同的論文之間水平相差很遠(yuǎn)，科研人員對論文質(zhì)量的重視程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過數(shù)量。如何評價論文的質(zhì)量？如果對一個領(lǐng)域很熟悉，自然可以仔細(xì)閱讀每篇文章，就其內(nèi)容給出評價。但世界上的論文早已汗牛充棟，誰都看不過來，現(xiàn)代科學(xué)又分得越來越細(xì)，即使對相近專業(yè)的論文也很可能不足以給出評價。那么怎么快速地估計文章質(zhì)量呢？簡單而有效的辦法是看它發(fā)表的期刊。

世界上有數(shù)以萬計的科學(xué)期刊，不同的期刊之間審稿標(biāo)準(zhǔn)相差很遠(yuǎn)，好比奧運會和學(xué)校運動會的區(qū)別。英國的《自然》（Nature）和美國的《科學(xué)》（Science）是兩家著名的頂級期刊，它們的文章范圍涵蓋整個自然科學(xué)。有一些聲名卓著的雜志涵蓋整個一級學(xué)科，如《物理評論快報》《美國化學(xué)會志》《德國應(yīng)用化學(xué)》《化學(xué)科學(xué)》。又有一些質(zhì)量很高的雜志覆蓋一個二級學(xué)科，如《有機(jī)化學(xué)通訊》《高能物理雜志》。這是一幅學(xué)術(shù)金字塔的圖像。把哪些雜志稱為一流是有一定任意性的，但出入也不會太大。

近年來，《自然》的發(fā)行者自然出版集團(tuán)提出了一套衡量國家或研究機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)科研產(chǎn)出的指標(biāo)，稱為自然出版指數(shù)。挑選了68家一流期刊，統(tǒng)計每個國家或研究單位在這些期刊上發(fā)表多少論文。不是說這68家雜志上的文章都很好，這些文章中也難免有一些價值不大的。但畢竟，在這68家雜志中出現(xiàn)重要文章的概率比在其它雜志上大得多。當(dāng)代科學(xué)合作很頻繁，一篇文章經(jīng)常有多個跨單位甚至跨國的作者。所以又做了進(jìn)一步的分析，把一篇文章平均分給每個作者，再根據(jù)每個作者的地址信息確定每個國家或單位占多少份額，稱為分?jǐn)?shù)計數(shù)WFC。比如一篇文章有兩個作者，一人來自中國，一人來自美國，那么中美就各得到0.5。此外，在這68家期刊中的天文學(xué)論文占世界所有天文學(xué)論文的比例大約是其它學(xué)科的5倍，因此他們又把天文學(xué)論文的權(quán)重乘以0.2，作為最重要的評判指標(biāo)。

2014年12月，自然出版集團(tuán)公布了2014年的統(tǒng)計結(jié)果。美國的WFC排第一，18643。中國第二，5206。德國第三，4077。四到十位是日本、英國、法國、加拿大、西班牙、瑞士、韓國，從3371到1151。超級大國蘇聯(lián)的繼承者俄羅斯不在前十之中?？梢钥闯雒绹浅?qiáng)大，WFC是中國的3.6倍。但中國排第二，達(dá)到德國的1.3倍、日本的1.5倍。

再從研究單位的角度看，WFC最高的是中國科學(xué)院，高達(dá)1209，是第二位哈佛大學(xué)（852）的1.4倍。也許這不公平，中國科學(xué)院是由許多研究所組成的，與大學(xué)沒有可比性。然而第三位是德國馬克斯·普朗克學(xué)會（729），第四位是法國國家科學(xué)研究院（721）。都和中國科學(xué)院類似，可見至少在科學(xué)協(xié)會之間比，中國科學(xué)院排第一是沒有疑問的。再仔細(xì)想想，一個大學(xué)有很多院系和專業(yè)，而像中國科學(xué)院化學(xué)研究所、中國科學(xué)院等離子體物理研究所這樣的研究所只對應(yīng)于大學(xué)的一個學(xué)院、一個系甚至一個專業(yè)，所以把協(xié)會和大學(xué)的科技產(chǎn)出做對比也未嘗不可。

以上結(jié)果對科學(xué)界之外的人來說可能有點意外，但對科研工作者來說很正常。僅僅十多年前，中國的一流文章還非常少見，很多教授都從來沒發(fā)過。進(jìn)入21世紀(jì)以來，中國科技論文的數(shù)量和質(zhì)量都出現(xiàn)了爆炸性的增長，對人才的標(biāo)準(zhǔn)也一路水漲船高。

中國的上升勢頭之猛可以從各國2014年與2013年WFC的對比上看出來。美國下降0.8%，德國上升1.0%，日本下降2.3%，英國上升0.9%，然后六到十位的法國、加拿大、西班牙、瑞士、韓國都是下降的。中國呢？上升14.9%！這是個什么概念？如果保持14.9%的增速，5年就會翻一番。如果中美都保持14.9%和-0.8%的變化率，8.7年后中國就會趕上美國。

然而還沒完。自然出版集團(tuán)的WFC數(shù)據(jù)是每月更新的。現(xiàn)在顯示的是從2014年6月到2015年5月的統(tǒng)計，跟2014年12月的數(shù)據(jù)相比剛好過去了半年。僅僅半年時間里，中國的WFC又從5026變成了6318，增長25.7%。按照這樣的速度，兩個半年即一年就會增長58%，達(dá)到7942。

五大知識產(chǎn)權(quán)局的專利數(shù)據(jù)

基礎(chǔ)研究的產(chǎn)出可以用科學(xué)論文度量，下面我們再來看應(yīng)用技術(shù)的產(chǎn)出，用專利度量。世界五大知識產(chǎn)權(quán)局是歐洲專利局、日本特許廳、韓國特許廳、中國國家知識產(chǎn)權(quán)局和美國專利商標(biāo)局，五局處理了世界80%的專利申請，承擔(dān)了專利合作條約95%的工作。

2015年初，五局發(fā)布了2014年的主要統(tǒng)計數(shù)據(jù)報告，完整版的2014年五局統(tǒng)計報告將于2015年底完成。專利分為發(fā)明專利、實用新型專利和外觀設(shè)計專利，顯然發(fā)明專利是與科技水平相關(guān)程度最高的。

2014年五局共收到230萬件發(fā)明專利申請，其中最多的是中國，高達(dá)92.8萬件，占了40%。其次是美國，57.9萬件。日本、歐洲、韓國分別是32.6萬件、27.4萬件和21.0萬件。這是中國連續(xù)第四年居于發(fā)明專利申請量第一的位置。跟2013年相比的增速，中國也是最高的，達(dá)到12.5%。美日歐韓的增速分別是1.3%、-0.7%、3.1%和2.8%。

再來看發(fā)明專利的授權(quán)。2014年五局共授權(quán)了95.54萬件發(fā)明專利，其中最多的是美國，30.1萬件，占31%。其次是中國，23.3萬件。日本、韓國、歐洲分別是22.7萬件、13.0萬件和6.5萬件。中國的增速12.3%最高，美日韓歐的增速分別是8.2%、-18.0%、1.9%和-3.1%。

有一點需要注意的是，每個知識產(chǎn)權(quán)局的申請人都來自全世界，不只是自己國家。在中國國家知識產(chǎn)權(quán)局的申請人中，86%來自中國，4%來自美國。而在美國專利商標(biāo)局的申請人中，只有50%來自美國，3%來自中國。在授權(quán)方面，中國國家知識產(chǎn)權(quán)局的專利權(quán)人中，來自中國和美國的分別占70%和7%。美國專利商標(biāo)局的專利權(quán)人中，來自美國和中國的分別占48%和2%。顯然，美國專利的國際化程度比中國高不少，吸收外國智力成果的能力值得我們學(xué)習(xí)。