21世紀(jì)中國與美國的科技較量

編譯 高斯寒

1999年，在全球即將進(jìn)入21世紀(jì)之際，美國國家科學(xué)院、工程院、醫(yī)學(xué)院對于未來幾十年進(jìn)行了一番展望。他們預(yù)見未來的世界中，昨日的科幻小說里的點(diǎn)子會(huì)進(jìn)入市場：克隆動(dòng)物，汽車內(nèi)置會(huì)說話的電子道路圖，一包香煙大卻性能強(qiáng)大的電腦。今天重新閱讀這份報(bào)告，它遺漏了“房間里的大象”——中國。

《時(shí)代》周刊的《超越2000》特刊反思那個(gè)時(shí)期曾斷言：“中國無法在21世紀(jì)成長為工業(yè)大國。中國的人口太過龐大，國內(nèi)生產(chǎn)總值又太小。” 到2010年時(shí)，這種局面開始改變。對于跨國公司而言，中國已經(jīng)變成全球大眾市場商品的制造工廠。

現(xiàn)在，中國快速崛起。美國中情局局長威廉 · 伯恩斯（William Burns）強(qiáng)調(diào)“科技領(lǐng)域是與中國競爭和較量的主要競技場”。中國已經(jīng)超越美國，成為全球頂尖的高科技制造國——2020年全年生產(chǎn)了2.5億臺(tái)電腦，2 500萬輛汽車和15億只智能手機(jī)。除了成為制造業(yè)大國，中國已經(jīng)變成21世紀(jì)基礎(chǔ)技術(shù)（人工智能、5G、量子信息、半導(dǎo)體、生物技術(shù)、綠色能源）方面強(qiáng)有力的競爭者——在某些領(lǐng)域，中國早已成為全球第一；在其他領(lǐng)域，按照目前的軌跡，中國會(huì)在未來十年里超越美國。

作為美國在推進(jìn)和應(yīng)用科技方面的領(lǐng)導(dǎo)者之一，埃里克 · 施密特（Eric Schmidt）曾帶領(lǐng)谷歌公司成為全球領(lǐng)先的科技公司。他注意到“許多美國人依然對中國持有過時(shí)的想象”。他坦率地表示：“除非趨勢改變，否則到21世紀(jì)30年代，中國將成為一個(gè)擁有更龐大經(jīng)濟(jì)規(guī)模、更多研發(fā)投入、更好科研條件、更強(qiáng)大的計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施，以及對于新技術(shù)有更廣泛部署的國家?！?/p>

中國與美國的“較量”

該報(bào)告檢視了過去20年里中國和美國在每種關(guān)鍵技術(shù)上取得的進(jìn)展，要點(diǎn)如下：

在未來10年內(nèi)對經(jīng)濟(jì)和安全帶來最大沖擊的先進(jìn)技術(shù)——人工智能（AI）——方面，用埃里克 · 施密特的話來說，中國如今是“全方位、并駕齊驅(qū)的競爭者”。

在5G技術(shù)方面，根據(jù)美國國防部國防創(chuàng)新委員會(huì)的說法，“中國在5G技術(shù)上勢必重現(xiàn)美國在4G技術(shù)上的建樹”。美國盡管在5G標(biāo)準(zhǔn)和芯片設(shè)計(jì)上占據(jù)優(yōu)勢，但在5G基礎(chǔ)設(shè)施部署上落后中國好多年，中國也因此取得了在發(fā)展5G時(shí)代平臺(tái)方面的先發(fā)優(yōu)勢。

量子信息科學(xué)方面，美國長久以來被視為領(lǐng)先者，但中國已經(jīng)崛起——中國早已在量子通信上超越美國，并迅速縮小量子計(jì)算方面與美國的差距。

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)方面，美國保持了優(yōu)勢地位，這個(gè)優(yōu)勢已經(jīng)維持了將近半個(gè)世紀(jì)之久。但中國過去幾十年大力推進(jìn)半導(dǎo)體研發(fā)，已經(jīng)成為不容小覷的競爭者，很快就可能在兩個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域（半導(dǎo)體制造和芯片設(shè)計(jì)）追趕上美國。

在生物技術(shù)方面，全球十大最有價(jià)值的生命科學(xué)公司中，有7家是美國公司，但中國正在生物科技研發(fā)的各個(gè)領(lǐng)域快速跟進(jìn)。中國科研人員已經(jīng)縮小了在CRISPR基因編輯技術(shù)上與美國的差距，并且在嵌合抗原受體T細(xì)胞療法上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)超越。

在綠色能源方面，雖然在過去20年里，美國是新綠色能源技術(shù)的主要發(fā)明者，但如今中國是全球綠色能源技術(shù)的領(lǐng)先制造者、使用者和輸出者，將全面覆蓋未來的綠色能源供應(yīng)鏈。

中國已成為世界排名第一的高技術(shù)制造大國，同時(shí)，制造業(yè)的巨大發(fā)展推動(dòng)了研發(fā)進(jìn)程，中國在某些技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)超越美國。例如，中國的移動(dòng)支付交易額是美國的150倍，中國在深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域的專利數(shù)量是美國的6倍，中國的5G連接占全球的87%等。

中國模式正在挑戰(zhàn)美國在技術(shù)競爭宏觀驅(qū)動(dòng)方面的傳統(tǒng)優(yōu)勢，包括美國的技術(shù)人才輸送管道、研發(fā)生態(tài)系統(tǒng)和國家政策。正如美國國家安全委員會(huì)技術(shù)與國家安全高級(jí)主任塔倫 · 切布拉（Tarun Chhabra）和美國安全和新興技術(shù)中心認(rèn)識(shí)到的，“美國不再是全球科學(xué)技術(shù)霸主”。

技術(shù)競爭的宏觀驅(qū)動(dòng)因素

若要在科技競爭中取勝，需要在不止一個(gè)領(lǐng)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)領(lǐng)先。要在這些領(lǐng)域取得成功的基礎(chǔ)是建立良好的運(yùn)行環(huán)境，讓公司、研究機(jī)構(gòu)和個(gè)人在此環(huán)境下如魚得水。關(guān)鍵因素是科學(xué)技術(shù)人才的輸送管道、研發(fā)生態(tài)系統(tǒng)和國家政策等。

正如洛克希德·馬丁公司的前首席執(zhí)行官（CEO）諾曼 · 奧古斯丁（Norman Augustine）所觀察到的，“人力投資的不足是美國技術(shù)優(yōu)勢地位不保的重要原因。美國擁有全球最好的研究型大學(xué)，然而初等教育和中等教育體系完全沒有競爭力”。

2000年時(shí)，美國授予的科學(xué)和工程本科學(xué)位總數(shù)超過50萬個(gè)，全球領(lǐng)先，而中國的這項(xiàng)指標(biāo)僅有不到36萬個(gè)。如今，中國的STEM（科學(xué)、科技、工程、數(shù)學(xué)）專業(yè)畢業(yè)生數(shù)量是美國的4倍多（130萬對比30萬），培養(yǎng)的計(jì)算機(jī)科學(xué)家數(shù)量接近美國的3倍（18.5萬對比6.5萬）。在國際K-12學(xué)生的科學(xué)技術(shù)排名中，中國在數(shù)學(xué)和科學(xué)的得分一直超過美國——在2018年，中國在國際學(xué)生能力評估計(jì)劃（PISA）中的得分名列第一，而美國名列第25位，該計(jì)劃評估了學(xué)生的數(shù)學(xué)、科學(xué)和閱讀水平。如今在美國畢業(yè)的計(jì)算機(jī)科學(xué)博士中，30%是美國人，20%是中國人。30年前，每20名中國留學(xué)生中只有一人在學(xué)成后歸國。如今，有八成的中國留學(xué)生選擇歸國。盡管美國在過往憑借從全球吸引人才的能力而獲益（財(cái)富美國500強(qiáng)公司中的將近一半由外國移民或移民的子女創(chuàng)立），但正如美國國家人工智能安全委員會(huì)所認(rèn)識(shí)到的，“在我們的有生之年，美國第一次面臨在科學(xué)前沿輸?shù)羧瞬鸥偁帒?zhàn)的風(fēng)險(xiǎn)”。

在21世紀(jì)初，美國是研發(fā)支出的全球第一，以現(xiàn)時(shí)購買力平價(jià)衡量，相當(dāng)于2 700億美元。第二名是歐盟，支出額為1 800億美元。同一年，中國的研發(fā)支出是330億美元，僅為美國的12%。等到2020年時(shí)，中國上升到全球第二名，研發(fā)支出相當(dāng)于美國的90%。按照目前的軌跡，中國的研發(fā)支出會(huì)在未來10年里超越美國。雖然美國在科學(xué)發(fā)展的長期驅(qū)動(dòng)因素上保持了強(qiáng)有力位置（全球的基礎(chǔ)科學(xué)研究支出中有60%來自美國，只有20%來自中國），但中國側(cè)重將科學(xué)轉(zhuǎn)化為商業(yè)產(chǎn)品，目前在試驗(yàn)發(fā)展上的年度支出比美國多出將近700億美元。全球十大最有價(jià)值的科技公司中有6家是美國公司，而在十大最有價(jià)值的獨(dú)角獸公司中，有6家是中國公司。在國際專利申請方面，中國在2019年超越了美國，成為專利合作條約（PCT）的最大用戶，申請了22%的PCT專利，而在2000年時(shí)的相應(yīng)數(shù)據(jù)為0.6%。在此期間，美國的專利申請份額從42%下跌到22%。2016年，中國還超越美國，成為全球第一的科學(xué)出版物生產(chǎn)國，如今全球有超過20%的科研產(chǎn)出來自中國。

拜登政府認(rèn)識(shí)到這些機(jī)遇和挑戰(zhàn)，提出的“美國就業(yè)計(jì)劃”目標(biāo)是向半導(dǎo)體制造、清潔能源、生物技術(shù)和其他關(guān)鍵技術(shù)投入數(shù)千億美元，為未來科技突破奠定基礎(chǔ)，隨著時(shí)間推移，帶來新的生意、新的工作和更多出口。然而，美國國會(huì)在通過自身版本的就業(yè)計(jì)劃后，將2.3萬億美元的投資額削減一半，并移除了投資關(guān)鍵技術(shù)的條款。

中國的優(yōu)勢首先在于理解科技競爭重要性。中國定下到2035年“進(jìn)入創(chuàng)新型國家前列”的目標(biāo)，制定吸收海外技術(shù)的國家戰(zhàn)略（通過投資、人才計(jì)劃、開源科學(xué)技術(shù)的收集、知識(shí)產(chǎn)權(quán)等），各省政府通過高科技園區(qū)之類的地方行動(dòng)來執(zhí)行這些戰(zhàn)略，擁有龐大的資金規(guī)模等。中國的科技生態(tài)系統(tǒng)也許到2025年就能在動(dòng)態(tài)性、創(chuàng)新和競爭力方面媲美硅谷。

但是，中國能不能維持這條發(fā)展軌跡？有人列舉20世紀(jì)80年代的日本崛起的例子類比中國。在審視中國科技崛起的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素后，這番類比的說服力減弱不少。以購買力平價(jià)來衡量，中國的國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）早已比美國的GDP多出15%，而GDP作為國力的基礎(chǔ)，使得中國能在過去20年里不斷提高研發(fā)支出，到如今達(dá)到美國研發(fā)支出的90%。相比之下，日本的GDP或者研發(fā)支出不到美國的一半。審視中國和日本的科技創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)的話，會(huì)發(fā)現(xiàn)兩國的差異很大。在20世紀(jì)80年代，日本每年有8萬名STEM專業(yè)畢業(yè)生，剛興起的風(fēng)險(xiǎn)投資行業(yè)有100家公司，每年的風(fēng)險(xiǎn)投資有9億美元（是當(dāng)時(shí)美國風(fēng)險(xiǎn)投資額的10%，金額以2020年的美元幣值來衡量）。如今，中國每年有130萬名STEM專業(yè)的畢業(yè)生，是全球第二大風(fēng)投市場，擁有3 500多家風(fēng)險(xiǎn)投資公司，2018年的風(fēng)險(xiǎn)投資額為1 050億美元（為當(dāng)年美國風(fēng)險(xiǎn)投資額的95%）。同時(shí)，日本的科技雄心受到加拉帕戈斯綜合征的束縛：日本的創(chuàng)新技術(shù)是在孤立環(huán)境下研發(fā)的，專門針對本土市場，但在海外市場就遭遇水土不服。相比之下，中國的技術(shù)在全球各地都高度融入。根據(jù)格羅夫的說法，中國的創(chuàng)新“規(guī)?；钡哪芰σ呀?jīng)使得中國在技術(shù)價(jià)值鏈中崛起，從制造環(huán)節(jié)移向研發(fā)環(huán)節(jié)，再移向標(biāo)準(zhǔn)制定環(huán)節(jié)。

總的來說，雖然美國已經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)了過去半個(gè)世紀(jì)的技術(shù)創(chuàng)新且依然在多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域保持優(yōu)勢地位，但中國早已成為21世紀(jì)基礎(chǔ)技術(shù)方面的一名不容小覷的競爭者。

正如美國藝術(shù)與科學(xué)院的2020年報(bào)告《自滿的危害》所總結(jié)的：“鑒于亞洲諸國進(jìn)步的龐大規(guī)模和速度（特別是中國），美國會(huì)發(fā)現(xiàn)，逆轉(zhuǎn)自身的下落勢頭會(huì)非常困難……若是忽視這個(gè)問題，美國影響全球事務(wù)的能力會(huì)不可避免地下降。”

資料來源HarvardKennedySchool