日本顶级科学家来投 中国科技水平已赶超日本?(组图)

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前一阵,日本著名科学家藤岛昭携研究团队加盟中国上海理工大学的消息,在日本引起轩然大波。

这件事,在中国引起的反应,其实并没有日本那么大,或许中国民众还没意识到这件事的重要性,但日本网友却炸了锅。







这个藤岛昭何许人也?他可是日本顶级的科学家,“光触媒”的发现者,“光催化”领域权威人物,数次获诺贝尔奖提名,是中国工程院的外籍院士,也是欧洲科学院的院士。甚至有人称他为日本的“国宝级”科学家。

那么他研究的这个“光催化”是什么?这项科技的应用场景其实很广泛,比如光催化自洁玻璃的表面可以永远保持清洁,涂了透明的光催化涂层的镜子可以不产生雾气,还可以用在空调过滤器中来分解甲醛等有害气体等等。而光催化最新的应用,是藤岛昭研发的光催化捕蚊器,已经在疟疾肆虐的地区开始使用。

可以说,光催化这项科技很前沿,而且未来的应用前景也很广阔,经济效益会很可观。

但藤岛昭为什么会顶着被骂“卖国贼”的风险来中国呢?

答案是,没钱。



根据日本主流媒体《每日新闻》的报道,藤岛昭之所以来中国,是由于资金与经费不足等原因,日本国内学术研究环境逐渐恶化。与产业竞争力密切相关的研究领域,其顶尖学者“出走”中国,堪称是日本“智慧流失”的标志性事件。

中国能给藤岛昭提供什么样的条件?《每日新闻》提到,上海理工大学预计将围绕藤岛昭新建研究所。中日两国学术交流相关人士还透露称,新研究所的设立及运营费用目前正朝着由上海市政府和上海理工大学共同出资的方向开展准备工作,资金规模预计将为数十亿日元(折合数亿人民币)左右。





日本的科技研究竟然会没钱?

这肯定不符合很多人的“常识”。在很多中国人的印象里,日本在科技方面的投入是很大的,出过不少诺贝尔奖得主,因此科技比中国发达得太多。军武菌也承认,这也是我之前的想法。

带着这个疑问,我专门去查了一些资料,得到的结论让人出乎意料——在科技研发的投入方面,中国早已超越了日本,位居世界第二。

世界经济合作与发展组织统计过主要国家和经济体历年的研发支出数据。中国的数据是从1991年开始统计的,当时中国的科技研发是多少?只有134亿美元,远低于英国的281亿美元,俄罗斯的369亿美元,法国的387亿美元,德国的607亿美元,日本的1024亿美元,美国的2368亿美元。

134亿美元,只相当于美国的一个零头。

当时科技强国的研发支出都在稳步增长,只有俄罗斯在下跌。1990年的时候,尚未解体的苏联的研发支出还仅次于美日德,但到了1991年,俄罗斯的研发支出就断崖式地跌了三分之一。

1993年,中国增长到了168亿美元,俄罗斯却已经下降到只有155亿美元了,中国超过了俄罗斯。

直到现在,俄罗斯也没有恢复到1990年的水平。

这是一个大国没落的标志。

得益于改革开放后经济的慢慢起步,中国的研发支出也在逐年增长。时间来到1999年,中国的研发支出已经达到了316美元,超过了英国的307亿美元,初步实现了“赶英”。这对中国科技来说,算是一个里程碑。

2001年,中国的466亿美元又超过了法国的452亿美元,跃居世界第四。中国科技的赶超进入了快车道。


▲中国对科技的资金投入近年来快速增长。图片来源:《自然》网站

但遥想那个年代,中国的科技水平给人的感觉还是相当落后。投入虽然上去了,但科技这个事,并不是说能一蹴而就的,它需要几十年的积累。

不过中国已经在做了。

2004年,中国的科技研发支出达到了797亿美元,超越了德国的752亿美元。又过了5年,2009年,中国以1876亿美元超越了日本的1390亿美元,排行世界第二。

值得一提的是,2007年是日本研发支出的历史最高点,在此之后日本的研发支出都在起起伏伏,一直到2016年都没有达到2007年的水平。

到了2014年,中国又以3447亿美元的研发支出一举超越了欧盟的3372亿美元。超越英国、法国和德国都不算什么,超过欧盟所有国家的总和,就很能说明问题了。

这绝对是一个历史性时刻。

2016年,中国的研发支出是4102亿美元,仅次于美国的4643亿美元。美国比中国高出13%,中国比欧盟高出17%,是日本的2.7倍,德国的3.9倍,法国的4.7倍,英国的9.6倍,俄罗斯的11倍。

那么中国只剩下一个问题,那就是什么时候能够赶超美国。

我能找到的最近的数据是2019年的,这一年美国的研发投入是5810亿美元,中国是5192亿美元。



而2020年,我看到有报道说中国已经超过了美国,具体数据没有查到,尚不清楚是不是为了吸引眼球的炒作,不过一些美媒已经开始哀叹中国即将超过美国了,这个日期是2025年。







有人也许会说,你的投入是大了,那你的产出呢?只投入没产出也是白搭。

中国的科技研究成果到底如何呢?

在解答这个疑问之前,我们先了解一下科技如何作用于社会的。这个过程分为五个步骤:基础研究→应用研究→工业技术→日常生活→研发投入。

先有基础研究,再进行应用研究,然后通过工业体系生产出来,供老百姓日常消费,改变生活,赚到的钱再投入到基础研究中去,如此这般,循环往复,不断提高科技水平。

衡量一个国家基础研究水平的指标是什么呢?是科学论文。而衡量一篇科学论文质量的指标是它的被引用次数。被引用次数越多,那么这篇论文大概率就是一篇好论文。

基于这个标准,国际科学界就设置了几个标准来衡量一个国家的基础研究到底处于什么水平。

一种指标是自然指数,是由英国的国际顶级的科学期刊《Nature》(自然)杂志制定的,通过统计一年之内发表在82家国际一流科学期刊上的论文,来衡量各个国家或者研究机构的基础研究的产出。

根据2020年的自然指数,美国是29000多,中国是19000多。而排在中国后面的,依次是德国、英国、日本、法国、加拿大、韩国、瑞士和澳大利亚(前十)。

这个数字在2017年是多少?美国是19000多,中国是9000多,可以看出,中美两国的差距在不断缩小。

▲图片来源:natureindex.com

增长速度方面,美国连续几年都是在下降的。虽然中国2020年的增速放缓,只有1.1%,但2019年的增速可是高达15.5%,傲视全球。

▲图片来源:natureindex.com

自然指数的排名不仅针对国家,还针对美国国家的科研机构,在机构的排名里,中国科学院竟然是第一,排在它后面的,是美国的哈佛大学。





第二个指标是研究前沿,怎么理解呢?就是如果有同一个领域的论文频繁地被科学家们共同引用,那么就认为这里存在一个研究前沿,这组论文叫做这个研究前沿的核心论文,引用了这些核心论文的论文,叫施引论文。通过分析这些论文的指数,就可以定义每个国家在每个科学领域的研究前沿热度指数。

2020年,在十一大学科领域,美国最为活跃,研究前沿热度指数得分为226.63分,继续位居全球首位,中国以151.29分位居第二,排在后面的基本上都是那些发达国家。不过,日本出人意料地排在了第12位,研究指数只有29.53。



从2017年算起,4年来美国的得分分别为281.11、227.39、204.89和226.63,得分最高且稳居首位,是名副其实的领头羊。中国则以118.84、118.38、139.68和151.29分位居第二,但可以看出,也是每年都在增长的。

第三个指标是高引用研究者,通过发表在21个科技大类当中被高频次引用的论文,来寻找各个领域中的领军人物。

2018年,全世界共有高引用研究者是6078人,美国有2639人,第二位英国是546人,第三位中国大陆是482人。

到了2020年,高引用研究者是6167人,美国2650人,中国770人,超越英国上升到第二位。



上面说的都是基础研究,应用研究呢?

应用研究的水平,就看专利。专利分为研究专利、实用新型专利和外观设计专利,真正有技术含量的就是发明专利。

世界上有所谓五大知识产权局的说法,分别是中国国家知识产权局、美国专利商标局、日本特许厅、韩国知识产权局和欧盟专利局。这五大大到什么程度?截止到2015年底,全世界共有1030万件的有效发明专利,90%都是在这五大局中的一个或多个辖区是有效的。不仅如此,五大局所在的国家或地区还是人类最重要的发明创造的源头。2015年全球共受理了240万件发明专利的申请,93%来自于五大局所在地区。

有点像五常,当仁不让地代表了全世界。

2015年,世界上申请发明专利最多的国家是中国,2015年中国的发明家提交了101万件发明专利的申请,远远高于第二位美国的38万件。不过一个专利提交了申请并不代表就能通过。

那么哪个国家获得授权专利最多呢?还是中国。2015年,中国授权了36万件发明专利,三分之二被毙掉了。美国通过了30万件。

列举了这么多数据,其实就是想说明一个现象,中国的科技水平跟美国相比差距还是很大,但是跟英法德日等国已经处在了一个层级,甚至某些方面还超过他们,属于第二阶梯的领头羊,而且是所有的科技大国中进步最快的。

研究经费充足,国家政策重视,相比于日本日益落后的科研环境,藤岛昭这样的顶级科学家来中国继续科研事业,也就不足为奇了。



▲2017年,理论物理学权威梶野敏贵(右)在北京航空航天大学成立了国际大爆炸宇宙学与元素起源国际交叉科学研究中心,并任主任。他拒绝了美国和欧洲的一些邀请,优先选择了中国。

根据法国的《世界报》报道,中国已经超越韩国成为日本科学家的优先目的地,但仍次于美国。日本文部科学省指出,在截至2019年3月底的那个财政年度内,18460名日本大学研究人员至少在中国待过一个月,这一数字4年内增加了25%。

当然,来到中国的国际人才不只日本人,越来越多的西班牙、意大利、德国、法国等国的科学家也选择来中国进修或常驻发展。

比如毕业于西班牙萨拉戈萨大学有机化学专业的博士佩德罗·拉沃尔,2015年来到中国,在南京农业大学工作了两年,接着在江苏省农业科学院又工作了两年。

拉沃尔达一直致力于研究植物病害以及绿色农药等课题,与中国各省政府密切合作。他拥有一个30人的科研团队,并拥有充足的物资和经费来推进科研工作。“就研究而言,在中国的可能性比西班牙要多得多。”这是拉沃尔达最终选择中国的主要原因。



有人也许会拿芯片的问题出来抬杠。确实,芯片问题是“卡脖子”的技术,但中国距离最终掌握这项技术,只是时间问题。

已经被验证过的科技,对于中国现在的科技水平来说,赶上或超越都是时间问题。

两弹一星曾经对于中国来说比登天还难,但我们还是搞出来了,就是因为美苏都已经验证了这些技术的可行性,弯路都走过了,中国再追赶,就容易的多了。

以前我们总宣传“某国XX年才造出来的东西,中国用了X年就造了出来”,这在经济和科技落后的年代发挥过应有的作用,且作用很大,但是,我们的定位已经发生了改变,我们不仅要追求别人会做了,我们还要追求别人不会做的,从未有人做过的事情,我们追求原创,追求领先。

在这个时代,从思维模式,到组织结构,到宣传模式,都应发生相应的改变——从跟随者到引领者的转变。

举个引领者的例子。

中国广核集团是中国三大核电央企之一,另外两大分别是中核集团和国家电投。2015年,中广核和英国签订了合同,要在英国建设一个核电项目,代号是布拉德维尔B项目,这是中国首次向发达国家出口核电技术,用的是我国自主研发的的第三代核电技术“华龙一号”。



▲“华龙一号”核电机组福建福清核电5号机组。新华社记者林善传摄

“华龙一号”在世界第三代核电技术中处于领先地位。2015年签订合同的时候,BBC采访中国驻英国大使刘晓明,问他中国应该不会允许外国去建核电站吧?刘大使反问,你们有资金吗?你们有技术吗?你们有人才吗?

2018年,美国核安全局针对中国核工业发出制裁,对与中国的民用核能合作提出了诸多限制,中广核作为世界上最大核电承建商就受到了很大的限制,与对中兴、华为的制裁如出一辙。

但是中广核的反应如何?只是云淡风轻地发了两份声明,其中有一句话很重要,“中广核在英国开展的项目,没有使用美国核技术”,与英国的合作照旧进行,丝毫不受影响。



这就是当你的科技领先时,不会看人家脸色的硬气。

无论是一个国家还是一个企业,核心竞争力在于科技,尤其是那些自己会别人不会的科技。而要获得这些科学技术的突破,关键在于科学原理的突破。

发达国家的厨师做的饭不见得比发展中国家的厨师做得好吃,但为什么他们赚得更多?

基本的原因在于发达国家有一些产业技术是领先世界的,这些行业能赚到超额利润,这些钱通过市场和政府再扩散到全国。所以这些发达国家的服务业的从业人员赚得更多,是因为沾了那些制造芯片、机床、飞机的人的光。如果一个国家的上限就是种香蕉,那么他们就只能赚到买香蕉的钱,不可能达到卖飞机的水平。

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