科學(xué)崛起的奧秘

李淼

中國(guó)的粉絲比爾·蓋茨曾說(shuō)，中國(guó)正處于一個(gè)絕佳的時(shí)代。是的，我們必須承認(rèn)，中國(guó)在經(jīng)濟(jì)上已重新崛起，GDP七年來(lái)翻倍，規(guī)模達(dá)到了美國(guó)的三分之二。但另一個(gè)大家很關(guān)注的問(wèn)題是，什么時(shí)候中國(guó)的科學(xué)產(chǎn)出能夠與美國(guó)媲美？有人會(huì)說(shuō)，中國(guó)的論文產(chǎn)出已經(jīng)是世界第二了，當(dāng)中國(guó)經(jīng)濟(jì)超越美國(guó)之時(shí)，也是中國(guó)科學(xué)超越美國(guó)之時(shí)。

答案當(dāng)然不會(huì)這么簡(jiǎn)單。僅僅從產(chǎn)量上看，中國(guó)的論文數(shù)量與美國(guó)的論文數(shù)量之比正好和經(jīng)濟(jì)體量之比差不多。2016年，中國(guó)人作為第一作者共計(jì)發(fā)表29.06萬(wàn)篇論文，而美國(guó)相應(yīng)的數(shù)字是50.23萬(wàn)篇，也許不需要十年中國(guó)的論文產(chǎn)出就會(huì)超過(guò)美國(guó)。但是，從影響力方面看，截至2017年10月，中國(guó)高被引論文差不多是兩萬(wàn)篇，排位是第三。論文被引用次數(shù)是衡量一篇論文質(zhì)量的指標(biāo)之一，中國(guó)高被引論文的數(shù)量不到美國(guó)的三分之一，這說(shuō)明中國(guó)產(chǎn)出論文的平均質(zhì)量還是要差很多。如果僅僅看這些數(shù)字，我們能不能得出這樣的結(jié)論：如果中國(guó)經(jīng)濟(jì)超越美國(guó)需要10年，那么中國(guó)科學(xué)超越美國(guó)就需要20年？

我覺(jué)得20年這個(gè)估計(jì)還是太樂(lè)觀了?？匆豢礆v史能夠告訴我們什么：美國(guó)大約在一百年前在很多領(lǐng)域首次超越英國(guó)，而在科學(xué)上美國(guó)成為世界第一，是第二次世界大戰(zhàn)之后的事了。

科學(xué)和經(jīng)濟(jì)存在一定相關(guān)性。5個(gè)世紀(jì)前，西班牙是世界第一強(qiáng)國(guó)，其航海技術(shù)領(lǐng)先世界，在世界各地建立了很多殖民地。一個(gè)世紀(jì)后，西班牙的無(wú)敵艦隊(duì)被英國(guó)擊敗，但英國(guó)還沒(méi)有成為世界第一強(qiáng)國(guó)。在第一次工業(yè)革命之后，英國(guó)利用科技方面的領(lǐng)先成為世界第一強(qiáng)國(guó)。不到兩個(gè)世紀(jì)，英國(guó)被美國(guó)取代。美國(guó)成為經(jīng)濟(jì)大國(guó)也主要?dú)w功于工業(yè)化，在經(jīng)濟(jì)成為第一大國(guó)后，美國(guó)花了大約50年成為科學(xué)第一大國(guó)。

中國(guó)在經(jīng)濟(jì)迅速成長(zhǎng)的同時(shí)，最近20年特別是最近10年科學(xué)成長(zhǎng)也十分迅速。從前面的討論來(lái)看，中國(guó)科學(xué)的成長(zhǎng)主要在數(shù)量方面而不是在質(zhì)量方面。也許，最近發(fā)生的一些事件將促使中國(guó)更加重視科技產(chǎn)出的質(zhì)量。

另一個(gè)衡量科學(xué)產(chǎn)出質(zhì)量的指標(biāo)是諾貝爾獎(jiǎng)。中國(guó)本土產(chǎn)生的科學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)僅僅只有一個(gè)，美國(guó)在這方面仍然是毫無(wú)爭(zhēng)議的世界第一。不過(guò)，德國(guó)物理學(xué)家格羅斯的最新研究表明，美國(guó)人的諾貝爾獎(jiǎng)產(chǎn)量在明顯下降。

先看總量。只看科學(xué)獎(jiǎng)，美國(guó)人獲獎(jiǎng)的總?cè)藬?shù)是120人左右，英國(guó)是40人左右，德國(guó)也是40人左右，法國(guó)是20人左右。再看獲獎(jiǎng)率，數(shù)學(xué)高手格羅斯用每年每?jī)|人中的獲獎(jiǎng)人數(shù)來(lái)計(jì)算獲獎(jiǎng)率，美國(guó)在1972年達(dá)到巔峰，那一年的獲獎(jiǎng)率是0.83。而最近，美國(guó)的獲獎(jiǎng)率已經(jīng)降低到0.34，與峰值相比下降了60%。格羅斯估計(jì)，12年后，美國(guó)的獲獎(jiǎng)率還要下降50%。其他國(guó)家呢？英國(guó)的獲獎(jiǎng)率相當(dāng)穩(wěn)定，一直維持在0.98左右，德國(guó)和法國(guó)的獲獎(jiǎng)率差不多，都是0.2左右。

美國(guó)獲獎(jiǎng)率持續(xù)下降的主要原因是對(duì)科學(xué)研究投入的下降，美國(guó)選擇科學(xué)的本科生和研究生數(shù)目一直在下降，這方面的下降基本上由來(lái)自其他國(guó)家的學(xué)生補(bǔ)足。盡管美國(guó)在物理、化學(xué)等傳統(tǒng)學(xué)科方面的地位在下降，但在人工智能方面的投入?yún)s在增加?？梢灶A(yù)見(jiàn)，中國(guó)由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，理工科生的數(shù)量將不會(huì)明顯減少。從我自己接觸到的有限的中小學(xué)科學(xué)教育方面來(lái)看，科學(xué)越來(lái)越熱了，這也是中國(guó)在未來(lái)成為科學(xué)強(qiáng)國(guó)的必要土壤。