陳力俊/科學研究的東升西降

今年六月十五日,英国《经济学人》周刊以「中国已成为科学超级强国」专文报导中国大陆在多项科学实力指标上已领先原来的霸主美国。

衡量一个国家科学研究品质的一种方法,是统计每年产生的高影响力论文的数量。根据科学分析公司科睿唯安(Clarivate)的数据,二○○三、二○一三年美国发表的高影响力论文数量是中国的廿倍与四倍,而在最近发布的对二○二二年论文进行调查的数据中,中国已经超过了美国和整个欧盟 。

另一方面,顶尖旗舰科学期刊《自然》母公司创建的「自然指数」,统计了一系列著名期刊上发表的文章的贡献,二○一四年该指数首次推出时,中国位居第二,但对高水准论文的贡献还不到美国的三分之一,到二○二三年,中国已跃居榜首。

根据荷兰莱顿科研产出排名,中国目前有六所大学或机构进入世界前十名。一位牛津大学研究高等教育的教授说:「清华大学现在是世界第一的科技大学」,「他们用一代人的时间做到了这一点」。

中国现在产生的专利也比其他国家都多,尽管其中许多专利是针对设计的渐进式调整,而不是真正的原创发明。新的发展在中国的传播和采用往往比西方慢。但其强大的工业基础加上廉价的能源,意味着它可以迅速启动材料等物理创新的大规模生产,而应用研究正是中国的强项。

在目前最夯的人工智慧(AI)领域,纽约时报于今年三月廿二日报导,根据某些指标,中国已经超越美国成为人工智慧人才的最大出产国,几乎培养了全球一半的顶尖人工智慧研究人员,相比之下,约百分之十八的研究人员来自美国本土院校。这项研究基于二○二二年神经讯息处理系统大会上发表论文的研究人员的背景。该会议主要关注神经网路方面的进展,而神经网路是生成式AI最近发展的基础。

在半导体研究领域,曾担任「护国神山」台积电研发副总的美国史丹福大学电机系教授黄汉森,与同事在去年出版新书《矽三角》第二章中述说:「总体而言,美国学术界的半导体研究卅年来一直停滞不前:对国际电子元件会议(IEDM)、国际固态电路会议(ISSCC)和超大型积体电路技术与电路(VLSI)研讨会上的顶级论文进行综合分析,显示从一九九五年到两千年,美国撰写的论文约占总数的百分之四十,至今一直持平,而现在台湾和韩国的论文合计从仅百分之六增长到百分之廿六,来自中国大陆的论文则从几乎为零成长到百分之十。」他认为美国政府长期在经费支持上严重不足是主要原因之一。

根据《经济学人》分析,中国大陆科学变得强大是透过长期投入充裕经费、配备先进设备和培育大量人才三管齐下。以实际价值计算,中国的研发支出仅就大学和政府研究机构的支出而言,已经领先美国。据中国教育部称,二○○○年起二十年间,超过六百万名中国学生出国留学。经合组织的数据表明,自二○○○年代末以来,返回中国的科学家多于离开的科学家,中国目前雇用的研究人员数量超过了美国和整个欧盟。

从种种数据显示,在科学研究上东升西降的趋势甚为明显;在西方主导科学发展数百年后产生逆转,自然让其难以承受,因而推出一系列限制方案,但一般认为,最多延迟中国的发展,杀敌一千,自损八百,溯本归源,还需自立自强,才是正道。

(作者为中研院院士、清华大学前校长)