《经济学人》中国已成为科学⼤国

gumtreesteps

这是经济学人于2024年6月12日发表的公开文章。
2019 年，《经济学⼈》调查了中国的科研现状，并提出了中国是否有⼀天能成为科学超级⼤国的问题。今天，这个问题得到了明确的回答："是的"。最近，中国科学家在两项受到密切关注的⾼质量科学衡量标准中取得了优势，⽽且中国在顶尖研究领域的增长没有放缓的迹象。由美国、欧洲和⽇本主导的旧科学世界秩序即将终结。
衡量⼀个国家科学研究质量的⽅法之⼀是统计每年发表的⾼影响⼒论⽂的数量，也就是那些被其他科学家在以后的⼯作中最常引⽤的论⽂。根据科学分析公司Clarivate的数据，2003年美国的⾼影响⼒论⽂数量是中国的20倍。到2013年，美国发表的顶级论⽂数量约为中国的四倍，⽽在最新发布的数据中，中国发表的论⽂数量超过了美国和整个欧盟（eu）。
当然，基于引⽤的指标可以被操纵。科学家们确实会找到⽅法来增加他们的论⽂在其他研究中被提及的次数。经济学家Qui Shumin、Claudia Steinwender和PierreAzoulay最近的⼀篇⼯作论⽂指出，中国研究⼈员引⽤同胞的频率远⾼于西⽅研究⼈员。但中国现在在不易被操纵的其他基准上也领先世界。它位居《⾃然指数》榜⾸，该指数由同名出版商创建，统计出现在⼀系列著名期刊中的⽂章数量。要想⼊选发表，论⽂必须通过同⾏评审⼩组的批准，他们会评估研究质量、新颖性和潜在影响⼒。当该指数⾸次推出时，即2014年，中国排名第⼆，但贡献了不到美国三分之⼀符合条件的论⽂。截⾄2023年，中国已达到榜⾸位置。
根据莱顿科学研究产出量排名，⽬前已有六所中国⼤学或机构进⼊世界前⼗名，根据⾃然指数，则有七所。它们在西⽅可能还不是家喻户晓的名字，但⼈们已经习惯于把上海交通⼤学、浙江⼤学和北京（北⼤）⼤学与剑桥⼤学、哈佛⼤学和苏黎世⼤学相提并论。"⽜津⼤学⾼等教育学教授西蒙-马⾦森Simon Marginson）说："清华现在是世界排名第⼀的科技⼤学。⽜津⼤学⾼等教育教授西蒙-马⾦森说："这太不可思议了。他们在⼀代⼈的时间⾥就做到了这⼀点"。
如今，根据⾃然指数和引⽂计量，中国在物理科学、化学和地球与环境科学领域均居世界领先地位。但在普通⽣物学和医学科学领域，美国和欧洲仍遥遥领先。"马⾦森教授说："⼯程学是现代中国的终极学科，""我认为这⼀⽅⾯与军事技术有关，另⼀⽅⾯也是因为这是国家发展所需要的。
应⽤研究是中国的强项。例如，中国在有关过氧化物太阳能电池板的出版物中占据主导地位，这种电池在将太阳光转化为电能⽅⾯的效率远远⾼于传统的硅电池。中国化学家已经开发出⼀种从海⽔中提取氢⽓的新⽅法，使⽤⼀种特殊的膜来分离出纯⽔，然后通过电解将其分离。2023 年 5 ⽉，科学家们宣布与中国⼀家国有能源公司合作，在中国东南沿海开发了⼀个浮动氢⽓试验场。
⽬前，中国的专利数量也⽐其他任何国家都要多，尽管许多专利都是对设计的逐步调整，⽽不是真正的原创发明。与西⽅国家相⽐，新技术在中国的传播和采⽤往往更为缓慢。但中国强⼤的⼯业基础，加上廉价的能源，意味着中国可以迅速启动材料等物理创新的⼤规模⽣产。"英国公司Materials Nexus的⾸席执⾏官乔纳森-⽐恩（Jonathan Bean）说："这正是中国相对于西⽅国家的真正优势所在.
中国还在以更显眼的⽅式彰显⾃⼰的科学实⼒。本⽉早些时候，中国的嫦娥六号机器⼈飞船在⽉球阴暗⾯的⼀个巨⼤陨⽯坑着陆，采集了⼀些岩⽯样本，插上⼀⾯中国国旗，然后向地球返回。如果它能在⽉底成功返回地球，这将是⾸次从⽉球难以到达的这⼀⾯带回样本的任务。
中国科学的重塑主要通过三个⽅⾯来实现：资⾦、设备和⼈才。按实际价值计算，中国的研发⽀出⾃ 2000 年以来增长了 16 倍。根据经济合作与发展组织（OECD）的最新数据，从2021年起，中国的研发总⽀出仍落后于美国，按购买⼒平价计算，中国的研发总⽀出为6680亿美元，⽽美国为8060亿美元。但是，仅就⼤学和政府机构的⽀出⽽⾔，中国已略微领先。算上成本，美国在这些领域的基础研究⽀出仍⽐中国⾼出约50%，但中国却在应⽤研究和实验开发⽅⾯⼤⼿笔投⼊（见图 3）。
资⾦被精⼼⽤于战略领域。2006 年，ccp 发布了未来15 年科学发展的愿景。此后，科学蓝图被纳⼊了 ccp 的五年发展计划。⽬前的计划于 2021 年公布，旨在促进量⼦技术、⼈⼯智能、半导体、神经科学、遗传学和⽣物技术、再⽣医学以及深空、深海和地球两极等 "前沿领域 "的探索研究。
创建世界⼀流⼤学和政府机构也是中国科学发展计划的⼀部分。"211⼯程"、"985计划 "和 "中国九校联盟 "等举措为选定的实验室提供资⾦，以发展其研究能⼒。如果员⼯在有影响⼒的国际期刊上发表论⽂，⼤学会向他们⽀付奖⾦--据估计平均每⼈ 4.4 万美元，最⾼可达16.5 万美元。
⼈才队伍建设⼀直是当务之急。根据中国教育部的数据，从 2000 年到 2019 年，有 600 多万中国学⽣出国留学。近年来，他们带着新学到的技能和知识涌了回来。经济合作与发展组织（OECD）的数据显⽰，⾃2000 年代末以来，回国的科学家⼈数超过了出国的⼈数。中国现在雇⽤的研究⼈员⽐美国和整个欧盟都要多。
中国科学家的可⽤性意味着，例如在量⼦计算领域，该国的⼀些学术实验室在规模上更像西⽅的商业实验室。“他们有20、30甚⾄40⼈的研究团队在进⾏相同的实验，并且取得了⾮常好的进展，”代尔夫特⼤学的量⼦研究员克⾥斯蒂安·安德森说。2023年，在中国⼯作的研究⼈员打破了量⼦计算机中纠缠量⼦⽐特（qubits）数量的记录。
中国在科研装备⽅⾯也是⼤⼿笔。2019 年，当《经济学⼈》上⼀次调查中国的科研状况时，中国已经拥有了令⼈羡慕的华丽硬件，包括超级计算机、世界上最⼤的填充孔径射电望远镜和地下暗物质探测器。从那时起，这个清单就在不断扩⼤。现在，美国拥有世界上最灵敏的超⾼能宇宙射线探测器（最近被⽤来测试爱因斯坦狭义相对论的某些⽅⾯）、世界上最强的稳态磁场（可以探测材料的特性），不久还将拥有世界上最灵敏的中微⼦探测器之⼀（将被⽤来研究哪种基本亚原⼦粒⼦的质量最⼤）。欧洲和美国有很多很酷的装备，但中国正在迅速增加硬件。
中国顶尖机构的各个实验室也设备齐全。Niko McCarty是⼀名记者，曾在⿇省理⼯学院担任研究员，他最近参观了中国的合成⽣物学实验室，对这些学术机构中的“机器⽐美国更令⼈印象深刻且规模更⼤”感到震惊。在深圳先进技术研究院的⾼级⽣物制造中⼼，该国希望将其打造成中国版硅⾕，McCarty 描述了⼀个“有四层机器⼈”的“令⼈惊叹的⼤楼”。随着中国⼤学配备最先进的设备和精英研究⼈员，并且薪资越来越具有竞争⼒，西⽅机构对年轻有为的中国科学家来说吸引⼒减弱。“在中国，学⽣们不像他们的导师那样把美国视为某种‘科学圣地’，”McCarty 说道。
以⼈⼯智能为例。2019 年，从事该领域⼯作的中国学⽣中仅有 34% 留学或⼯作。根据美国智库MacroPolo的⼈⼯智能⼈才跟踪数据，到2022年，这⼀数字将达到58%（美国2022年的这⼀数字约为98%）。⽬前，中国的⼈⼯智能研究论⽂约占全球的40%，⽽美国约为10%，欧盟和英国合计为15%。有史以来引⽤率最⾼的研究论⽂之⼀，展⽰了如何在图像识别⽅⾯训练深度神经⽹络，就是由在中国⼯作的⼈⼯智能研究⼈员撰写的，尽管他们是为美国微软公司⼯作。"乔治敦新兴安全与技术中⼼（Georgetown Centre for EmergingSecurity and Technology）的⼈⼯智能分析师扎卡⾥-阿诺德（Zachary Arnold）说："中国的⼈⼯智能研究是世界⼀流的。"在计算机视觉和机器⼈学等领域，他们有很⼤的领先优势。"
中国科学质量和数量的增长看来不会很快停⽌。中国gov已宣布在 2024 年将科技研究经费增加 10%。中国正在培养⼤量的年轻科学家。2020 年，中国⼤学授予了 140 万个⼯程学学位，是美国的七倍。⽬前，中国培养的本科⽣中，顶尖研究⼈员是美国的2.5倍。到 2025年，中国⼤学培养的科技博⼠毕业⽣预计将是美国的近两倍。
尽管中国正在产⽣更多的顶级成果，但它仍然产⽣了⼤量质量较低的科学成果。平均⽽⾔，与美国、英国或欧盟相⽐，中国论⽂的影响⼒（以引⽤率衡量）往往较低。在少数被选中的⼤学取得进步的同时，中等⽔平的⼤学却被甩在了后⾯。与欧美同类院校相⽐，中国⼆流院校的论⽂质量仍然相对较差。"俄亥俄州⽴⼤学科学政策教授卡罗琳-⽡格纳（Caroline Wagner）解释说："虽然中国⼀流⼤学的质量很⾼，但基础却很薄弱。
在基础研究、好奇⼼驱动的研究（⽽⾮应⽤研究）⽅⾯，中国仍在迎头赶上--在《⾃然》和《科学》这两本最负盛名的科学杂志上，中国发表的论⽂数量远远少于美国。这或许可以部分解释为什么中国在全新技术的发现⽅⾯显得⼒不从⼼。中国企业内部的基础研究尤其匮乏，这就造成了科学家的发现与可能最终使⽤这些发现的⾏业之间的差距。"中国太阳能企业隆基绿⾊能源技术有限公司（Longi Green Energy Technology）⾸席科学家徐锡祥说：
"对于更多的原始创新⽽⾔，这可能是⼀个减分项。
发表论⽂的激励机制催⽣了伪造科学出版物市场。今年早些时候发表在《研究伦理》期刊上的⼀项研究中，包含了对中国学者的匿名采访，其中⼀位表⽰他“别⽆选择，只能进⾏[研究]不端⾏为”，以应对发表压⼒并保住⼯作。“引⽤联盟”已经出现，⼀些研究⼈员组成⼩团体撰写低质量论⽂，相互引⽤彼此的⼯作，以提⾼他们的指标。2020年，中国科学机构宣布这种现⾦换取出版物的做法应该结束，并且在2021年，国家宣布对科研不端⾏为进⾏全国性审查。这带来了改进——根据2023年发布的⼀项研究，中国研究⼈员⾃我引⽤率正在下降。⽽且中国中等排名⼤学也逐渐赶上西⽅同类院校。
因此，美国和欧洲仍处于领先地位的领域不太可能长久保持安全。伯明翰⼤学（University of Birmingham）⽣物技术教授、英国商务部前顾问蒂姆-达福恩（TimDafforn）说，⽣物和健康科学在很⼤程度上依赖于深厚的特定学科知识，对中国来说，"带回并加速发展 "历来⽐较困难。但中国在这些领域的地位正在不断提升。尽管⽬前美国在临床医学领域发表的有重⼤影响的论⽂⼤约是中国的四倍，但在许多领域，中国发表的引⽤这⼀核⼼研究的论⽂最多，这表明中国的兴趣正在增长，预⽰着未来的扩展。"Clarivate科学信息研究所⾸席科学家乔纳森-亚当斯（Jonathan Adams）说："在⽣物学⽅⾯，中国的发展速度⾮常快。"他说："中国将重点转向⼀个新领域的能⼒相当惊⼈。
在美国作者撰写的电信论⽂中，⼤约三分之⼀有中国合作者的参与。在成像科学、遥感、应⽤化学和地质⼯程领域，这⼀数字介于 25% 和 30% 之间。在欧洲，这⼀数字较低，约为 10%，但仍很可观。这些合作关系对两国都有利。中国倾向于在材料和物理等⾃⾝实⼒较强的领域开展更多合作。去年发布的⼀项预印本研究发现，在ai研究中，有⼀位来⾃美国或中国的合著者对来⾃另⼀个国家的作者同样有益，平均可多被引⽤75%.
通过合作，我们也取得了⼀些显著的成功。在covid-19期间，⽜津⼤学⼯程系和⽜津⼤学苏州⾼级研究中⼼联合开发了⼀种快速covid检测⽅法，并在英国机场⼴泛使⽤。2015 年，卡迪夫⼤学和华南农业⼤学的研究⼈员发现了⼀种使细菌对抗⽣素可乐定产⽣耐药性的基因。此后，作为该药物最⼤消费国的中国禁⽌在动物饲料中使⽤该药物，动物和⼈类对可乐定的耐药性⽔平也随之下降.
在美国和欧洲，政治压⼒正在限制与中国的合作。今年3 ⽉，美国与中国签署的《科技协议》悄然续签了六个⽉，该协议规定两国科学家可就互利课题开展合作。尽管中国政府似乎热衷于续签这份已有 45 年历史的协议，但许多共和党⼈担⼼，与中国的合作正在帮助中国实现其国家安全⽬标。在欧洲，除了环境和⽓候项⽬外，中国的⼤学实际上⼀直被禁⽌通过 "地平线 "计划（欧洲的⼀项⼤型研究计划）获得资⾦.
科学家们还担⼼中国正在向内转。中国已明确提出要在许多科技领域实现⾃⼒更⽣，并不再将国际出版物作为衡量研究成果的⼀种⽅式。许多研究⼈员不愿意接受媒体采访--在中国寻找消息来源进⾏报道具有挑战性。⼀位不愿透露姓名的中国植物科学家说，她必须提前⼀年申请才能参加海外会议。"这很⽭盾--⼀⽅⾯，他们设置了限制，让科学家没有⾃由，⽐如不能出国与同事交流。但另⼀⽅⾯，他们又不希望中国落后".
中西⽅绝⼤多数科学家都认为，合作必须继续下去，最好是加强合作。⽽且还有更多的空间。虽然中国的科学产出⼤幅增长，但与国际合作者进⾏的科学研究所占的⽐例⼀直稳定在 20% 左右--西⽅科学家的国际合作往往要多得多。西⽅研究⼈员也可以更多地关注来⾃中国的最新科学成果。去年发表在《⾃然-⼈类⾏为》（Nature Human Behaviour）杂志上的⼀项研究数据显⽰，在同等质量的⼯作中，中国科学家对西⽅论⽂的引⽤远远多于西⽅科学家。西⽅科学家很少到中国访问、⼯作或学习，这使他们失去了向中国同⾏学习的机会，⽽中国科学家在西⽅却做得很好。
对希望进⼊西⽅实验室的中国学⽣和研究⼈员关上⼤门，对西⽅科学也将是灾难性的。中国研究⼈员是美国和欧洲顶尖⼤学许多院系的中坚⼒量。2022年，在美国⼯作的顶级艾滋病研究⼈员中，来⾃中国的⼈数多于来⾃美国的⼈数。西⽅的科学模式⽬前依赖于⼤量的学⽣（通常来⾃海外）来开展⼤部分⽇常研究。
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文章摘要：

根据英国知名杂志《经济学人》的报道，中国已经成为一个科学超级大国。让我们来看看一些关键指标和原因：

高引用率论文数量：中国科学家在高引用率（即“高影响力”）论文数量方面取得了长足进步。根据科学分析公司Clarivate的数据，中国的高引用率论文数量已经超过了美国和欧盟。
自然指数：自然指数是衡量一个国家科研质量的另一个重要指标。根据自然指数，中国的高质量论文数量也名列前茅。
农业研究成就：中国科学家在农业领域取得了令人印象深刻的成就，例如发现了一些可以增加作物产量的基因，如去除后可以增加小麦的长度和重量的基因、提高高粱和小米等农作物在咸土壤中生长能力的基因，以及使玉米产量提高10%左右的基因。
资金、设备和人才：中国的研发支出不断增加，先进的科研设备也在不断投资。此外，中国的海归学生（回国的学生）成为了主要科研力量，发表的论文数量超过了留在美国的同等研究人员。
虽然中国在科研领域取得了巨大进步，但仍需克服一些短板，如基础研究薄弱和中等大学教育水平较差。中西方科研合作至关重要，对中国学生和研究人员关上大门将给西方科学带来灾难性后果。
总之，中国的科学发展令人瞩目，但仍需持续努力。

星星星星

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星星星星 发表于 2024-6-16 23:43
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