科技與文明等級——中國科技和世界大勢

文_胡不歸（中國科技大學副研究員，化學博士）

科技與文明等級——中國科技和世界大勢

文_胡不歸（中國科技大學副研究員，化學博士）

從能源的角度看，用火的文明，用畜力的文明，用蒸汽機的文明，用電力的文明，和用核聚變的文明，發展程度是完全不同的。從材料的角度看，用石頭的文明，用青銅的文明，用鐵的文明，用化學合成的塑料、橡膠、纖維的文明，和用劉慈欣科幻小說《三體》中的強相互作用材料“水滴”的文明，發展程度是完全不同的。

把這個視角轉移到國家之間，會發現，科技水平是國家實力、人民生活水平的最本質的標志。當今世界科技水平最高的國家顯然是美國。中國的科技水平處于什么位置呢？

基礎研究的論文與期刊

科學技術分為基礎研究、應用研究、工業技術、生產經驗等多個層次。各個層次之間既有密切的聯系，也可以有一定程度的不同步。不同背景的人往往關注的層面不同。筆者從事理論與計算化學的基礎研究，先在這里介紹一下基礎研究的現狀。

基礎研究的成果，在絕大部分情況下表現為學術論文，發表在科學期刊上。科學界之外的人往往覺得能發表論文就很了不起了，但其實不同的論文之間水平相差很遠，科研人員對論文質量的重視程度遠遠超過數量。如何評價論文的質量？如果對一個領域很熟悉，自然可以仔細閱讀每篇文章，就其內容給出評價。但世界上的論文早已汗牛充棟，誰都看不過來，現代科學又分得越來越細，即使對相近專業的論文也很可能不足以給出評價。那么怎么快速地估計文章質量呢？簡單而有效的辦法是看它發表的期刊。

世界上有數以萬計的科學期刊，不同的期刊之間審稿標準相差很遠，好比奧運會和學校運動會的區別。英國的《自然》（Nature）和美國的《科學》（Science）是兩家著名的頂級期刊，它們的文章范圍涵蓋整個自然科學。有一些聲名卓著的雜志涵蓋整個一級學科，如《物理評論快報》《美國化學會志》《德國應用化學》《化學科學》。又有一些質量很高的雜志覆蓋一個二級學科，如《有機化學通訊》《高能物理雜志》。這是一幅學術金字塔的圖像。把哪些雜志稱為一流是有一定任意性的，但出入也不會太大。

近年來，《自然》的發行者自然出版集團提出了一套衡量國家或研究機構基礎科研產出的指標，稱為自然出版指數。挑選了68家一流期刊，統計每個國家或研究單位在這些期刊上發表多少論文。不是說這68家雜志上的文章都很好，這些文章中也難免有一些價值不大的。但畢竟，在這68家雜志中出現重要文章的概率比在其它雜志上大得多。當代科學合作很頻繁，一篇文章經常有多個跨單位甚至跨國的作者。所以又做了進一步的分析，把一篇文章平均分給每個作者，再根據每個作者的地址信息確定每個國家或單位占多少份額，稱為分數計數WFC。比如一篇文章有兩個作者，一人來自中國，一人來自美國，那么中美就各得到0.5。此外，在這68家期刊中的天文學論文占世界所有天文學論文的比例大約是其它學科的5倍，因此他們又把天文學論文的權重乘以0.2，作為最重要的評判指標。

2014年12月，自然出版集團公布了2014年的統計結果。美國的WFC排第一，18643。中國第二，5206。德國第三，4077。四到十位是日本、英國、法國、加拿大、西班牙、瑞士、韓國，從3371到1151。超級大國蘇聯的繼承者俄羅斯不在前十之中。可以看出美國非常強大，WFC是中國的3.6倍。但中國排第二，達到德國的1.3倍、日本的1.5倍。

再從研究單位的角度看，WFC最高的是中國科學院，高達1209，是第二位哈佛大學（852）的1.4倍。也許這不公平，中國科學院是由許多研究所組成的，與大學沒有可比性。然而第三位是德國馬克斯·普朗克學會（729），第四位是法國國家科學研究院（721）。都和中國科學院類似，可見至少在科學協會之間比，中國科學院排第一是沒有疑問的。再仔細想想，一個大學有很多院系和專業，而像中國科學院化學研究所、中國科學院等離子體物理研究所這樣的研究所只對應于大學的一個學院、一個系甚至一個專業，所以把協會和大學的科技產出做對比也未嘗不可。

以上結果對科學界之外的人來說可能有點意外，但對科研工作者來說很正常。僅僅十多年前，中國的一流文章還非常少見，很多教授都從來沒發過。進入21世紀以來，中國科技論文的數量和質量都出現了爆炸性的增長，對人才的標準也一路水漲船高。

中國的上升勢頭之猛可以從各國2014年與2013年WFC的對比上看出來。美國下降0.8%，德國上升1.0%，日本下降2.3%，英國上升0.9%，然后六到十位的法國、加拿大、西班牙、瑞士、韓國都是下降的。中國呢？上升14.9%！這是個什么概念？如果保持14.9%的增速，5年就會翻一番。如果中美都保持14.9%和-0.8%的變化率，8.7年后中國就會趕上美國。

然而還沒完。自然出版集團的WFC數據是每月更新的。現在顯示的是從2014年6月到2015年5月的統計，跟2014年12月的數據相比剛好過去了半年。僅僅半年時間里，中國的WFC又從5026變成了6318，增長25.7%。按照這樣的速度，兩個半年即一年就會增長58%，達到7942。

五大知識產權局的專利數據

基礎研究的產出可以用科學論文度量，下面我們再來看應用技術的產出，用專利度量。世界五大知識產權局是歐洲專利局、日本特許廳、韓國特許廳、中國國家知識產權局和美國專利商標局，五局處理了世界80%的專利申請，承擔了專利合作條約95%的工作。

2015年初，五局發布了2014年的主要統計數據報告，完整版的2014年五局統計報告將于2015年底完成。專利分為發明專利、實用新型專利和外觀設計專利，顯然發明專利是與科技水平相關程度最高的。

2014年五局共收到230萬件發明專利申請，其中最多的是中國，高達92.8萬件，占了40%。其次是美國，57.9萬件。日本、歐洲、韓國分別是32.6萬件、27.4萬件和21.0萬件。這是中國連續第四年居于發明專利申請量第一的位置。跟2013年相比的增速，中國也是最高的，達到12.5%。美日歐韓的增速分別是1.3%、-0.7%、3.1%和2.8%。

再來看發明專利的授權。2014年五局共授權了95.54萬件發明專利，其中最多的是美國，30.1萬件，占31%。其次是中國，23.3萬件。日本、韓國、歐洲分別是22.7萬件、13.0萬件和6.5萬件。中國的增速12.3%最高，美日韓歐的增速分別是8.2%、-18.0%、1.9%和-3.1%。

有一點需要注意的是，每個知識產權局的申請人都來自全世界，不只是自己國家。在中國國家知識產權局的申請人中，86%來自中國，4%來自美國。而在美國專利商標局的申請人中，只有50%來自美國，3%來自中國。在授權方面，中國國家知識產權局的專利權人中，來自中國和美國的分別占70%和7%。美國專利商標局的專利權人中，來自美國和中國的分別占48%和2%。顯然，美國專利的國際化程度比中國高不少，吸收外國智力成果的能力值得我們學習。