科技与文明等级——中国科技和世界大势

文_胡不归（中国科技大学副研究员，化学博士）

科技与文明等级——中国科技和世界大势

文_胡不归（中国科技大学副研究员，化学博士）

从能源的角度看，用火的文明，用畜力的文明，用蒸汽机的文明，用电力的文明，和用核聚变的文明，发展程度是完全不同的。从材料的角度看，用石头的文明，用青铜的文明，用铁的文明，用化学合成的塑料、橡胶、纤维的文明，和用刘慈欣科幻小说《三体》中的强相互作用材料“水滴”的文明，发展程度是完全不同的。

把这个视角转移到国家之间，会发现，科技水平是国家实力、人民生活水平的最本质的标志。当今世界科技水平最高的国家显然是美国。中国的科技水平处于什么位置呢？

基础研究的论文与期刊

科学技术分为基础研究、应用研究、工业技术、生产经验等多个层次。各个层次之间既有密切的联系，也可以有一定程度的不同步。不同背景的人往往关注的层面不同。笔者从事理论与计算化学的基础研究，先在这里介绍一下基础研究的现状。

基础研究的成果，在绝大部分情况下表现为学术论文，发表在科学期刊上。科学界之外的人往往觉得能发表论文就很了不起了，但其实不同的论文之间水平相差很远，科研人员对论文质量的重视程度远远超过数量。如何评价论文的质量？如果对一个领域很熟悉，自然可以仔细阅读每篇文章，就其内容给出评价。但世界上的论文早已汗牛充栋，谁都看不过来，现代科学又分得越来越细，即使对相近专业的论文也很可能不足以给出评价。那么怎么快速地估计文章质量呢？简单而有效的办法是看它发表的期刊。

世界上有数以万计的科学期刊，不同的期刊之间审稿标准相差很远，好比奥运会和学校运动会的区别。英国的《自然》（Nature）和美国的《科学》（Science）是两家著名的顶级期刊，它们的文章范围涵盖整个自然科学。有一些声名卓著的杂志涵盖整个一级学科，如《物理评论快报》《美国化学会志》《德国应用化学》《化学科学》。又有一些质量很高的杂志覆盖一个二级学科，如《有机化学通讯》《高能物理杂志》。这是一幅学术金字塔的图像。把哪些杂志称为一流是有一定任意性的，但出入也不会太大。

近年来，《自然》的发行者自然出版集团提出了一套衡量国家或研究机构基础科研产出的指标，称为自然出版指数。挑选了68家一流期刊，统计每个国家或研究单位在这些期刊上发表多少论文。不是说这68家杂志上的文章都很好，这些文章中也难免有一些价值不大的。但毕竟，在这68家杂志中出现重要文章的概率比在其它杂志上大得多。当代科学合作很频繁，一篇文章经常有多个跨单位甚至跨国的作者。所以又做了进一步的分析，把一篇文章平均分给每个作者，再根据每个作者的地址信息确定每个国家或单位占多少份额，称为分数计数WFC。比如一篇文章有两个作者，一人来自中国，一人来自美国，那么中美就各得到0.5。此外，在这68家期刊中的天文学论文占世界所有天文学论文的比例大约是其它学科的5倍，因此他们又把天文学论文的权重乘以0.2，作为最重要的评判指标。

2014年12月，自然出版集团公布了2014年的统计结果。美国的WFC排第一，18643。中国第二，5206。德国第三，4077。四到十位是日本、英国、法国、加拿大、西班牙、瑞士、韩国，从3371到1151。超级大国苏联的继承者俄罗斯不在前十之中。可以看出美国非常强大，WFC是中国的3.6倍。但中国排第二，达到德国的1.3倍、日本的1.5倍。

再从研究单位的角度看，WFC最高的是中国科学院，高达1209，是第二位哈佛大学（852）的1.4倍。也许这不公平，中国科学院是由许多研究所组成的，与大学没有可比性。然而第三位是德国马克斯·普朗克学会（729），第四位是法国国家科学研究院（721）。都和中国科学院类似，可见至少在科学协会之间比，中国科学院排第一是没有疑问的。再仔细想想，一个大学有很多院系和专业，而像中国科学院化学研究所、中国科学院等离子体物理研究所这样的研究所只对应于大学的一个学院、一个系甚至一个专业，所以把协会和大学的科技产出做对比也未尝不可。

以上结果对科学界之外的人来说可能有点意外，但对科研工作者来说很正常。仅仅十多年前，中国的一流文章还非常少见，很多教授都从来没发过。进入21世纪以来，中国科技论文的数量和质量都出现了爆炸性的增长，对人才的标准也一路水涨船高。

中国的上升势头之猛可以从各国2014年与2013年WFC的对比上看出来。美国下降0.8%，德国上升1.0%，日本下降2.3%，英国上升0.9%，然后六到十位的法国、加拿大、西班牙、瑞士、韩国都是下降的。中国呢？上升14.9%！这是个什么概念？如果保持14.9%的增速，5年就会翻一番。如果中美都保持14.9%和-0.8%的变化率，8.7年后中国就会赶上美国。

然而还没完。自然出版集团的WFC数据是每月更新的。现在显示的是从2014年6月到2015年5月的统计，跟2014年12月的数据相比刚好过去了半年。仅仅半年时间里，中国的WFC又从5026变成了6318，增长25.7%。按照这样的速度，两个半年即一年就会增长58%，达到7942。

五大知识产权局的专利数据

基础研究的产出可以用科学论文度量，下面我们再来看应用技术的产出，用专利度量。世界五大知识产权局是欧洲专利局、日本特许厅、韩国特许厅、中国国家知识产权局和美国专利商标局，五局处理了世界80%的专利申请，承担了专利合作条约95%的工作。

2015年初，五局发布了2014年的主要统计数据报告，完整版的2014年五局统计报告将于2015年底完成。专利分为发明专利、实用新型专利和外观设计专利，显然发明专利是与科技水平相关程度最高的。

2014年五局共收到230万件发明专利申请，其中最多的是中国，高达92.8万件，占了40%。其次是美国，57.9万件。日本、欧洲、韩国分别是32.6万件、27.4万件和21.0万件。这是中国连续第四年居于发明专利申请量第一的位置。跟2013年相比的增速，中国也是最高的，达到12.5%。美日欧韩的增速分别是1.3%、-0.7%、3.1%和2.8%。

再来看发明专利的授权。2014年五局共授权了95.54万件发明专利，其中最多的是美国，30.1万件，占31%。其次是中国，23.3万件。日本、韩国、欧洲分别是22.7万件、13.0万件和6.5万件。中国的增速12.3%最高，美日韩欧的增速分别是8.2%、-18.0%、1.9%和-3.1%。

有一点需要注意的是，每个知识产权局的申请人都来自全世界，不只是自己国家。在中国国家知识产权局的申请人中，86%来自中国，4%来自美国。而在美国专利商标局的申请人中，只有50%来自美国，3%来自中国。在授权方面，中国国家知识产权局的专利权人中，来自中国和美国的分别占70%和7%。美国专利商标局的专利权人中，来自美国和中国的分别占48%和2%。显然，美国专利的国际化程度比中国高不少，吸收外国智力成果的能力值得我们学习。