谁在主导中日韩的国际科学合作？*

陈 悦 左 佳 宋 超 宋 凯

(大连理工大学科学学与科技管理研究所暨WISLAB实验室 大连 116024)

0 引 言

自2018年以来日益升级的中美贸易摩擦表明，中美的战略关系已经从 “合作伙伴”转变为“竞争对手”，美国对华战略由“接触”转变为“遏制”。其根本原因在于美国所主导的全球化体系是依各国的“科学技术”发展而定位的，中国科学技术的强劲发展使得以美国为代表的单边主义、孤立主义与反全球化浪潮不断冲击着世界贸易体系。面对当前复杂的国际形势，2019年5月，国务委员兼外交部长王毅在中日韩合作国际论坛上明确表示：“中日韩三国合作迎来上升期，中方愿与日韩一道，合力建设东亚经济共同体，进而培育亚洲命运共同体”。

目前有关中日韩的合作研究大多基于经济贸易[1-5]和政治互信[6-7]，都不可避免地着重考虑国际政治关系与美国因素，而对科技因素关注尚显不足。但当前基于科学和新兴技术发展差异而形成的新分工模式使得各国间专业化程度进一步加深[8]，科技因素已经成为国际经贸关系的主导因素之一，也是决定一国外贸竞争力的决定性因素[9]。各经济体的R&D经费支出能够反映提升科学技术能力的意愿，图1表明中国近十年R&D经费以年均17.4%的速度快速增长，增幅近320%，总量已仅次于美国，位居第二，已然成为具有全球影响力的科技大国。日本的R&D支出稳步增长，总量位居世界第三；韩国R&D经费也增幅显著，十年间增幅43%。这表明作为东北亚的三个重要国家，中国、日本和韩国都积极加速科技领域的发展，都显示出了日益提升的科技创新能力，这为中日韩的科技合作奠定了好的基础。

近40年来，中日韩科学合作论文逐年增长(图2)，已达近14万篇(WoS数据库中检索到43 035篇中韩合作论文和96 007篇中日合作论文，其中中日韩三国共同合作论文为6 697篇(中日合作论文检索式：“CU = (Peoples R China AND Japan)”；中韩合作论文检索式：“CU = (Peoples R China AND South Korea)”；中日韩三国合作论文检索式：“CU = (Peoples R China AND Japan AND South Korea)”，检索年份为1979-2019年，检索时间：2020年8月12日。))共有30余万研究者参与到其中。随着科学研究复杂性的增加，作者合作规模也呈现增长趋势(图3)，整体来看，3-6人合作发表论文居多，中日合作的作者最佳规模为5人，而韩国略低为4人。同时可以发现随着时间的变化参与合作的作者规模呈现出逐渐扩大的趋势。

图1 2007-2018年中日韩三国R&D经费投入

图2 中日韩科学合作论文趋势

其实，中日韩科学合作的论文不仅仅存在于WoS数据库中，还大量存在于中国、日本和韩国的本地数据库中，但为了反映三国在国际合作中的地位，我们排除掉母语写作的影响，选择了英文文献作为分析对象，即以14万多篇的中日韩合作论文为数据源。所谓科技合作中的主导，是指在科技合作中发挥着统领方向和推动全局发展。本文所指的主导力量，是指在中日韩三方合作完成的国际论文中，发挥着主要作用的一方，或者是对研究主题把控的一方。基于此，本文试图从论文完成的第一作者和通讯作者、高影响力论文以及基金资助这三个层面来分析判断中日韩科学合作的主导地位及其变化趋势。

图3 中日、中韩科学合作规模变化

1 基于重要作者的主导趋势

在一篇多作者合作的论文中，署名排序虽有国际惯例，但没有通行的标准，各学科和各国家也各不相同。但通常认为通讯作者和第一作者在合作中发挥的作用更为重要。通讯作者通常是科学研究项目的负责人，承担整个研究课题的组织、设计实施以及分配工作，是整篇论文的核心人物，他对论文的科学性、真实可靠性负主要责任[10]。第一作者作为主要执笔人，一般认为是科学研究的主要完成者。因此，我们可以通过对通讯作者和第一作者的国别来判断在科学合作中发挥主导作用的国家。虽然学术界对于到底由通讯作者还是第一作者来表征学术论文的主导地位有所争议，但是将二者同时结合起来，或许可以获取更有说服力的论据。

1.1中日合作在96 007篇中日合作论文中，中国学者发挥科学合作主导作用总体优势显著，约一半(47801篇)论文的通讯作者和约一半(49 171篇)论文的第一作者都来自于中国，通讯作者和第一作者都为中国人的论文约占44%(42 243篇)。而日本学者为通讯作者的论文占到35%(33 825篇)，为第一作者的占到32%(30 529篇)，通讯作者和第一作者都是日本人的论文比例为27%(25 921篇)。在中日均不作为重要作者参与的科学合作论文中，发挥主导作用的作者主要来自于美国、德国、澳大利亚、英国等发达国家。

图4 中日科学合作主导趋势

值得注意的是，从重要作者角度来看，中国和日本在科学合作中的主导地位和性质是变化的(图4)。中日合作的第一篇论文是发表在1979年，日本学者为通讯作者，中国学者为第一作者。自此到90年代，日本通讯作者一直占有绝对的主导地位；但从1989年开始，中国通讯作者主导优势逐年增强，而日本则逐年减弱；到了2003年，中国通讯作者比重开始超过日本，而且这种优势仍在加强。在中日合作早期，中国作为第一作者参与合作的论文篇数较少，主导优势并不明显，但到20世纪末，中国第一作者与日本第一作者的主导差距越来越小，说明中国学者越来越多地在合作中承担着主笔人的角色，2003年至今，中国第一作者的主导优势越来越明显。这表明在中日科学合作早期，中国学者是学习跟随，主要作为执笔人完成日本学者所负责的科研项目，而后期，随着中国科技实力的增强，作为科研项目和主要完成人而体现的中国的主导优势不断加强，而日本学者在合作研究中发挥的作用就减弱了。中国主导的论文研究领域主要为多学科交叉的材料科学、物理化学以及工程电气和电子科学等领域；日本主导论文的研究领域则主要为多学科化学、生物化学与分子生物学等领域。

图5 中日科学合作主导机构

在中日合作的论文中，发挥重要作用的通讯作者和第一作者所在机构表现出高度的一致性(图5)。中国的中国科学院(注：中国科学院总共有115个具有独立法人资格的所级机构，在此归并在一起)、上海交通大学、浙江大学、北京大学、清华大学、南京大学和大连理工大学，以及日本的东京大学、日本东北大学、京都大学和国家材料科学研究院等高校和科研机构在中日合作中表现较为突出的主导作用。

1.2中韩合作在43 035篇中韩合作论文中，36%(15 510篇)论文的通讯作者和40%(17 237篇)论文的第一作者来自于中国，30%(11 845篇)是二者兼任。韩国学者为通讯作者占比37%(15 852篇)，为第一作者的占28%(12 209篇)，其中26%(10 088篇)是二者兼任。还有约30%的论文是由美国、日本、亚美尼亚、德国、俄罗斯等国家为通讯作者或第一作者。

中韩合作的主导地位较为对等(图6)。中韩合作的第一篇论文发表于1984年，加拿大学者为通讯作者，韩国学者是第一作者。自此到1992年，双方通讯作者的主导优势表现均不明显，但之后双方的主导地位开始稳步上升，说明中韩合作初期主要是参与别国主导的研究。到2012年之前，中国与韩国的通讯作者和第一作者比重基本吻合，主导地位呈现交叉波动的特点，即中国主导作用较强时，韩国主导相对较弱，反之同理。2012年之后，韩国通讯作者主导优势相对明显，而韩国第一作者则呈现较明显的下降趋势。总体而言，在中韩科学合作中，中国学者与韩国学者主导地位不相上下，早期和近些年中国作为第一作者的主导作用相对明显一些。另外，需要注意的是，中韩两国无论是在通讯作者还是第一作者主导的文章都没有超过50%，说明还有相当的科学研究是由其他国家主导而中韩参与其中。

图6 中韩科学合作主导趋势

中国机构主导中韩合作论文的积极性和产出远不如韩国科研机构(图7)。与中日合作中主导机构的分布特征不同，在中韩科学合作论文中，由中国主导的科研机构只表现出中科院一家独大的特征，除中科院以外，只有哈尔滨工业大学、北京大学和上海交通大学三所高校表现较为突出，其余论文产出较高的主导机构均集中在了韩国，以国立首尔大学、延世大学、埃里温物理研究所等为代表。

1.3中日韩三国合作值得注意的是，中日韩的合作并不仅局限于三国之间，美国在其中发挥的作用不容忽视。近40年来，中日韩三国共同参与合作的科学论文共有6 697篇，总体来看日本与美国发挥了相对明显的主导作用(见图8)。

图7 中韩科学合作主导机构

从主导变化的趋势来看，中日韩美四国是趋同的(图9-10)。1985年，中日韩三国合作发表三篇论文，其中两篇由日本学者为通讯作者，两篇由中国学者为第一作者。2011年之前，日本作者一直占据绝对的主导地位，美国通讯作者的主导地位仅次于日本，中国通讯作者在中日韩合作中并不具有主导优势，而第一作者在合作早期展现过较为明显的主导优势。日本在本世纪初的主导优势就迅速下降，直到2012年，主导地位已经略低于中国。近十年四国的主导优势基本相当，均稳定在20%以内。

图8 中日韩合作重要作者国家分布

图9 中日韩合作通讯作者主导趋势

图10 中日韩合作第一作者主导趋势

在中日韩三国共同参与合作的论文中，中国科学院与日本东京大学在通讯作者与第一作者中均表现突出(图11)，其次还包括美国加州理工学院，韩国首尔大学、日本名古屋大学与日本东北大学。另外，香港中文大学作为第一作者的主导机构表现较为突出，台湾大学则积极作为通讯作者的主导机构发挥作用。

2 基于高影响力论文的主导趋势

高影响力论文可以从影响的深度和广度来判断，前者主要反映在某个学科领域内的被引频次，后者主要反映在影响学科领域的广泛程度，但最终都体现在被引频次上。本文在此分别依据二八定律、ESI高被引论文和ESI热点论文三个层面逐一探寻高影响力的论文由谁主导及其变化趋势如何。

图11 中日韩合作主导机构

在132 332篇中日韩科学合作论文中，依次依据二八定律提取出累计被引频次达到80%的前29 113篇(占全部论文总数的22%)，ESI指标提取出2 563篇各学科领域中的最优秀的1%论文高被引论文，进而提取出122篇各学科领域中最优秀的0.1%的热点论文。这些论文的通讯作者和第一作者的国家分布如表1所示，整体上看，由中国主导的论文在高被引论文中占比最多，其次为日本，韩国主导占比最小。但随着论文影响力的提升，中国主导优势渐弱，而美国在其中的主导作用是非常突出的，在ESI高被引论文中，中日韩的合作论文，美国占据了第二位的主导地位，而在ESI热点论文中，美国发挥着第一位的主导作用。从这一角度上看，美国毋庸置疑仍是世界头号科技强国。

表1 中日韩合作高影响力论文主导国家分布

不同影响力的高被引论文中各个国家的主导地位也随时间发生着变化(图12-16)。在基于二八定律的高被引论文中，前期日本占据了绝对的主导优势，但1990年开始，中国的主导优势逐渐加强，日本则逐年下降，至2006年中国的主导地位超过了日本，而韩国则在三国中一直处于较弱的地位。近几年中国已在三国中占据绝对的主导优势。在ESI高被引论文中，中国与美国的主导地位较强，美国主导地位占据第二。近年来中国主导地位呈现逐渐增强的趋势，美国的主导优势则表现为小幅波动。可见在较高质量的高被引论文中，中国展现的主导优势更加清晰，同时美国在中日韩合作中的主导优势开始凸显。在ESI热点论文中，

图12 高被引论文通讯作者主导趋势

图13 高被引论文第一作者主导趋势

图14 ESI高被引论文通讯作者主导趋势

图15 ESI高被引论文第一作者主导趋势

图16 ESI热点论文主导趋势

美国主导优势最大，中国其次，虽然与美国有一定的差距，但中国2019年主导论文占比相较2018年有了大幅提高。当高被引论文质量逐步提高精确到最高水平时，主导论文更具有影响力的是美国。虽然最顶尖的优秀科研成果产出水平上中国不及美国，但二者的差距也并非大到无法超越，反而是在逐步缩小，因此中国的主导地位也同样不可小觑。

当将高影响力论文从二八定律、ESI高被引论文和ESI热点论文三个层面逐步精炼时，中国的主导作用和优势在逐步减弱，但仍然在中日韩三国中处于主导地位。但值得注意的是美国的主导优势则被更强劲地凸显出来。这说明中国科研水平的发展已经占据了较高影响力论文的主导地位，而在更顶尖的影响力论文上，美国的科研水平依旧是世界领先，主导地位不易撼动。而日本仅在基于二八定律的高被引论文层面占据了短时期的主导作用，在更高影响力水平的论文中日本已经不再具有主导优势。

3 论文资助方的主导情况

随着科学技术对社会经济发展的战略性意义日益显现，大量科学研究成果都是在各类资助机构的支持下开展完成的。在中日韩合作的132 332篇科学论文中，有60%(80 440篇论文)受到64 696家机构资助。其中，受中国国家自然科学基金资助的科学论文产出高达38 704篇，占比高达约30%；其次分别为日本的文部省(17 867篇)，日本学术振兴会(12 749篇)，韩国国家研究基金会(10 790篇)，国家973计划(5 891篇)，美国国家科学基金会(5 710篇)，中国科学院(5 245篇)，以及英国科学与技术设施委员会(4 188篇)等(图17)。

图17 基金资助机构及对应论文产出

整体来看，中国政府对中日韩的科学合作的研究资助的成果产出最多，这一方面说明了我国对中日韩科学合作的重视，同时也从侧面映证了我国在中日韩三国科学合作中愈发明显的主导优势。

4 结论

在中日韩三国合作迎来上升期的历史机遇下，本研究从科学技术合作的角度，基于WoS核心合集数据库中中日韩三国1979-2019年合作的论文数据，使用科学计量等方法，从重要作者、论文影响力、主要资助者三个方面分析中日韩的科学合作，得到的结论如下：

a.在重要作者的分析上，中日科学合作呈现早期由日本主导，后期由中国主导的特点；中韩科学合作中中国与韩国的主导地位较为对等，近些年中国作为第一作者主导的作用较为明显，除此之外还有相当的科学研究由其他国家主导；中日韩三国共同参与的科学合作中美国与日本的主导作用整体更为明显，近10年四国主导作用基本相当。

b.在二八定律、ESI高被引论文和ESI热点论文三个层面的分析上，中国的主导作用在中日韩三国中具有绝对的优势，但这种优势随着论文影响力的提高而逐渐减弱。值得注意的是，在中日韩合作论文中，美国对最顶尖高影响力论文的主导作用毋庸置疑。

c.在基金资助机构上，中国对中日韩合作提供了最大力度的基金支持，这既反映了中国对于三国科技合作的重视，也进一步体现了中国在三国合作中愈加明显的主导地位。