本期文章为《经济学人》2024年6月14日最新专栏文章的全文翻译（含图）。这篇篇幅有点长，但值得细读。
周伯通不写评论了，但希望大家能给我留言，看看你的想法或者某个段落给你带来的启发，我争取整理了大家观点后未来再写一篇大家的评论。
正文：
在北京的中国科学院研究大楼的中庭里，有一面专利墙。墙宽约五米，高两层，展示了整齐排列、背光打亮的192张证书。在底楼，排列着一排玻璃罐，里面装着这些专利所保护的创新成果：种子。
中科院是世界上最大的研究机构，中国各地的机构也在大量研究关于粮食作物的生物学。近年来，中国科学家发现了一种基因，当去除这种基因后，可以增加小麦颗粒的长度和重量。另一种基因可以提高高粱和小米等作物在盐碱地生长的能力，还有一种基因可以将玉米的产量提高约10%。去年秋天，贵州的农民完成了由中科院科学家研发的转基因巨型稻的第二次收割。
中国将农业研究视为确保国家粮食安全的关键，因此成为科学家的优先研究领域。过去十年中，中国在作物研究的质量和数量方面取得了巨大进步，如今被广泛认为是该领域的领导者。据一位欧洲知名植物科学期刊的编辑透露，有时某些月份的投稿中一半以上都来自中国。
千里之行，始于足下
中国在植物科学研究方面的崛起并不是唯一的。在2019年，《经济学人》调查了中国的研究现状，提出了中国是否有朝一日能成为科学超级大国的问题。今天，这个问题已经得到了明确的回答：“是的”。中国科学家最近在两个备受关注的高质量科学指标中取得了领先地位，而且其顶级研究的增长没有减缓迹象。由美国、欧洲和日本主导的旧科学世界秩序正在终结。
衡量一个国家科学研究质量的一个方法是统计每年产生的高影响力论文的数量，即那些被其他科学家在后续工作中引用最多的出版物。根据科学分析公司Clarivate的数据（见图），2003年，美国产生的高影响力论文是中国的20倍。到2013年，美国产生的高影响力论文约为中国的四倍，而在最新发布的数据中，即2022年的论文，中国已经超过了美国和整个欧盟。
尽管基于引用的指标可以被操控，但中国现在根据不易操控的其他基准上也处于世界领先地位。它在《自然》指数中排名第一，该指数由同名出版商创建，统计在一组权威期刊上发表的文章的贡献。要被选中发表，论文必须经过同行评审小组的批准，评估研究的质量、新颖性和潜在影响力。该指数首次发布于2014年，当时中国位列第二，但其对符合条件论文的贡献不到美国的三分之一。到2023年，中国已达到首位。
根据莱顿大学的科学研究输出排名，现在全球前十的大学或机构中有六所在中国，而根据《自然》指数则有七所。尽管这些名字在西方可能还不为人知，但上海交通大学、浙江大学和北京大学将会被越来越多地与剑桥大学、哈佛大学和瑞士联邦理工学院一起提及。牛津大学高等教育教授Simon Marginson表示，“清华大学现在是全球第一的科技大学”，他称这是“令人惊叹的成就，他们在一代人时间内做到了这一点。”
中国在物理科学、化学和地球环境科学方面也处于世界领先地位，这不仅体现在《自然》指数上，也体现在引用指标上（见图）。然而，美国和欧洲在生物学和医学科学方面仍有显著优势。“工程是现代时期的中国学科，”Marginson教授说，“这部分是关于军事技术，部分是因为这是国家发展所需要的。”
应用研究是中国的强项。中国在钙钛矿太阳能电池的出版物上占据主导地位，这种电池在将阳光转化为电力方面可能比传统的硅电池更高效。中国化学家开发了一种新方法，从海水中提取氢气，利用一种专门的膜来分离纯水，然后通过电解分解。在2023年5月，宣布中国科学家与一家国有能源公司合作，在该国东南海岸外开发了一个试点浮动氢气农场。
中国现在也产生了比任何其他国家更多的专利，尽管许多是对设计的渐进改进，而不是完全原创的发明。新技术在中国的传播和采用速度相对较慢，但其强大的工业基础和廉价能源意味着中国能够快速大规模生产物理创新。“这正是中国在西方国家面前的真正优势，”英国公司Materials Nexus的CEO Jonathan Bean说，这家公司利用AI发现新材料。
中国还通过更显眼的方式展示其科学实力。本月早些时候，中国的嫦娥六号机器人探测器在月球背面的一个巨大陨石坑着陆，收集了一些岩石样本，插上了中国国旗，然后启程返回地球。如果它成功返回地球，它将是首个从这一难以到达的月球背面带回样本的任务。
磨刀不误砍柴工
中国科学的重塑通过三个领域的关注得以实现：资金、设备和人才。自2000年以来，中国在研发上的实际支出增长了16倍。根据2021年的世界经合组织最新数据，中国在整体研发支出上仍落后于美国，分别为6680亿美元和8060亿美元（以购买力平价计算）。但在大学和政府机构的支出方面，中国已经领先。在这些地方，美国在基础研究上的支出仍然高出约50%，但中国在应用研究和实验开发上的支出大幅增加（见图）。
资金被细致地引导到战略领域。2006年，中国发布了未来15年科学发展的愿景。科学蓝图随后被纳入五年发展计划。最新的计划发布于2021年，旨在推动量子技术、AI、半导体、神经科学、遗传学和生物技术、再生医学以及“前沿领域”的探索，如深空、深海和地球两极。
打造世界一流的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工程”和“中国九校联盟”等计划向选定的实验室提供资金，以发展其研究能力。大学为在高影响力国际期刊上发表论文的工作人员支付奖金，估计平均为44,000美元，最高可达165,000美元。
建设人才队伍一直是优先事项。据中国教育部数据，2000年至2019年间，有超过600万中国学生出国留学。近年来，他们纷纷回国，带回了新学到的技能和知识。OECD数据显示，自2000年代后期以来，回国的科学家多于离开的科学家。中国现在的研究人员数量超过了美国和整个欧盟。
许多回国的中国科学家，通常被称为“海龟”，是被激励措施吸引回国的。2010年启动的“青年千人计划”向40岁以下的研究人员提供高达50万元人民币（大约相当于150,000美元）的一次性奖金和高达300万元人民币的实验室启动资金。事实证明，这种方法奏效了。去年发表在《科学》杂志上的一项研究发现，该计划吸引了高素质的年轻研究人员——他们平均在同行中最具生产力的15%内（尽管真正的超级明星通常会拒绝邀请）。由于有更多资源和学术人力的支持，这些回国人员在几年内领导的论文数量是留在美国的同行的2.5倍。
除了拉动因素，还有一定的推力。近年来，在国外工作的中国科学家受到越来越多的怀疑。2018年，美国发起了“中国行动计划”，试图清除工业和学术界的中国间谍，但大多不成功。还有报道称，由于与中国的“军民融合战略”有关联的原因，有些学生被驱逐出境。最近的一项调查显示，在美国学习的现任和前任中国学生中，经历种族歧视或虐待的比例正在上升。
中国科学家队伍的可用性意味着，例如在量子计算领域，该国的某些学术实验室在规模上更类似于西方的商业实验室。“他们有20、30，甚至40人同一实验的研究团队，并且取得了很好的进展，”Delft大学的量子研究员Christian Andersen说。2023年，中国的研究人员在量子计算机内实现了量子比特的纠缠数量破纪录。
中国对科学设备的投资也十分慷慨。2019年，当《经济学人》最后一次调查该国的科研状况时，中国已经拥有一系列令人羡慕的先进设备，包括超级计算机、世界上最大的单孔径射电望远镜和一个地下暗物质探测器。此后的设备清单只增不减。如今，中国拥有世界上最灵敏的超高能宇宙射线探测器（最近用于检验阿尔伯特·爱因斯坦的狭义相对论的某些方面）、世界上最强的稳态磁场（可以探测材料的性质），并且很快将拥有世界上最灵敏的中微子探测器之一（用于确定这些基本亚原子粒子中哪种类型的质量最高）。虽然欧洲和美国也有大量先进设备，但中国正在迅速增加硬件。
中国顶尖机构的实验室也设备精良。记者兼前麻省理工学院研究员Niko McCarty最近参观了中国的合成生物学实验室，他对学术机构中的“设备更加令人印象深刻和广泛”感到震惊。在深圳先进技术研究院的先进生物制造中心，这个国家希望成为中国的硅谷中心，McCarty形容这是一座“拥有四层机器人”的惊人建筑。随着中国大学充满了最先进的设备和精英研究人员，薪资也越来越具有竞争力，西方机构对年轻且雄心勃勃的中国科学家吸引力逐渐减弱。“中国的学生不再像他们的导师那样，将美国视为某种‘科学圣地’，”McCarty说。
以人工智能为例。2019年，仅34%的在该领域工作的中国学生留在国内攻读研究生或工作。到2022年，这一数字上升到58%，根据美国智库MacroPolo的AI人才追踪数据（在美国，这一数字在2022年约为98%）。目前，中国贡献了全球约40%的AI研究论文，而美国约为10%，欧盟和英国合计约为15%。一篇展示如何训练深度神经网络进行图像识别的研究论文是AI领域被引用最多的论文之一，作者是为美国公司微软工作的中国研究人员。“中国的AI研究是世界级的，”乔治敦大学新兴安全与技术中心的AI分析师Zachary Arnold说。“在计算机视觉和机器人等领域，他们有显著领先优势。”
中国科学的质量和数量增长看起来不太可能很快停止。科技研究支出仍在增加——政府宣布2024年将增加10%的资助。中国正在培养大量年轻科学家。2020年，中国大学授予了140万个工程学位，是美国的七倍。中国本科教育出的顶尖AI研究人员数量是美国的2.5倍。到2025年，中国大学预计将培养出几乎是美国两倍的科技博士毕业生。
欲穷千里目，更上一层楼
虽然中国生产了更多的顶尖工作，但也生产了大量低质量的科学。平均而言，中国论文的影响力（以引用量衡量）低于美国、英国或欧盟的论文。而且，虽然少数几所大学很先进，中层大学却被甩在后面。中国的二流机构生产的工作质量相对较差，无法与欧洲或美国的同类机构相比。“虽然中国在顶尖水平上有出色的质量，但基础较弱，”俄亥俄州立大学科学政策教授Caroline Wagner解释说。
在基础的、好奇心驱动的研究（而非应用研究）方面，中国仍在追赶——在两个最负盛名的科学期刊《自然》和《科学》上，中国发表的论文远少于美国。这可能部分解释了为什么中国在完全新技术的发现上似乎不如其实际实力。基础研究在中国公司内部尤其稀缺，这在科学家发现与产业最终使用之间造成了差距。“对于更多原创创新来说，这可能是一个缺点，”中国太阳能公司隆基绿能科技的首席科学家徐希翔说。
发表论文的激励措施创造了虚假科学出版物的市场。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”，以跟上发表压力并保住工作。“引用卡特尔”已经出现，研究人员团伙一起写低质量的论文，相互引用以提升他们的指标。2020年，中国的科学机构宣布此类现金换发表的计划应当终止，2021年，该国宣布对研究不端行为进行全国范围的审查。这带来了改进——根据2023年发表的研究，中国研究人员自我引用的比率正在下降。中国的中层大学也正在缓慢追赶西方同类机构。
因此，美国和欧洲仍领先的领域不太可能长久保持安全。生物和健康科学更依赖深厚的专业知识，历史上也更难被中国“带回并加速发展”，英国伯明翰大学生物技术教授兼英国商业部前顾问Tim Dafforn说。但中国在这些领域的影响力正在增长。尽管美国目前在临床医学中生产的高度影响力论文大约是中国的四倍，但在许多领域，中国生产的引用这些核心研究的论文最多，这是预示未来扩展的领域。“在生物学方面，中国增长非常迅速，”Clarivate科学信息研究所的首席科学家Jonathan Adams说。“其转向新领域的能力相当惊人。”
中国科学的崛起对西方政府来说是一把双刃剑。中国的科学系统与其国家和武装力量密不可分——许多中国大学有明确从事国防工作的实验室，一些大学被指控从事间谍活动或网络攻击。中国还被指控盗窃知识产权，越来越严格的法规使得国际合作者更难将数据带出该国。也有中国研究人员未能遵守西方科学家期望的伦理标准的案例。
尽管存在这些担忧，中西方研究人员之间的合作仍然普遍。美国作者在电信领域的论文中大约三分之一涉及中国合作者。在成像科学、遥感、应用化学和地质工程领域，这一比例在25%到30%之间。欧洲的数字较低，约为10%，但仍然显著。这些合作对两国都有利。中国在材料和物理等已经强大的领域合作更多。去年发布的一项预印本研究发现，对于AI研究，拥有来自美国或中国的合作者对另一国的作者同样有益，平均增加75%的引用量。
合作也带来了几项显著成功。在新冠疫情期间，牛津大学工程系与牛津苏州先进研究中心的合资企业开发了一种快速新冠测试，被用于英国各大机场。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黏菌素产生耐药性的基因。随后，作为黏菌素最大消费者的中国禁止将其用于动物饲料，动物和人类的黏菌素耐药性水平下降。
在美国和欧洲，政治压力正在限制与中国的合作。今年三月，美国悄悄续签了与中国的科学技术协议六个月，该协议规定两国科学家可以在共同利益的话题上合作。虽然北京似乎热衷于续签这项有45年历史的协议，但许多共和党人担心与中国的合作有助于其实现国家安全目标。在欧洲，除了环境和气候项目外，中国大学已基本被禁止通过地平线计划（一个庞大的欧洲研究计划）获取资金。
科学家们也担心中国正在向内转。该国明确目标是在许多科技领域实现自力更生，并且不再将国际出版物作为衡量研究产出的方式。许多研究人员无法与媒体交流——为这个故事找到中国的消息来源颇具挑战性。一位要求匿名的中国植物科学家表示，她必须提前一年申请许可才能参加海外会议。“这很矛盾——一方面，他们设立限制，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。”
活到老，学到老
中国和西方科学家的一致意见是，合作必须继续甚至增加。而且还有更多空间可以做。虽然中国的科学产出显著增长，但其国际合作者的份额一直稳定在约20%——西方科学家往往有更多的国际合作。西方研究人员也可以更多地关注中国的最新科学。一项去年发表在《自然·人类行为》上的研究数据显示，对于质量相当的工作，中国科学家引用西方论文的比例远高于西方引用中国的。西方科学家很少访问、工作或在中国学习，失去了向中国同事学习的机会，而中国科学家在西方却做得很好。
关闭希望来西方实验室的中国学生和研究人员的大门，对西方科学来说将是灾难性的。中国研究人员构成了许多顶级美国和欧洲大学部门的骨干。2022年，在美国工作的顶尖AI研究人员中，来自中国的比来自美国的更多。西方的科学模式目前依赖大量学生，往往来自海外，进行大部分日常研究。
没有迹象表明中国科学巨人不会继续变得更强大。中国疲软的经济可能最终迫使中国减缓对研究的支出，如果该国完全与西方科学界隔绝，其研究将受挫。但这些看起来都不太可能在短期内发生。2019年，我们也曾问过，研究是否可以在中国的体制下繁荣。也许随着时间的推移，其限制会变得清晰。但目前，至少在硬科学领域，答案是可以繁荣。“我认为现在断言中国奇迹的极限是非常不明智的，”Marginson教授说。“因为到目前为止，它还没有极限。”
