中国科技实力到底行不行？
2016年诺贝尔奖陆续公布，再度掀起了关于大国之间科技实力对比的讨论。
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？我的回答是：第一集团，跟美国有显著差距，但属于同一级别。
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。
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。不同的论文之间水平相差很远，估计文章质量简单而有效的办法，是看它发表的期刊。
在现代科研体系中，文章不是作者想发就能发，而是由刊物的编辑和审稿人把关的。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。
《德国应化》
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，称为自然指数。他们挑选了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，他们称之为文章计数（AC）。
如果一篇文章有跨国的作者，就把一篇文章平均分给每个作者，称为分数计数（FC）。再根据期刊中论文在所在领域中所有论文占比，把FC调整成加权的分数计数（WFC），作为最重要的评判指标。这套做法学界公认参考 30 33832 30 10426 0 0 3151 0 0:00:10 0:00:03 0:00:07 3151价值比较高。
2014年12月，自然出版集团公布了2014年（实际上是2013年12月至2014年11月）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，也相当不错。
再从研究单位的角度看，WFC最高的是哪一家？答案是中国科学院，高达1209，是第二位哈佛大学（852）的1.4倍。
也许你会说这不公平，中国科学院是由许多研究所组成的，跟一个大学没有可比性。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），它们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。
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，因为符合我们的日常感觉。
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，有一篇就显得很高大上了。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。现在像在科大这样的单位获得副教授职位，五篇一流文章算是“起步价”。出门介绍研究成果，如果不是这种量级的，简直不好意思跟人打招呼。
美国的一流和二流大学的研究水平是非常高的，随便拎出一个教授来都是响当当的人物，还有一大波诺贝尔奖得主。是的，不少诺贝尔奖得主是在美国二流大学工作的。
不是很久以前，中国大学的研究水平整体而言跟美国还没得比，相差太远。不过中国的进步非常快，我觉得，现在中国一流大学的研究水平已经接近美国的二流大学了。
至少人们的期待值发生了变化，中国的研究单位作出世界一流的成果被看成理所当然的事，不会令人感到惊讶了。
进步也表现在广度上，以前只有中国的一流院校才能指望作严肃的研究，现在连一些二流院校都不时发一篇《自然》、《科学》了。
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。
基础研究的产出可以用科学论文度量，应用技术的产出可以用专利度量。
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。
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、27.4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、13.0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%。
科技部出版的《中国科技人才发展报告（2014）》显示，2013年我国的研究与发展（R&D）人员总数为353.3万人，超过美国，居世界第一位。
根据国家统计局的《2014年国民经济和社会发展统计公报》，2014年中国的研究与试验发展经费支出为13312亿元，比2013年增长12.4%，占国内生产总值（GDP）的2.09%。按照1美元兑换6.2人民币元计算，相当于2150亿美元。
根据世界银行的数据，前文中2014年WFC世界前十位的国家在2012年的R&D支出占GDP比例是：中国1.98%，美国2.79%，德国2.92%，日本3.39%（2011年），英国1.72%，法国2.26%，加拿大1.73%，西班牙1.30%，瑞士3.41%，韩国4.04%（2011年）。
中国的比例处于中等偏低，不过在较快地上升。由于中国的GDP仅次于美国，超过第三名日本的两倍，所以可以肯定中国的研发投入处于世界第二位，接近美国的一半。
2014年，世界经济合作与发展组织在《经合组织2014年科学技术与工业展望》中预测，中国的研发支出将在2019年前后超过欧盟和美国，跃居世界首位。
看完这些统计数据，再来谈老百姓的日常生活。现在一个典型的中国中产家庭生活是这样的：
拥有这些物质财富：房子，汽车，计算机，智能手机，大屏幕电视，空调，冰箱，洗衣机，多种家具、衣服等。
在这些服务业上花费不菲：教育，医疗，养老，餐饮，电商，娱乐，旅游，健身，美容等。
享受这些公共设施：高速公路，高速铁路，飞机场，电信，医院，学校，绿地，剧院等。
还有软环境：良好的治安，高效的政府服务，快捷的物流等。
这样的生活和美国中产家庭有多大区别？区别不大。中美中产家庭生活的相似之处远远多于不同之处。
区别总是有的，如美国中产阶级赚钱更多，买高档汽车更容易，出国旅游更方便，飞机场更多，如果能进名牌大学，就能受更好的教育。
不过中国占优势的地方也不少，如治安普遍更好，高铁网络更发达（美国还没有高铁呢），电信网络覆盖度更高（中国有村村通，美国在不赚钱的地方就不通），中餐更好吃（美国大部分的饭店就是悲剧），等等。
2014年，中国人和美国人的预期寿命分别是75.15岁和79.56岁（美国中央情报局world fact book的数据）。
总体而言，中美中产阶层的生活属于同一级别。不同之处属于各有千秋，而不是瞠目其后。
从收入看来，似乎相差很多（中国的人均GDP只有美国的1/7），但实际生活质量却相差不远。这是因为中国的中产比例低于美国（但中产人口高于美国），也因为美国的贫富差距比中国大，少数的富人拿走了太多的资源，还因为美国是一个高成本的生活体系，消费效率比中国低（见郭晓明《物质循环的世界》第19节）。
再来看生产中的技术水平。
第四代战斗机，美国有已服役的F-22和F-35，中国有试验中的歼-20和歼-31。
航空母舰，美国有11艘核动力航母，中国只有一艘从买来的瓦良格号改建的辽宁舰，蒸汽动力，据说国产航母正在建造。
卫星导航系统，美国有GPS，中国有北斗。
导弹防御系统，中美都有。
导弹打卫星，中美都有。
弹道导弹打航母，只有中国有。
有源相控阵雷达，中美都有。
预警机，中美都有，中国的更先进（观察者网注：有源相控阵雷达在原理上比无源先进）。
超高音速飞行器，中美都在试验中。
空间站，美国、俄罗斯等16国共用国际空间站，中国有天宫。
太空探索，美国的探测器登陆火星，中国只到月球。
芯片，美国有Intel、AMD，中国只有龙芯、华为麒麟。
操作系统，美国有windows、iOS、安卓，中国没有像样的代替物。
电信，美国有思科，中国有华为、中兴。
4G标准，美国有FDD-LTE，中国有TD-LTE。
搜索引擎，美国有谷歌，中国有百度。
电子商务，美国有亚马逊、eBay，中国有阿里巴巴、京东。
社交媒体，美国有脸书、推特，中国有微信、微博。
汽车，美国有通用、福特、克莱斯勒，中国只有奇瑞、吉利、长城。
电动汽车，美国有特斯拉，中国有比亚迪。
手机，美国有苹果，中国有华为。
高铁，美国还没有，中国占世界一半以上。
大飞机，美国有波音，中国的商飞正在研制C919。
液晶显示，美国几乎没有，中国有京东方
……
这个名单可以列很长。基本的特点是，大多数领域美国领先，但差距在缩小中。也有些领域中国领先，如预警机、火力发电。有些领域美国占压倒性优势，也有些领域中国占压倒性优势。
能在几乎所有领域和美国正面对抗，而且还互有攻防的，世界上只有中国一家。
其他西方国家由于体量较小，又缺少国家意志，在四代机、搜索引擎、电子商务、社交媒体、手机等领域基本都放弃了。日本放弃得更多，除这些外还有电信标准、导航系统、大飞机等。俄罗斯只能抓军工和航天，在大部分领域里都退出了竞争。只有中国在全面发力，在每场竞赛中都不缺席。
综合以上对科学论文、专利、科研人力、研发经费、生活质量、工业水平的讨论，就得到了前边说过的结论：中国的科技水平处于第一集团，跟美国有显著差距，但属于同一级别。
有一点值得注意的是，论文和专利表示的是科技的增量，而不是存量，正如GDP表示的是财富的增量，而不是存量。由于我们爆炸式发展的时间还比较短，科技和财富的存量可能还不如其他一些国家，换句话说就是那些国家还有老本可以吃。
但是在各种增量指标上，我们都已经是数一数二的了。而在这些增量指标的增速上，即增量的增量，我们毫无悬念是世界第一，如前面说的2014年WFC比2013年增长14.9%，发明专利申请数增长12.5%，其他国家不下降就不错了。
我们的经济在快速发展，科技投入在快速增加，即使其它条件都不变，科技产出也会快速上升的。正如一句老话：能用钱解决的问题就不是问题。
有人有钱就能搞好科技，这个道理虽然正确，却不容易让人相信。因为许多人特别不自信，说得好听点就是太有忧患意识，忧患过头了。1999年左右，杨振宁到科大演讲《近代科学进入中国的回顾与前瞻》，结论是：
“以下的几个长远的因素是使得一个社会、一个国家能够有辉煌的科技发展的必要条件。
第一个是需要有聪明的年轻人，有头脑做科学研究；
第二是需要有重视纪律、重视忍耐心、重视勤奋的社会传统；
第三要有决心；
第四要有经济条件。
中国在20世纪里有前三者，到了21世纪我认为将四者具备，所以我对21世纪中国科技的发展是绝对乐观的。”
当时我十分不以为然，因为中国有太多的问题，腐败，专制，贫富差距，世风日下……所以，杨先生，您是不是老糊涂了？后来随着眼界的扩大，却越来越发现杨振宁讲的是完全正确的。
他这些道理看起来很质朴，简直土得掉渣，但却是“重剑无锋，大巧不工”。这正应了《道德经》里的话：“上士闻道，勤而行之；中士闻道，若存若亡；下士闻道，大笑之。不笑不足以为道。”
其实从历史上看，经济强国科学崛起几乎是必然的，过程比一般人想象得直截了当得多。
19世纪末，美国已经是全球最有活力的经济大国，但科学水平还很低。1883年，美国物理学会第一任会长亨利·奥古斯特·罗兰做了一个演讲《为纯科学呼吁》，被后世称为美国科学的独立宣言。
他在演讲中激烈批评了美国科学的状况，但却给出了一个热情洋溢的结论：“我们知道这个国家前进的速度：我们看见城市在一夜之间拔地而起，其它的宏伟事业也以史无前例的速度前进。我们看见了正在建造的物理学实验室，我们看见了对接受过全面训练又不惧怕数学的物理学家的大量需求。
“我们的国家正在走向繁荣昌盛的未来，我们将努力成为世界科学的领导，就像我们今天努力成为世界财富的领导一样。”
当时的美国和现在的中国是多么相似！
现在很多人过于悲观，认为中国永远都只能跟在人家后面跑，不可能搞好科学，这就更加错误。
我亲耳听到过地位很高的人言之凿凿地说“中国人不会创新”，这种人的危害比保守派要严重得多。正确的态度是，“世上无难事，只要肯登攀”。如果说中国没人才，那么耐心培养不就是了？
以中国人的文化底蕴、勤奋程度和天分，只要按照科学规律做事，持之以恒地投入，没有做不成的。
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