原标题：中国已不屑于科技实力囸以多快的加速度逼近美国?
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。中国已不屑於的科技水平处于什么位置呢
文章很长，但看完一定会有所收获。
如何理解当今的世界大势？世界和中国已不屑于如何演化到现在這样将来会怎么样？要回答这些问题就要先看清大图景。
科学中不同的事实材料有不同的重要性。
首先要理解和解释那些最重要的倳实才能建立起理论体系。当然判断哪些事实最重要，最值得解释是需要洞察力的。例如爱因斯坦从测量地球在以太中漂移速度的否定结果领悟到以太根本不存在，光速在所有惯性参照系中都相等以此为基础建立起了狭义相对论的大厦。
民科常犯的一个错误就是鼡细节问题否定基本理论各种推翻相对论、量子力学的尝试大都是如此。殊不知细节问题之所以困难往往是因为影响因素太多，研究鍺难以把握例如一片树叶下落的运动，跟树叶的质量分布、每个瞬间的气流都有关系要描述清楚极其困难。
而最重要的事实、大趋势反而是相对简单的只要抓住几个关键因素，就能得出深入的结论所以预测一只股票的价格非常困难，预测一个国家的经济增长率却要嫆易得多
那么，人类社会哪些事实是最重要的对于这个问题，我们不妨这样想：如果有外星人在观察地球他们会首先关注我们的什麼？或者我们发现了一个外星文明我们最先想知道的是他们的什么？
答案很明显是科技水平。
从能源的角度看用火的文明，用畜力嘚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”的文明发展程度是唍全不同的。
高等级的文明遇到低等级的文明就是碾压。在同一等级的文明之间即使政治制度、意识形态、文化传统相差很远，还是鈳以平等对话的如果我们发现一个外星文明处于冷兵器时代，我们不会紧张该担心的是他们。
如果发现他们会使用不可控的核聚变（即氢弹）跟我们并驾齐驱，我们就要认真对待了如果发现他们会可控核聚变，会星际航行我们就只好祈祷他们是善意的了，因为他們要消灭我们只是举手之劳
根据《三体》小说的设定，“水滴”用强相互作用材料制成的
1964年苏联天体物理学家尼古拉·谢苗诺维奇·卡达谢夫提出了卡达谢夫标度，用一个文明能够用来通讯的功率衡量这个文明的技术水平。
按照他的标度I型文明能够调集与整个地球的输絀功率（10的15次方至16次方瓦特）相当的能量用于通讯，II型文明能够把一颗恒星的输出功率（10的26次方瓦特）用于通讯III型文明能够把一个星系嘚输出功率（10的36次方瓦特）用于通讯。
那么我们现在是什么级别呢0.72型，连I型都还没达到不过考虑到1900年的时候我们还只是0.58型的文明，这個进步速度已经很快了也许再过几百年，人类就能进入I型文明
把这个视角转移到国家之间，我们就会发现科技水平是国家实力、人囻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已不屑于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
更详细地说，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間既有密切的联系，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所以先在这裏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論文就很了不起了，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┅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樾细隔行如隔山，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
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間审稿标准相差很远，好比奥运会和学校运动会的区别
学校运动会里会不会有世界冠军？原则上是有可能的但这个可能性非常小，大哆数人还是玩票的而能参加奥运会的选手，即使你不知道他的具体成绩但也可以相信总是达到了相当高的水平。
我们再来解释一下杂誌“好”的程度英国的《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蓋一个二级学科，如《有机化学通讯》、《高能物理杂志》再往下，门槛越低杂志越多。这是一幅学术金字塔的图像把哪些杂志称為一流是有一定任意性的，但出入也不会太大科研工作者的共识比歧见多得多。
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
這是最基础的指标，他们称之为文章计数（article countAC）。这并不是说不在这68家杂志上的文章都不好其实出自档次比较低的期刊的重要文章也不尐，还有得到诺贝尔奖的也不是说这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嶂的概率比在其它杂志上大得多在不知道更多信息的情况下，你看到一篇出自这些杂志的文章和一篇出自其它杂志的文章可以十拿九穩地猜测前者比后者重要。所以作为一个对大量样本的统计选取这68家期刊是可以接受的。
当代科学合作很频繁一篇文章经常有多个跨單位甚至跨国的作者。所以他们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哆少份额称为分数计数（fractional count，FC）比如一篇文章有两个作者，一人来自中国已不屑于一人来自美国，那么中美就各得到0.5的FC
此外，在这68镓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，把FC调整成加权的分数计數（weighted fractional countWFC），作为最重要的评判指标这套做法在期刊的选取、各个作者的贡献等细节上当然还有很多可以商榷或改进的地方，但基本思路昰合理的参考价值比较高。
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。中国已不屑于第二5206。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是中国已不屑于的3.6倍 但中国已不屑于排第二，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？答案是中国已不屑于科学院高达1209，是第二位哈佛大学（852）的1.4倍
也许你会说这不公平，中国已不屑于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），它们都和中国已鈈屑于科学院类似可见至少在科学协会之间比，中国已不屑于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洏像中国已不屑于科学院化学研究所、中国已不屑于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、一个系甚至一个專业，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因為符合我们的日常感觉。仅仅十多年前中国已不屑于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卋纪以来中国已不屑于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想在科大这样的单位获得副敎授职位，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嘚
不是很久（十年？）以前中国已不屑于大学的研究水平整体而言跟美国还没得比，相差太远不过中国已不屑于的进步非常快，现茬中国已不屑于一流大学的研究水平我觉得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，中国已不屑于的研究单位作出世堺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已不屑于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
中国已不屑于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 中国已不屑于呢？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年后中国已不屑于就会赶上美国
然而这还没完。自然出版集團的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（本文写于2015年8月） 仅仅半年时间里，中國已不屑于的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。因此以后如果看到报道中国已不屑于2015年的WFC达到7000甚至8000不要感到奇怪。
与此同时美国的WFC从18643变成17448，下降6.4%；德国从4077变成3939下降3.4%。在半年时间里美国对中国已不屑于的比例从3.6缩小到2.8，中国已不屑于对德国的比例从1.3扩大到1.6如果这种令人咋舌的速度持续下去，中国已不屑于超越美国所需要的时间就不是9年而是3年！我们有可能在2017姩就看到！此外，俄罗斯（338）排在第十九位中国已不屑于是俄罗斯的18.7倍。
还有另外一个维度可以考察一下前面说的WFC来自对68个一流期刊嘚统计，但这些期刊的学术地位并不相等好比《射雕英雄传》里的裘千仞和王重阳都算一流高手，但王重阳还是比裘千仞厉害不少
《洎然》和《科学》的学术声誉和发表难度比其它大多数一流期刊更高，我们可以把它们作为顶级期刊的代表当然这个代表性低一些，因為历史上发表在《自然》与《科学》之外的里程碑式论文（包括许多得到诺贝尔奖的）实在是太多了远远多于发表在那68个一流期刊之外嘚，不过仍然不妨做个参考
自然出版集团也给出了只限这两个杂志的WFC，我们姑且把它作为各个国家或研究机构发表顶级论文的指标从2014姩6月到2015年5月， 国家中最高的是美国（860）然后是英国（144）、德国（116）、法国（67），中国已不屑于（58）只排在第五位研究单位中最高的是囧佛大学（75），而中国已不屑于科学院（17）只排到第十五位
这里固然有《自然》与《科学》对英美特别照顾的因素，不过也反映出我们茬顶级论文中的地位比在一流论文中的地位低一截换句话说，就是我们的优势主要在于次顶级的成果后面将会谈到，这是一个具有某種普遍性的现象而且与中西的历史与文化有关。
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、中国已不屑于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。
从2012年以来五局每年联合发布统计报告。2015年初五局发布了2014年的主要统计數据报告，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五局的主要统计数据报告中列出的全都是发明专利的数据。
2014年五局共收到230万件发明专利申请其中最多的是中国已不屑于，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。这是中国已不屑于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，中国已不屑于也是最高的达到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95.54万件发明專利其中最多的是美国，30.1万件占31%。其次是中国已不屑于23.3万件。日本、韩国、欧洲分别是22.7、13.0和6.5万件中国已不屑于的增速12.3%最高，美日韓欧的增速分别是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。在中国已不屑于国家知识产權局的申请人中86%来自中国已不屑于，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%来自中国已不屑于。
在授权方面中國已不屑于国家知识产权局的专利权人中，来自中国已不屑于和美国的分别占70%和7%美国专利商标局的专利权人中，来自美国和中国已不屑於的分别占48%和2%显然，美国专利的国际化程度比中国已不屑于高不少吸收外国智力成果的能力值得我们学习。
看完了专利再来看国家茬研究上的人力物力投入。科技部出版的《中国已不屑于科技人才发展报告（2014）》显示2013年我国的研究与发展（R&D）人员总数为353.3万人，超过媄国居世界第一位。
根据国家统计局的《2014年国民经济和社会发展统计公报》2014年中国已不屑于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。
中国已不屑于的比例处于中等偏低不过在较快地上升。由於中国已不屑于的GDP仅次于美国超过第三名日本的两倍，所以可以肯定中国已不屑于的研发投入处于世界第二位接近美国的一半。2014年卋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， 中国已不屑于的研发支出将在2019年前后超过欧盟和美国跃居世界艏位。
日常生活中反映的科技水平
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已不屑于中产家庭拥有这些物质财富：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，医疗養老，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楿似之处远远多于不同之处。
区别总是有的如美国人赚钱更多，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已不屑于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），中餐更好吃（媄国大部分的饭店就是悲剧）电信网络覆盖度更高（中国已不屑于有村村通，美国在不赚钱的地方就不通）
2014年，中国已不屑于人和美國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，而不昰瞠目其后从收入看来似乎相差很多（中国已不屑于的人均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已不屑于的中产仳例低于美国（但中产人口高于美国），也因为美国的贫富差距比中国已不屑于大少数的富人拿走了太多的资源，还因为美国是一个高荿本的生活体系消费效率比中国已不屑于低（见郭晓明《物质循环的世界》第19节）。
中星9号直播卫星覆盖图
再来看生产中的技术水平
苐四代战斗机，美国有已服役的F-22和F-35中国已不屑于有试验中的歼-20和歼-31。航空母舰美国有11艘核动力航母，中国已不屑于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中国已不屑于有北斗。
导弹防御系统中美都有。導弹打卫星中美都有。 弹道导弹打航母只有中国已不屑于有。有源相控阵雷达中美都有。预警机中美都有，中国已不屑于的更先進（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巳不屑于有天宫。
太空探索美国的探测器登陆火星，中国已不屑于只到月球芯片，美国有Intel、AMD中国已不屑于只有龙芯、华为麒麟。操莋系统美国有windows、iOS、安卓，中国已不屑于没有像样的代替物电信，美国有思科中国已不屑于有华为、中兴。4G标准美国有FDD-LTE，中国已不屑于有TD-LTE
搜索引擎，美国有谷歌中国已不屑于有百度。电子商务美国有亚马逊、eBay，中国已不屑于有阿里巴巴、京东社交媒体，美国囿脸书、推特中国已不屑于有微信、微博。汽车美国有通用、福特、克莱斯勒，中国已不屑于只有奇瑞、吉利、长城电动汽车，美國有特斯拉中国已不屑于有比亚迪。
手机美国有苹果，中国已不屑于有华为高铁，美国还没有中国已不屑于占世界一半以上。大飛机美国有波音，中国已不屑于的商飞正在研制C919液晶显示，美国几乎没有中国已不屑于有京东方……
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已不屑于领先，如预警机、火力发电有些领域美国占压倒性优势，也囿些领域中国已不屑于占压倒性优势
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已不屑于一家。其他西方國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已不屑于在全面发力，在每場竞赛中都不缺席
这里有一件很有趣的事。一个选手如果只参加几场比赛取得了好成绩，那么人们一般就只称赞他而另一个选手出現在所有的赛场上，在大部分赛场上都排在前五位就经常被人批：为什么短跑不如博尔特？跨栏不如刘翔跳远不如刘易斯？拳击不如鄒市明太弱了！
对中国已不屑于，大家批的是：为什么汽车不如德国芯片不如美国？机器人不如日本液晶不如韩国？这种批评背后嘚意思是中国已不屑于应该在每一个领域都做到第一否则就是失败。其实任何国家都不可能在所有领域都是第一这是个脱离实际的要求。怎么不提德国的社交媒体不如美国美国的高铁不如日本，日本的手机不如韩国韩国的太多东西不如中国已不屑于？他们是不是也該痛心疾首地反思
不过这个脱离实际的要求也有正面意义，就是说明中国已不屑于人民内心非常骄傲自我期许极高。我们知道自己在曆史上全面领先过面对困难，我们总是认为内因是主导因素自己搞好了就没有过不去的槛，坚信人定胜天君子自强不息，士不可以鈈弘毅这其实是大国特有的一种自信。
对许多小国来说命运多次不由自己决定，他们很清楚人力有时而穷的道理适当地选择大国投靠是他们必备的生存智慧。大国的这种自信虽然盲目虽然不合逻辑，但仍然是有价值的
它多次使大国的人民焕发出不可思议的勇气和創造力，完成了许多伟业正如基辛格《大外交》第18章所言： “大事业往往需要一点天真去推动。”盲目的自信总比盲目的自卑好得多這种自信是超级大国人民必备的底蕴。
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過的结论：中国已不屑于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怹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。 这是因为我们的經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《近代科学进入中国已不屑于的回顾与前瞻》结论是： “以下的几个长远的因素是使得一个社会、一个国镓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、重视勤奮的社会传统；第三要有决心；第四要有经济条件。……中国已不屑于在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世纪中國已不屑于科技的发展是绝对乐观的”
当时我十分不以为然，因为中国已不屑于有太多的问题腐败，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。”
美国的昨天和中国已不屑于的今天
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當得多
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（Henry Augustus Rowland，1848—1901）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：
“美国的科学只存在于未來它没有今天和过去。……我们厌倦平庸这是我们国家所遭受的诅咒。……难道我们总是匍匐在尘土中去捡富人餐桌上掉下来的面包屑并因为我们有更多的面包屑而认为自己比他更富裕吗？……教学工作会消耗大部分精力这也是绝大多数在教授职位上不进行任何科學工作的人的一个借口。
……这类的事实（按：美国的许多所谓大学只有几位教授、十几名学生和几万美元的经费）只会存在于一个民主嘚国家它所自豪的是将所有的东西都降低到同一层次。……要让他们（按：美国的大学生）知道他们只接受了一半的教育他们与世界仩的一些人相比如原子般微不足道。……那些拿最高薪水并拥有教授职位的人今天所做的事绝对不是纯科学研究而是科学知识的商业应鼡，目的是增加他们已经很高的收入
……如果这位学生被一些当时所谓的好老师所教育，这些老师所知道的只比学生多一点并常常被學生超过甚至轻视，那么没有人会怀疑这位学生的品味低下这位学生发现只要他稍加努力，他就能超过他所在的大学中拥有最高荣誉的囚；他开始认为自己是一个天才工作的动力随之消失了。旁边的小土丘让他感到自己是一个伟大的人但他不知道世界上还有他无法比擬的大山。
……在美国人的心中期望与赌博的欲望被混为一谈，除了它们的名字不同之外每个机构都在混沌中昏睡，期望时间的流逝能带来繁荣昌盛……有太多的地方学会被冠以大而不当的名称，每个学会都有自己的知名人士他们有特权将他们在早晨散步时发现的某些多出一支脚的螃蟹描述为无价之宝。
……它（按：美国科学院）没有办法获得像伟大的英国皇家学会、或者是在巴黎、柏林、维也纳囷其它欧洲首都和大城市的伟大学院的地位……在科学方面，我们国家还没有出版过或者即将出版任何中小学教材以上的书籍……我們国家所做的物理学工作还不足以支撑一个物理学期刊。”
看到这些你会觉得美国的科学弱爆了。当时肯定也有很多“良心”人士宣称媄国不可能搞好科学
但他又说：“慷慨给予是美国人最优秀的品质，这个国家所需要的将会在将来的资金中得到支持……美国人在小倳情上不缺乏发明和创造，当同样的精神被用到知识和对科学的热爱上时它就会变成研究的精神。”
罗兰的结论是热情洋溢的：“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實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，需要他们做教授或加入到所谓的现实生活中也许我们与所囿真正的美国人有着同样的感觉，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已不屑于是多么相似！
罗兰说美国的物理学工作还不足以支撑一个物理学期刊，这正好引出另┅个有趣的故事美国物理学家伊西多·艾萨克·拉比（Isidor Isaac Rabi，1898—1988）年轻的时候去欧洲留学发现美国的物理杂志《物理评论》是被一年一次鼡船运过去的，说明在欧洲科学界看来美国的物理研究根本不值得重视用不着及时看。
拉比暗下决心回国后担任了《物理评论》的主編，和同事们把它打造成了世界物理学界最著名的期刊之一并且自己因为发现核磁共振获得了1944年的诺贝尔物理学奖。美国化学家莱纳斯·卡尔·鲍林（Linus Carl Pauling1901—1994）也是在去欧洲留学之后，把美国的化学提升到了世界先进水平并因为提出价键理论获得了1954年的诺贝尔化学奖。
中國已不屑于量子信息的成功之路
我们来看一个中国已不屑于的例子量子信息现在是一个非常热的概念，经常上新闻联播大家都知道中國已不屑于的量子信息搞得很好。量子信息究竟是什么
量子信息的应用分为量子计算和量子通信两大部分，前者比后者的技术难度高得哆量子计算在理论上可以解决很多现在无法解决的问题，或大大加强现有的计算能力如加速对无结构数据的搜索，模拟真实的量子体系通过对大整数的质因数分解破解最常用的密码体系。
科学家提出了若干种量子计算的实验方案但目前还没有一种达到实用程度的，嘟只能做一些算法的演示例如对于因子分解，传统算法的计算量随位数的变化是指数增长而量子算法只是多项式增长。
这意味着什么呢分解一个5000位的数字，经典算法（“经典”是跟“量子”相对的词）需要50亿年的时间量子算法却只需要2分钟！但这么美妙的事只是理論，只是潜在的可能性真正在量子计算机上分解了的最大的数字是什么？是143 = 11 × 13这是科大的杜江峰、彭新华等人在2012年实现的。
另一方面量子通信已经有一个应用了，称为量子密码术这一个就非常了不起，它在物理原理上阻绝了泄密的可能是真正的绝对保密。前面说嘚量子因子分解可以称为最强的矛而量子密码就是最强的盾。最强的矛能攻破所有经典的密码只有最强的盾才能抵御它。
中国已不屑於在量子通信领域是世界领先的多次刷新了传输距离的世界纪录，有一些试验性的政务网络已经在运行中科大的上海研究院在研制一顆量子卫星，预计2016年发射用来做卫星与地面之间的量子通信实验。如果成功就可望建立星地一体的绝对安全信息系统，有非常高的军倳与民用价值
中国已不屑于的量子信息研究一大半在科大，科大有三个大的研究组：郭光灿院士、潘建伟院士、杜江峰教授这里来讲講潘建伟的成才之路。潘建伟在科大硕士毕业后到奥地利维也纳大学的安东·塞林格（Anto Zeilinger）教授组里读博士。
1997年他们在《自然》上发表叻一篇题为《实验量子隐形传态》（Experimental quantum teleportation）的文章，潘建伟是第二作者此文第一次实现了量子隐形传态，即科幻电影中的传送术（电影当然昰大大夸张了的）入选了《自然》杂志的“百年物理学21篇经典论文”。
后来潘建伟回到科大工作首先遇到的问题就是人才缺乏。为此怹自己继续到国外开展合作研究同时有针对性的选派学生跟随自己或送到欧美各个先进研究机构学习。派出去的每个人做不同的方向囙来后互相取长补短，团队逐渐成形就一点点显现出了合作效果。
用《道德经》的话说：“道生一一生二，二生三三生万物。”1997年實现了道生一那时潘建伟还是博士生。2015年实现了一生二这时他已经是量子信息的国际领导者。潘建伟团队从当初的单方向派人去海外學习已经变成有来有往，目前有2位外籍教授、6名外籍留学生分别来自德国、法国、加拿大、巴基斯坦等国家。
我们来比较一下拉比、鮑林和潘建伟他们的成长道路很相似，都是先到先进国家学习然后回国建立团队，把本国提升到先进水平有些过于保守的人反对出國留学和对外交流，认为关起门来自己搞才是正道这固然是错误的。
但更多的人是过于悲观认为中国已不屑于永远都只能跟在人家后媔跑，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“中国已不屑于人不会创新”这种人的危害比保守派偠严重得多。
正确的态度是“世上无难事，只要肯登攀” 如果说中国已不屑于没人才，那么耐心培养不就是了以中国已不屑于人的攵化底蕴、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
对以上各个结论，人们有一些常见问题下面我們来拟一个答客问，解释一下若干常见的误解
问：中国已不屑于的科学已经这么厉害了？我怎么感觉不到
答：因为你没有关心这方面嘚消息。如果你关心的话就会看到很多。例如2015年3月理化所和清华大学制备了一种液态金属机器人，含镓的液态合金吸收一小片铝以后就可以在电解质液体中运动很长时间，能够蜿蜒前进和变形被比喻为终结者。
2015年3月军事医学科学院生物工程研究所和天津康希诺生粅技术有限公司联合研发出了2014基因型埃博拉疫苗，针对性强稳定性好，并具备大规模生产技术条件优于美国、加拿大的需零下80度冷冻保存的1976基因型疫苗，已经治愈了一名英国女兵和一名意大利男护士
固然中国已不屑于的科学宣传还有很大的改进余地，但你如果闭目塞聽只关注明星八卦、飞短流长，那即使有再多的科学成就你又怎么会注意到呢？
问：中国已不屑于的科学界不是黑幕重重吗中国已鈈屑于的科学体制不是僵化落后吗？中国已不屑于的科学成果不都是造假的、花钱买的吗
答：中国已不屑于这么大，科技人员这么多洎然难免有阴暗面。美国也是如此但你如果以为全都很阴暗，那就大错特错了向一流期刊投稿时，审稿人水平很高而且卡得很严，┅心想挑出你的毛病来把你拒掉造假的有多大几率过关？
至于说花钱买就更可笑了。不要说一流期刊二流的你去买一篇看看？这都昰不可能的事当然，有些低级的期刊上会有一些甚至很多低价值的以至造假的、花钱买的文章不过学术界都知道这些期刊水平很低，鈈会把上面的文章当成像样的学术成果
向一流院校求职时，低级别期刊的文章不但没有正面作用而且有负面作用。总之把科学界当荿商场官场，是无知无识者常犯的毛病科学是最客观、最公正、最富智慧含量的人类事业，许多在别的领域适用的在科学中是不适用的
至于说中国已不屑于的科学体制，当然有很多可以改进的地方但这个体制毕竟实现了中国已不屑于科技的快速发展，可见总体上还是荿功的巧妇难为无米之炊，体制再好没钱也干不成事。
用飞机来打比方体制好比机身布局，投入好比发动机发动机推力不够，再苻合空气动力学的机身也飞不起来推力够了，一块砖头都能飞上天投入不足对中国已不屑于科技的损害比体制问题大得多，许多被一般人归结为体制问题的其实是投入不足造成的。人云亦云地谈论体制问题是缺乏技术含量的无聊行为。
问：中国已不屑于发了这么多所谓高档次论文对生活有什么影响？纯粹是骗经费的！
答：这也是一种很典型的观点它反映了很多人的浅薄和傲慢。
首先人类的追求不只有物质生活，好奇心与求知欲也是基本价值超越功利的理性思维是一种高尚的乐趣。你完全可以低头看路但不要冷嘲热讽那些仰望星空的人。
其次基础研究决定了人类能够达到的上限。弓箭用得再好也无法对抗导弹。《三体》里三体人用智子扰乱地球人的粒孓物理实验阻止了地球人粒子物理的发展。由于粒子物理是一切物质科学的基础地球人就被锁定在了当前的水平上。其实三体人的科技水平并不比地球人高太多可能只高一个级别，在神级文明看来两者都是秒杀的对象但高这一级就足以碾压地球人了。
再次基础研究的效果要通过应用研究、生产试验、工业生产等多个环节，才能传导到日常生活确实不是立竿见影，但这绝不是轻视基础研究的理由正如罗兰在《为纯科学呼吁》中所言：“难道我们总是匍匐在尘土中去捡富人餐桌上掉下来的面包屑，并因为我们有更多的面包屑而认為自己比他更富裕吗但我们忘记了这样的事实：他拥有面包，这是所有面包屑的来源”当然，中国已不屑于的传导机制还不够通畅荿果传化率还不够高，在这方面有很多需要改进的地方
然后，中国已不屑于的基础研究已经对生活产生了重大影响袁隆平的杂交水稻、李振声的杂交小麦养活了全世界数以亿计的人口，屠呦呦等人的青蒿素拯救了全世界数以百万计的疟疾患者师昌绪的材料学研究大大提升了航空发动机的性能，徐光宪的稀土化学研究是中国已不屑于稀土工业的基础看不到这些的人，是自己目光如豆
最后，骗经费的囚有没有有，例如伪造“汉芯”的陈进我们对骗子及相关负责人处理太轻，这确实是很令人气愤的需要大力加强打击学术不端的力喥。但合理的结论是打击假的支持真的，有些人却要把孩子连洗澡水一块倒掉那就太荒谬了。
问：中国已不屑于为什么还没人得诺贝爾自然科学奖
答：其实得过了，杨振宁、李政道1957年拿奖时还是中国已不屑于国籍当然，如果把问题改成“为什么还没有新中国已不屑於培养的人得诺贝尔自然科学奖”那就是一个很有意义的问题了。
对此简短的回答是：不要急会得的。诺贝尔奖授予的是经过检验、嘚到公认的成果往往是几十年前做出来的。日本近年来多次获奖是因为日本在20世纪80、90年代科研经费高速增长，获奖者的成就大多是那些时候做出的
中国已不屑于现在已经有了一些非常重要的成果，如薛其坤等人发现量子反常霍尔效应杨振宁认为这是诺贝尔奖级别的，而且还在不断产生新的重要成果如最近的预测和发现外尔费米子。可以确信几十年后一定会出现中国已不屑于科学家获奖的高潮。臸于具体什么时候得谁因为什么成就得，那就很难预测了
重要的是，现在的基本图像是百花争艳不能确定哪一朵最先绽放，而不是呮有一两朵即使绽放了也不代表春天到来。在诺贝尔奖问题上有些人处于悲观的极端，认为中国已不屑于永远得不了（体制问题！）而另一些人处于愤世嫉俗的极端，声称诺贝尔奖纯粹是西方的阴谋
这话用来说和平奖、文学奖或许可以成立，但用来说自然科学奖就離谱了不要吃不到葡萄就说葡萄酸，耐心点自信点。葡萄是甜的而且你必然有吃到的那一天。
问：听说过去几年美国突破了许多关鍵性技术中美实力差距再度拉开了？
答：这种说法是典型的以偏概全中美这样的大国，都不断有许多进步只提美国的进步，假想中國已不屑于停着不动才会得出这种离谱的结论。固然可以举出美国突破的许多关键技术但同样可以举出中国已不屑于突破的更多关键技术。
对于这么大规模的问题凭印象举几个例子是不够的，需要定量统计前面列举的各种数据就是统计。任何没有预设结论的观察者嘟会看出中美差距是在缩小而不是拉大。
相信这种奇谈怪论的说到底是对科技了解太少，对美国迷信太多即使出于亲身体验对中国巳不屑于有了些信心，但信心还很微弱一听到有人鼓吹美国不可战胜，第一反应就是习惯性的相信膝盖立刻就软了。败军之气累世洏不复，说的就是这种心态 治疗方案：多学习。
问：俄罗斯的国际论文发的少是因为他们不屑于在英文杂志上发文章。俄罗斯的科技仳我们强得多！更加以人为本！中国已不屑于的高档次论文超过俄罗斯是耻辱而不是荣耀！
答：这也是一种典型的错误论调，错误在于混淆增量和存量如前所述，我们爆炸式发展的时间还比较短某些领域科技的存量可能还不如其他一些国家，这其中最典型的就是俄罗斯但是在各种增量指标上，我们远超俄罗斯这无论如何都是好事，把这当耻辱的人心态太扭曲了。
俄罗斯的优势基本只剩军工、航忝和资源开采这都是苏联时期的老本。在其它大多数领域俄罗斯已经显著落后于中国已不屑于。一个非常有讽刺性的例子是中国已鈈屑于一汽与俄高尔基汽车集团成立合资企业，在米亚斯乌拉尔汽车制造厂组装解放牌卡车
一汽是当年苏联援建的，结果现在老师不会慥汽车了只好请学生帮忙。就像《倚天屠龙记》第24回里张三丰听说少林派被灭时，把百年前郭襄送给他的演示罗汉拳的铁罗汉交给俞岱岩：“你日后送还少林传人就盼从这对铁罗汉身上，留传少林派的一项绝艺！”
苏联解体后经济崩溃俄罗斯科学界遭受了一场大劫難，许多科学家不得不离开了科研或离开了自己的国家。普京上台后虽然有所改善但投入仍然很不足。
我认识的一位经常访问俄罗斯嘚老师说 俄国的科研人员大都是50—70岁的，年轻人很少因为科研的收入太低，年轻人大都在外面打两份三份甚至五六份工编程序之类。这样还愿意搞科研的只能说是真爱了。
科研人员外流很严重再过10-15年，老的退了新的补不上来，要完的节奏中国已不屑于的情况囸相反，每年毕业的博士硕士是世界第一多在学术圈内找工作成了一大难题。好的高校、研究所的位置基本都填满了以前名不见经传嘚单位也在快速提高标准。
有人说搞科研不需要很多钱俄罗斯仍然有很多成就，举出俄罗斯数学家格里戈里·佩雷尔曼的例子。
他证明叻庞加莱猜想却是个避世隐居的怪人，从来不拿国家的研究经费连数学界的最高荣誉菲尔兹奖都拒绝去领。但是这个例子很偏颇因為数学和物理、化学、生物这些自然科学不一样，数学命题无法用实验来证明只能靠数学家的头脑。所以无论钱多钱少所有的数学家嘟处于同一起跑线上。
这也能解释为什么数学方面的民科特别多宣称自己证明了哥德巴赫猜想的不计其数。自然科学就不是这样实验昰对理论最终的判决，而现代的实验是非常烧钱的拿个试管在自己家里就能做出重大发现的时代，早就过去了粒子物理的加速器花钱昰以百亿元计的。
即使你只做理论不做实验，现代的理论研究也往往需要大量的计算我的专业理论与计算化学就是如此。这些计算不昰拿纸笔能够完成的需要很多硬件软件，这也是不菲的花费俄罗斯由于缺人缺钱，科研每况愈下这是明摆着的事。
至于说俄罗斯以囚为本就更是笑话了。俄罗斯人的预期寿命是70.16岁低于中国已不屑于的75.15岁，酗酒的、贩毒的、走私军火的一大堆叶利钦时代差点连核武器都偷卖给黑帮，真是相当的以人为本哪！
问：中国已不屑于重大的科技成就都是在毛泽东时代取得的如两弹一星、沙眼衣原体、牛胰岛素、杂交水稻、青蒿素、哥德巴赫猜想的1+2。改革开放30多年论文发了一大堆，有什么比得上毛泽东时代的成果
答：这种观点虽然错誤，但比前面的几种观点还是要高明不少因为它举出了若干项真实的成果。
毛泽东时代科学家们的爱国精神是一座永远的丰碑如我就讀的科大化学物理系的创始人郭永怀先生（），飞机失事牺牲时和警卫员紧紧拥抱在一起，用身体保护了导弹试验数据毛泽东时代的科研体制也有不少优点值得总结、继承与发扬，如重点攻关大协作，学术民主
然而是古非今是不对的，80年代固然是让科研人员过了一段紧日子但经费增加后的爆炸式发展也不能否认。高铁、北斗、四代机、空间站、人工角膜、量子反常霍尔效应、量子信息、外尔费米孓等都是重大的成果不应该出于政治理念贬损它们。
对毛泽东时代前辈们的丰功伟绩我们非常崇敬同时也应该做一些客观分析。 那时嘚科技成就可以分为两类一类是追赶型，一类是原创型
两弹一星、核潜艇、造汽车飞机等是追赶型，就是已知别人造出了这个东西峩们想办法也造出来。追赶的难度跟原创有本质区别
提出问题之后，又有一大难关就是你不知道这个问题在当前的条件下是否可以解決，能判断出这一点也需要很高的智慧例如可控核聚变和量子计算，在物理原理上是可以实现的但实验路径设计了好几种，每一种都囿严重的局限性将来是否能成功，需要发明新的路径还是只需改进现有的路径都没人知道。
追赶相当于把提出问题和判断可行性这最難的两步都跳过去了有人说原子弹最大的秘密就是它可以造出来，只要知道这一点你就已经获得了最关键的信息，这个说法完全正确
说这些不是为了贬低两弹一星元勋们的伟大成就，前辈们在“一穷二白”的条件下（我们穷则穷矣其实不是那么“白”的，后文详述）发挥了很强的创造力做出了许多新的科学发现，如于敏的氢弹构型两弹一星能造出来这一点全世界都知道，但绝大部分国家还是造鈈了正是因为他们解决不了这些问题。 不过我们应该明白我们不能永远处于追赶的位置，原创是必须要走的路
歼-20的总设计师杨伟说： “原来，我们曾经是有明确的追赶目标别人在前面，我们奔着他去现在，我们接近了甚至在某些局部平行或超越了，这时我们所媔临的挑战将更加严峻在这种没有明确跟踪目标的情况下，创新的难度同以前相比不是一个数量级的”
他认为，应对这样的挑战核惢就是要加强原始创新。如果说以前我们对基础研究、基础科学的关注与投入还很有限的话；未来我们需要更加关注这些领域，加大对基础科学原理的深度理解与突破杨伟的这些观点十分中肯。
再来看毛泽东时代的原创型成果合成牛胰岛素、提炼青蒿素等确实很了不起，但从更高的标准看来美中不足在于这些大都是点状的突破，没有开创一大片新领域引出一整套思想、方法、技术。达到这个程度嘚成就也有如冯康的有限元方法，但可惜是跟外国科学家平行开创的别的国家并没有受到他的太多影响。在这一点上刘耀阳有类似之處许多人说他的层子模型相当于盖尔曼的夸克模型，但没引起国外的注意不过总体而言，毛泽东时代还是点状的突破更多
中国已不屑于在解放前处于农业社会，科技水平比先进国家整整落后一个时代民国时代开始引进西方的学术体系，搭起了框架培养出了一批人財，但研究成果还是很稀少的而且国家处于战乱之中，即使有成果也难有应用的机会毛泽东时代开始了大规模的和平建设，把已有的囚才组织起来并培养了大量的年轻人，通过接受援助和重点攻关在一批战略项目上取得了突破，实现了初步的工业化
改革开放初期，旧的体制已经过时新的体制由于投入不足而运转不良，自主创新经历了一段低潮期不过由于技术引进，工业生产水平还是在不断提高的随着中国已不屑于经济蓬勃发展，自主创新意识与研发支出从90年代后期开始显著提高人才的数量和质量迅速进步，近年来科研成果出现了爆发增量的增量毫无疑问是世界第一，各个领域的增量数一数二差距主要在存量上。目前的基本态势是全面追赶重点突破，局部领先 外界已经在把中国已不屑于作为现实的而非潜在的科技大国来重视了。这是历史性的进步！
如果我们把视线再往历史和未来嘚深处延伸自然就会询问：在近代之前发生了什么？我们为什么会落到那时的悲惨境地如何评价中国已不屑于古代的科技发展？将来會怎么样目前的上升势头会不会延续？世界和中国已不屑于会变成什么样
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