最近这段时间，中美两国科技界的成果都很多。中国和美国就好像赛道上你争我夺的两匹赛马：美国发射火星探测器，我国也发射；美国发射龙飞船，我们也发射嫦娥五号，还附加个 1 万米深潜器；美国弄出个“悬铃木”量子计算机，我们也紧跟着做出“九章”量子计算机，还附加一个中国环流器二号可控核聚变实验装置。如果单从科技新闻来看，最近一两年我国的科技成果上热搜的频次比起美国来，一点儿不逊色。
不过，一个科学思考者最重要的素质之一就是会用统计的眼光看问题，而不是仅仅盯着某些个案。想要真正了解中美两国在整体科技实力上的对比，就必须通过统计数据，这才能看得全面而客观。我这篇文章就是希望带您冷静客观地看待一下中美两国的科技实力对比，既不盲目自大，也不妄自菲薄。
正式开始对比前，我们先定义一下什么是科技：科技就是科学和技术的综合实力。而科学和技术有一定区别，它们的评价方法也不一样。因此，我们要对比科技实力必须要从科学和技术这两个不同的维度分开作比较。
我先来谈中美两国的科学实力对比。
科学研究的成果，绝大多数情况下表现为学术论文。一个国家在国际科学期刊上发表的论文数量，以及这些论文被引用的次数，是反映一个国家科研水平的重要指标。美国的《科学》和《细胞》杂志与英国的《自然》杂志，是目前国际上最具代表性、最有知名度和最负权威性的综合性学术期刊，享有极高的学术声誉和世界影响力。《Cell》《Nature》和《Science》三家首字母的简称是 CNS，CNS 刊发了多数诺奖得主的原创性论文。
所以，我们先来看一下CNS 的论文发表情况：
从这个图表中我们可以看出，在 CNS 的论文总量上我们和美国还有不小的差距，但和英国、德国基本处在同一个水平线上，而且今年我国的表现非常亮眼。
但我想说，CNS 虽然在学术界有着耀眼的光环，但如果我们只看这三本顶级期刊，就片面了。这世界上优秀的学术期刊还有很多很多，其实有很多细分领域的学术期刊在自己的专业领域一点都不比 CNS 差。
还有一个更具代表性的指数叫做“自然指数”。它是《自然》杂志的发行者自然出版集团提出的一套衡量国家或研究机构基础科研产出的指标。他们挑选了 82 本一流期刊，统计每个国家或研究单位在这些期刊上发表了多少论文以及这些论文的影响力。统计方法称为 WFC，发一篇论文得 1 分，但如果一篇论文的作者分别来自多个国家，则每个国家平分1分（例如各得 0.5 分）。另外考虑到天文学领域的文章总数远高于其他领域，因此该领域的论文数量要乘以 0.2。这个指数始于 2015 年。
以下是各国自然指数 WFC 的得分情况：
我们可以根据这些数据得出结论：在范围更广的自然指数排名中，目前中国稳居全球第二，而且正在和第三名拉开差距，快速接近美国。也许你会提出，论文不能光看数量，还要看质量。我国发表的科学论文的质量到底如何呢？衡量论文质量的一个最基本参数就是被引用次数。2014 年的时候，《人民日报》曾撰文指出[1]，中国发表的论文 35% 以上从未被引用。
不过，短短数年之后，中国科学技术信息研究所发布的我国科技论文的最新统计情况显示[2]，我国国际论文被引用次数的排名也已经是世界第二。
刚才说的都是好消息，下面也要说一些不好的消息。目前我国在核心期刊上的论文发文数量虽然已经稳居世界第二，但我国的学术诚信指数却与我们的自然指数并不匹配。
在谈数据之前，我先举一个案例：2017 年 4 月，自然出版集团宣布撤回 107 篇发表在《肿瘤生物学》期刊上的论文，而这 107 篇医学论文的主要作者均来自中国。经过三个月的彻查，7 月 27 日，科技部宣布了处理结果[3]，共涉及作者 521 人，其中 486 人不同程度存在过错。类似的学术丑闻，最近这几年也屡屡传出，甚至在国外还诞生了职业学术打假人，来自中国的论文是他们重点关照的对象。
著名的《科学》杂志 2018 年 10 月在线发表了一篇关于论文撤稿的研究文章[4]，我很遗憾地看到，中国的论文撤稿率是万分之五，排世界第七位。前六名分别是：伊朗 14/10000，罗马尼亚 10.4/10000，新加坡 7.8/10000，印度 7.5/10000，马来西亚 6.8/10000，韩国 6/10000。第八到第十名分别是土耳其、南非和荷兰。
有一组来自越南的研究者利用一个人工智能程序收集分析了截止到 2019 年 2 月份的在线论文数据库，几乎涵盖了所有网上能找到的论文，做出了一份论文撤稿数量的统计报告[5]。这份报告显示，中国从 1995 年第一次出现论文撤稿，总共有 8612 篇论文被撤稿，高居全球榜首。排第二的美国自 1927 年第一次出现论文撤稿，总共有 3179 篇论文被撤稿。接下去是印度 934 篇，日本 874 篇，德国 623 篇，英国 593 篇，伊朗 582 篇，韩国 520 篇，意大利 434 篇，加拿大 307 篇。
我国的撤稿率与论文大国地位严重不符，这可能与国内的职称晋升体制有一定关系，饶毅教授也曾经撰文指出过。不过，就算是挤掉所有的水份，客观地说，中国的科学研究水平在全世界范围来看，已经是第二梯队的领头羊，而且正在以非常快的速度追赶第一梯队的唯一国家——美国。
如果说科学研究的综合水平可以用科学论文来衡量，那么技术发明的综合水平，就可以用专利数量来度量了。这里有一个概念，叫 PCT 专利。PCT 是《专利合作条约》的英文缩写，PCT 专利可以理解为符合国际标准的发明专利。PCT 专利被视为国家科技创新实力的最重要指标之一。为此，我汇总了世界知识产权组织公布的历年统计年鉴，来表现世界主要国家 PCT 专利申请数量的年度变化。
除了论文和专利，还有一些指标虽然并不能直接反映一个国家的科技实力，但是对于科技的可持续发展的后劲却非常重要，也是对发展趋势的一个重要参考。
在作为工业实力标志之一的钢铁产量上，中国 2011 年的产量就占到了世界的近一半，遥遥领先美国。在工业制造领域，中国虽然目前仍是全球制造业老大，但面临着严峻挑战，包括人口老龄化、经济增速放缓以及劳动力成本上涨。我们已经意识到了这些挑战，正在大力推动“中国制造 2025”与“互联网+”计划。综合来看，我国的工业制造水平稳居全球第二，已经非常接近美国，甚至在某些方面超过了美国。
再来看一下科研经费投入方面。根据世界银行的数据[6]，我国的科研经费占 GDP 的比重从 1996 年的 0.56% 上升为 2018 年的 2.19%，约为 2980 亿美元，美国的科研经费占比一直稳定在 2%-3%，2018 年占比 2.84%，总额为 5833 亿美元。也就是说，中国在科研资金的投入比例上已经和美国差不多，但是总额上依然只有美国的一半。
最后我来总结一下。从我分析的这些统计数据来看，我认为目前中国的总体科技实力排在全球第二，但与老大美国的差距还很大，相比于排在后面的欧洲和日本，我们的优势也并没有拉开。但好消息是，我们明显处在上升通道中，与美国的差距正在缩小，相比欧洲和日本的优势也在拉大。
听到这里，可能会有一些人觉得跟自己的感受不太相符，因为最近一年屡屡传出我国科技企业被卡脖子的新闻。再比如，医疗行业的从业人员都知道，目前我国绝大多数高端的医疗器械都依赖进口等等。这是因为，我前面提到的那些论文和专利的数据，都代表着增量，而不是库存总量。换句话说，有些国家虽然在增量上已经被我们超越，但他们还有老本可以吃，在库存总量上可能还未被超越。从论文、专利到科技成果转换成产品落地，是需要时间的。
我国的科技实力能不能在未来 20 年内超越美国，我认为关键在于继续推进方方面面的改革，包括但不限于科研体制、职称评价体制等等，以及国家增大对科普的支持力度等。总之，科研犹如逆水行舟，不进则退。
改革开放是中国人民的历史选择，是一次开弓没有回头箭的艰难攀登，我是1978 年改革开放的同龄人，也是中国在改革开放后取得伟大成就的见证人，所以我是改革开放的坚定支持者。如果您有着跟我同样的心愿，请转发本文，也欢迎点赞、收藏、留言。
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