如何理解當(dāng)今的世界大勢(shì)？世界和中國(guó)如何演化到現(xiàn)在這樣？將來會(huì)怎么樣？要回答這些問題，就要先看清大圖景。

科學(xué)中，不同的事實(shí)材料有不同的重要性。

首先要理解和解釋那些最重要的事實(shí)，才能建立起理論體系。當(dāng)然，判斷哪些事實(shí)最重要，最值得解釋，是需要洞察力的。例如愛因斯坦從測(cè)量地球在以太中漂移速度的否定結(jié)果，領(lǐng)悟到以太根本不存在，光速在所有慣性參照系中都相等，以此為基礎(chǔ)建立起了狹義相對(duì)論的大廈。

民科常犯的一個(gè)錯(cuò)誤就是用細(xì)節(jié)問題否定基本理論，各種推翻相對(duì)論、量子力學(xué)的嘗試大都是如此。殊不知細(xì)節(jié)問題之所以困難，往往是因?yàn)橛绊懸蛩靥啵芯空唠y以把握。例如一片樹葉下落的運(yùn)動(dòng)，跟樹葉的質(zhì)量分布、每個(gè)瞬間的氣流都有關(guān)系，要描述清楚極其困難。

而最重要的事實(shí)、大趨勢(shì)反而是相對(duì)簡(jiǎn)單的，只要抓住幾個(gè)關(guān)鍵因素，就能得出深入的結(jié)論。所以預(yù)測(cè)一只股票的價(jià)格非常困難，預(yù)測(cè)一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率卻要容易得多。

那么，人類社會(huì)哪些事實(shí)是最重要的？對(duì)于這個(gè)問題，我們不妨這樣想：如果有外星人在觀察地球，他們會(huì)首先關(guān)注我們的什么？或者我們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)外星文明，我們最先想知道的是他們的什么？

1、科技與文明等級(jí)

答案很明顯，是科技水平。

從能源的角度看，用火的文明，用畜力的文明，用蒸汽機(jī)的文明，用電力的文明，和用核聚變的文明，發(fā)展程度是完全不同的。從材料的角度看，用石頭的文明，用青銅的文明，用鐵的文明，用化學(xué)合成的塑料、橡膠、纖維的文明，和用劉慈欣科幻小說《三體》中的強(qiáng)相互作用材料“水滴”的文明，發(fā)展程度是完全不同的。

高等級(jí)的文明遇到低等級(jí)的文明，就是碾壓。在同一等級(jí)的文明之間，即使政治制度、意識(shí)形態(tài)、文化傳統(tǒng)相差很遠(yuǎn)，還是可以平等對(duì)話的。如果我們發(fā)現(xiàn)一個(gè)外星文明處于冷兵器時(shí)代，我們不會(huì)緊張，該擔(dān)心的是他們。

如果發(fā)現(xiàn)他們會(huì)使用不可控的核聚變（即氫彈），跟我們并駕齊驅(qū)，我們就要認(rèn)真對(duì)待了。如果發(fā)現(xiàn)他們會(huì)可控核聚變，會(huì)星際航行，我們就只好祈禱他們是善意的了，因?yàn)樗麄円麥缥覀冎皇桥e手之勞。

根據(jù)《三體》小說的設(shè)定，“水滴”用強(qiáng)相互作用材料制成的

1964年，蘇聯(lián)天體物理學(xué)家尼古拉·謝苗諾維奇·卡達(dá)謝夫提出了卡達(dá)謝夫標(biāo)度，用一個(gè)文明能夠用來通訊的功率衡量這個(gè)文明的技術(shù)水平。

按照他的標(biāo)度，I型文明能夠調(diào)集與整個(gè)地球的輸出功率（10的15次方至16次方瓦特）相當(dāng)?shù)哪芰坑糜谕ㄓ崳琁I型文明能夠把一顆恒星的輸出功率（10的26次方瓦特）用于通訊，III型文明能夠把一個(gè)星系的輸出功率（10的36次方瓦特）用于通訊。

那么我們現(xiàn)在是什么級(jí)別呢？0.72型，連I型都還沒達(dá)到。不過考慮到1900年的時(shí)候我們還只是0.58型的文明，這個(gè)進(jìn)步速度已經(jīng)很快了。也許再過幾百年，人類就能進(jìn)入I型文明。

把這個(gè)視角轉(zhuǎn)移到國(guó)家之間，我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)，科技水平是國(guó)家實(shí)力、人民生活水平的最本質(zhì)的標(biāo)志。當(dāng)今世界科技水平最高的國(guó)家顯然是美國(guó)。中國(guó)的科技水平處于什么位置呢？我的回答是第一集團(tuán)，跟美國(guó)有顯著差距，但屬于同一級(jí)別。

2、基礎(chǔ)研究的論文與期刊

更詳細(xì)地說，科學(xué)技術(shù)分為基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究、工業(yè)技術(shù)、生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)等多個(gè)層次。各個(gè)層次之間既有密切的聯(lián)系，也可以有一定程度的不同步。不同背景的人往往關(guān)注的層面不同。筆者從事理論與計(jì)算化學(xué)的基礎(chǔ)研究，所以先在這里介紹一下基礎(chǔ)研究的現(xiàn)狀。

基礎(chǔ)研究的成果，在絕大部分情況下表現(xiàn)為學(xué)術(shù)論文，發(fā)表在科學(xué)期刊上。科學(xué)界之外的人往往覺得能發(fā)表論文就很了不起了，但其實(shí)不同的論文之間水平相差很遠(yuǎn)，科研人員對(duì)論文質(zhì)量的重視程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過數(shù)量。如何評(píng)價(jià)論文的質(zhì)量？

如果對(duì)一個(gè)領(lǐng)域很熟悉，自然可以仔細(xì)閱讀每篇文章，就其內(nèi)容給出評(píng)價(jià)。但世界上的論文早已汗牛充棟，誰都看不過來，現(xiàn)代科學(xué)又分得越來越細(xì)，隔行如隔山，即使對(duì)相近專業(yè)的論文也很可能不足以給出評(píng)價(jià)。那么怎么快速地估計(jì)文章質(zhì)量呢？簡(jiǎn)單而有效的辦法是看它發(fā)表的期刊。

在現(xiàn)代科研體系中，文章不是作者想發(fā)就能發(fā)，而是由刊物的編輯和審稿人把關(guān)的。世界上有數(shù)以萬計(jì)的科學(xué)期刊，不同的期刊之間審稿標(biāo)準(zhǔn)相差很遠(yuǎn)，好比奧運(yùn)會(huì)和學(xué)校運(yùn)動(dòng)會(huì)的區(qū)別。

學(xué)校運(yùn)動(dòng)會(huì)里會(huì)不會(huì)有世界冠軍？原則上是有可能的，但這個(gè)可能性非常小，大多數(shù)人還是玩票的。而能參加奧運(yùn)會(huì)的選手，即使你不知道他的具體成績(jī)，但也可以相信總是達(dá)到了相當(dāng)高的水平。

我們?cè)賮斫忉屢幌码s志“好”的程度。英國(guó)的《自然》（Nature）和美國(guó)的《科學(xué)》（Science）是兩家著名的頂級(jí)期刊，它們的文章范圍涵蓋整個(gè)自然科學(xué)。有一些聲名卓著的雜志涵蓋整個(gè)一級(jí)學(xué)科，如《物理評(píng)論快報(bào)》、《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》、《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》、《化學(xué)科學(xué)》。

又有一些質(zhì)量很高的雜志覆蓋一個(gè)二級(jí)學(xué)科，如《有機(jī)化學(xué)通訊》、《高能物理雜志》。再往下，門檻越低，雜志越多。這是一幅學(xué)術(shù)金字塔的圖像。把哪些雜志稱為一流是有一定任意性的，但出入也不會(huì)太大，科研工作者的共識(shí)比歧見多得多。

3、自然指數(shù)

近年來，《自然》的發(fā)行者自然出版集團(tuán)提出了一套衡量國(guó)家或研究機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)科研產(chǎn)出的指標(biāo)，稱為自然指數(shù)。他們挑選了68家一流期刊，統(tǒng)計(jì)每個(gè)國(guó)家或研究單位在這些期刊上發(fā)表多少論文。

這是最基礎(chǔ)的指標(biāo)，他們稱之為文章計(jì)數(shù)（article count，AC）。這并不是說不在這68家雜志上的文章都不好，其實(shí)出自檔次比較低的期刊的重要文章也不少，還有得到諾貝爾獎(jiǎng)的。也不是說這68家雜志上的文章都很好，這些文章中也難免有一些價(jià)值不大的。

但畢竟，在這68家雜志中出現(xiàn)重要文章的概率比在其它雜志上大得多。在不知道更多信息的情況下，你看到一篇出自這些雜志的文章和一篇出自其它雜志的文章，可以十拿九穩(wěn)地猜測(cè)前者比后者重要。所以作為一個(gè)對(duì)大量樣本的統(tǒng)計(jì)，選取這68家期刊是可以接受的。

當(dāng)代科學(xué)合作很頻繁，一篇文章經(jīng)常有多個(gè)跨單位甚至跨國(guó)的作者。所以他們又做了進(jìn)一步的分析，把一篇文章平均分給每個(gè)作者，再根據(jù)每個(gè)作者的地址信息確定每個(gè)國(guó)家或單位占多少份額，稱為分?jǐn)?shù)計(jì)數(shù)（fractional count，F(xiàn)C）。比如一篇文章有兩個(gè)作者，一人來自中國(guó)，一人來自美國(guó)，那么中美就各得到0.5的FC。

此外，在這68家期刊中的天文學(xué)論文占世界所有天文學(xué)論文的比例大約是其它學(xué)科的5倍，因此他們又把天文學(xué)論文的權(quán)重乘以0.2，把FC調(diào)整成加權(quán)的分?jǐn)?shù)計(jì)數(shù)（weighted fractional count，WFC），作為最重要的評(píng)判指標(biāo)。這套做法在期刊的選取、各個(gè)作者的貢獻(xiàn)等細(xì)節(jié)上當(dāng)然還有很多可以商榷或改進(jìn)的地方，但基本思路是合理的，參考價(jià)值比較高。

2014年12月，自然出版集團(tuán)公布了2014年（實(shí)際上是2013年12月至2014年11月）的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。美國(guó)的WFC排第一，18643。中國(guó)第二，5206。德國(guó)第三，4077。四到十位是日本、英國(guó)、法國(guó)、加拿大、西班牙、瑞士、韓國(guó)，從3371到1151。超級(jí)大國(guó)蘇聯(lián)的繼承者俄羅斯不在前十之中。可以看出美國(guó)非常強(qiáng)大，WFC是中國(guó)的3.6倍。但中國(guó)排第二，達(dá)到德國(guó)的1.3倍、日本的1.5倍，也相當(dāng)不錯(cuò)。

自然指數(shù)

再?gòu)难芯繂挝坏慕嵌瓤矗琖FC最高的是哪一家？答案是中國(guó)科學(xué)院，高達(dá)1209，是第二位哈佛大學(xué)（852）的1.4倍。

也許你會(huì)說這不公平，中國(guó)科學(xué)院是由許多研究所組成的，跟一個(gè)大學(xué)沒有可比性。然而第三位是德國(guó)馬克斯·普朗克學(xué)會(huì)（729），第四位是法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究院（721），它們都和中國(guó)科學(xué)院類似。可見至少在科學(xué)協(xié)會(huì)之間比，中國(guó)科學(xué)院排第一是沒有疑問的。

再仔細(xì)想想，一個(gè)大學(xué)有很多院系和專業(yè)，而像中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所、中國(guó)科學(xué)院等離子體物理研究所這樣的研究所只對(duì)應(yīng)于大學(xué)的一個(gè)學(xué)院、一個(gè)系甚至一個(gè)專業(yè)，所以把協(xié)會(huì)和大學(xué)的科技產(chǎn)出做對(duì)比也未嘗不可。

以上結(jié)果對(duì)科學(xué)界之外的人來說可能有點(diǎn)意外，但對(duì)科研工作者來說很正常，因?yàn)榉衔覀兊娜粘８杏X。僅僅十多年前，中國(guó)的一流文章還非常少見，很多教授都從來沒發(fā)過，有一篇就顯得很高大上了。

進(jìn)入21世紀(jì)以來，中國(guó)科技論文的數(shù)量和質(zhì)量都出現(xiàn)了爆炸性的增長(zhǎng)，對(duì)人才的標(biāo)準(zhǔn)也一路水漲船高。現(xiàn)在想在科大這樣的單位獲得副教授職位，五篇一流文章算是起步價(jià)。出門介紹研究成果，如果不是這種量級(jí)的，簡(jiǎn)直不好意思跟人打招呼。

美國(guó)的一流和二流大學(xué)的研究水平是非常高的，隨便拎出一個(gè)教授來都是響當(dāng)當(dāng)?shù)娜宋铮€有一大波諾貝爾獎(jiǎng)得主。是的，不少諾貝爾獎(jiǎng)得主是在美國(guó)二流大學(xué)工作的。

不是很久（十年？）以前，中國(guó)大學(xué)的研究水平整體而言跟美國(guó)還沒得比，相差太遠(yuǎn)。不過中國(guó)的進(jìn)步非常快，現(xiàn)在中國(guó)一流大學(xué)的研究水平我覺得已經(jīng)接近美國(guó)的二流大學(xué)了。至少人們的期待值發(fā)生了變化，中國(guó)的研究單位作出世界一流的成果被看成理所當(dāng)然的事，不會(huì)令人感到驚訝了。進(jìn)步也表現(xiàn)在廣度上，以前只有中國(guó)的一流院校才能指望作嚴(yán)肅的研究，現(xiàn)在連一些二流院校都不時(shí)發(fā)一篇《自然》、《科學(xué)》了。

中國(guó)的上升勢(shì)頭之猛可以從各國(guó)2014年與2013年WFC的對(duì)比上看出來。美國(guó)下降0.8%，德國(guó)上升1.0%，日本下降2.3%，英國(guó)上升0.9%，然后六到十位的法國(guó)、加拿大、西班牙、瑞士、韓國(guó)都是下降的。中國(guó)呢？上升14.9%！這是個(gè)什么概念？如果保持14.9%的增速，5年就會(huì)翻一番。如果中美都保持14.9%和-0.8%的變化率，8.7年后中國(guó)就會(huì)趕上美國(guó)。

然而這還沒完。自然出版集團(tuán)的WFC數(shù)據(jù)是每月更新的。現(xiàn)在顯示的是從2014年6月到2015年5月的統(tǒng)計(jì)，跟2014年12月的數(shù)據(jù)相比剛好過去了半年。（本文寫于2015年8月）僅僅半年時(shí)間里，中國(guó)的WFC又從5026變成了6318，增長(zhǎng)25.7%！

按照這樣的速度，兩個(gè)半年即一年就會(huì)增長(zhǎng)58%，達(dá)到7942。因此以后如果看到報(bào)道中國(guó)2015年的WFC達(dá)到7000甚至8000，不要感到奇怪。

與此同時(shí)，美國(guó)的WFC從18643變成17448，下降6.4%；德國(guó)從4077變成3939，下降3.4%。在半年時(shí)間里，美國(guó)對(duì)中國(guó)的比例從3.6縮小到2.8，中國(guó)對(duì)德國(guó)的比例從1.3擴(kuò)大到1.6。如果這種令人咋舌的速度持續(xù)下去，中國(guó)超越美國(guó)所需要的時(shí)間就不是9年，而是3年！我們有可能在2017年就看到！此外，俄羅斯（338）排在第十九位，中國(guó)是俄羅斯的18.7倍。

還有另外一個(gè)維度可以考察一下。前面說的WFC來自對(duì)68個(gè)一流期刊的統(tǒng)計(jì)，但這些期刊的學(xué)術(shù)地位并不相等，好比《射雕英雄傳》里的裘千仞和王重陽都算一流高手，但王重陽還是比裘千仞厲害不少。

《自然》和《科學(xué)》的學(xué)術(shù)聲譽(yù)和發(fā)表難度比其它大多數(shù)一流期刊更高，我們可以把它們作為頂級(jí)期刊的代表。當(dāng)然這個(gè)代表性低一些，因?yàn)闅v史上發(fā)表在《自然》與《科學(xué)》之外的里程碑式論文（包括許多得到諾貝爾獎(jiǎng)的）實(shí)在是太多了，遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于發(fā)表在那68個(gè)一流期刊之外的，不過仍然不妨做個(gè)參考。

自然出版集團(tuán)也給出了只限這兩個(gè)雜志的WFC，我們姑且把它作為各個(gè)國(guó)家或研究機(jī)構(gòu)發(fā)表頂級(jí)論文的指標(biāo)。從2014年6月到2015年5月，國(guó)家中最高的是美國(guó)（860），然后是英國(guó)（144）、德國(guó)（116）、法國(guó)（67），中國(guó)（58）只排在第五位。研究單位中最高的是哈佛大學(xué)（75），而中國(guó)科學(xué)院（17）只排到第十五位。

這里固然有《自然》與《科學(xué)》對(duì)英美特別照顧的因素，不過也反映出我們?cè)陧敿?jí)論文中的地位比在一流論文中的地位低一截。換句話說，就是我們的優(yōu)勢(shì)主要在于次頂級(jí)的成果。后面將會(huì)談到，這是一個(gè)具有某種普遍性的現(xiàn)象，而且與中西的歷史與文化有關(guān)。

4、五大知識(shí)產(chǎn)權(quán)局的專利數(shù)據(jù)

基礎(chǔ)研究的產(chǎn)出可以用科學(xué)論文度量，下面我們?cè)賮砜磻?yīng)用技術(shù)的產(chǎn)出，用專利度量。世界五大知識(shí)產(chǎn)權(quán)局是歐洲專利局、日本特許廳、韓國(guó)特許廳、中國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局和美國(guó)專利商標(biāo)局，五局處理了世界80%的專利申請(qǐng)，承擔(dān)了專利合作條約95%的工作。

從2012年以來，五局每年聯(lián)合發(fā)布統(tǒng)計(jì)報(bào)告。2015年初，五局發(fā)布了2014年的主要統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)報(bào)告，完整版的2014年五局統(tǒng)計(jì)報(bào)告將于2015年底完成。專利分為發(fā)明專利、實(shí)用新型專利和外觀設(shè)計(jì)專利，顯然發(fā)明專利是與科技水平相關(guān)程度最高的。五局的主要統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)報(bào)告中列出的全都是發(fā)明專利的數(shù)據(jù)。

2014年五局共收到230萬件發(fā)明專利申請(qǐng)，其中最多的是中國(guó)，高達(dá)92.8萬件，占了40%！其次是美國(guó)，57.9萬件。日本、歐洲、韓國(guó)分別是32.6、27.4和21.0萬件。這是中國(guó)連續(xù)第四年居于發(fā)明專利申請(qǐng)量第一的位置。跟2013年相比的增速，中國(guó)也是最高的，達(dá)到12.5%。美日歐韓的增速分別是1.3%、-0.7%、3.1%和2.8%。

再來看發(fā)明專利的授權(quán)。2014年五局共授權(quán)了95.54萬件發(fā)明專利，其中最多的是美國(guó)，30.1萬件，占31%。其次是中國(guó)，23.3萬件。日本、韓國(guó)、歐洲分別是22.7、13.0和6.5萬件。中國(guó)的增速12.3%最高，美日韓歐的增速分別是8.2%、-18.0%、1.9%和-3.1%。

有一點(diǎn)需要注意的是，每個(gè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局的申請(qǐng)人都來自全世界，不只是自己國(guó)家。在中國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局的申請(qǐng)人中，86%來自中國(guó)，4%來自美國(guó)。而在美國(guó)專利商標(biāo)局的申請(qǐng)人中，只有50%來自美國(guó)，3%來自中國(guó)。

在授權(quán)方面，中國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局的專利權(quán)人中，來自中國(guó)和美國(guó)的分別占70%和7%。美國(guó)專利商標(biāo)局的專利權(quán)人中，來自美國(guó)和中國(guó)的分別占48%和2%。顯然，美國(guó)專利的國(guó)際化程度比中國(guó)高不少，吸收外國(guó)智力成果的能力值得我們學(xué)習(xí)。

5、研發(fā)人員與經(jīng)費(fèi)

看完了專利，再來看國(guó)家在研究上的人力物力投入。科技部出版的《中國(guó)科技人才發(fā)展報(bào)告（2014）》顯示，2013年我國(guó)的研究與發(fā)展（R&D）人員總數(shù)為353.3萬人，超過美國(guó)，居世界第一位。

根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局的《2014年國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》，2014年中國(guó)的研究與試驗(yàn)發(fā)展經(jīng)費(fèi)支出為13312億元，比2013年增長(zhǎng)12.4%，占國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）的2.09%。按照1美元兌換6.2人民幣元計(jì)算，相當(dāng)于2150億美元。

根據(jù)世界銀行的數(shù)據(jù)，前文中2014年WFC世界前十位的國(guó)家在2012年的R&D支出占GDP比例是：中國(guó)1.98%，美國(guó)2.79%，德國(guó)2.92%，日本3.39%（2011年），英國(guó)1.72%，法國(guó)2.26%，加拿大1.73%，西班牙1.30%，瑞士3.41%，韓國(guó)4.04%（2011年）。

中國(guó)的比例處于中等偏低，不過在較快地上升。由于中國(guó)的GDP僅次于美國(guó)，超過第三名日本的兩倍，所以可以肯定中國(guó)的研發(fā)投入處于世界第二位，接近美國(guó)的一半。2014年，世界經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織在《經(jīng)合組織2014年科學(xué)技術(shù)與工業(yè)展望》中預(yù)測(cè)，中國(guó)的研發(fā)支出將在2019年前后超過歐盟和美國(guó)，躍居世界首位。

6、日常生活中反映的科技水平

看完這些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，再來談老百姓的日常生活。現(xiàn)在一個(gè)典型的中國(guó)中產(chǎn)家庭擁有這些物質(zhì)財(cái)富：房子，汽車，計(jì)算機(jī)，智能手機(jī)，大屏幕電視，空調(diào)，冰箱，洗衣機(jī)，多種家具、衣服等。

在這些服務(wù)業(yè)上花費(fèi)不菲：教育，醫(yī)療，養(yǎng)老，餐飲，電商，娛樂，旅游，健身，美容等。享受這些公共設(shè)施：高速公路，高速鐵路，飛機(jī)場(chǎng)，電信，醫(yī)院，學(xué)校，綠地，劇院等。

還有軟環(huán)境：良好的治安，高效的政府服務(wù)，快捷的物流等。這樣的生活和美國(guó)中產(chǎn)家庭有多大區(qū)別？區(qū)別不大。中美中產(chǎn)家庭生活的相似之處遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于不同之處。

區(qū)別總是有的，如美國(guó)人賺錢更多，買高檔汽車更容易，出國(guó)旅游更方便，飛機(jī)場(chǎng)更多，如果能進(jìn)名牌大學(xué)，就能受更好的教育。不過中國(guó)占優(yōu)勢(shì)的地方也不少，如治安普遍更好，高鐵網(wǎng)絡(luò)更發(fā)達(dá)（美國(guó)還沒有高鐵呢），中餐更好吃（美國(guó)大部分的飯店就是悲劇），電信網(wǎng)絡(luò)覆蓋度更高（中國(guó)有村村通，美國(guó)在不賺錢的地方就不通）。

2014年，中國(guó)人和美國(guó)人的預(yù)期壽命分別是75.15歲和79.56歲（美國(guó)中央情報(bào)局world fact book的數(shù)據(jù)）。

總體而言，中美中產(chǎn)階層的生活屬于同一級(jí)別。不同之處屬于各有千秋，而不是瞠目其后。從收入看來似乎相差很多（中國(guó)的人均GDP只有美國(guó)的1/7），但實(shí)際生活質(zhì)量卻相差不遠(yuǎn)。這是因?yàn)橹袊?guó)的中產(chǎn)比例低于美國(guó)（但中產(chǎn)人口高于美國(guó)），也因?yàn)槊绹?guó)的貧富差距比中國(guó)大，少數(shù)的富人拿走了太多的資源，還因?yàn)槊绹?guó)是一個(gè)高成本的生活體系，消費(fèi)效率比中國(guó)低（見郭曉明《物質(zhì)循環(huán)的世界》第19節(jié)）。

中星9號(hào)衛(wèi)星覆蓋圖

7、工業(yè)技術(shù)水平

再來看生產(chǎn)中的技術(shù)水平。

第四代戰(zhàn)斗機(jī)，美國(guó)有已服役的F-22和F-35，中國(guó)有試驗(yàn)中的殲-20和殲-31。航空母艦，美國(guó)有11艘核動(dòng)力航母，中國(guó)只有一艘從買來的瓦良格號(hào)改建的遼寧艦，蒸汽動(dòng)力，據(jù)說國(guó)產(chǎn)航母正在建造。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，美國(guó)有GPS，中國(guó)有北斗。

導(dǎo)彈防御系統(tǒng)，中美都有。導(dǎo)彈打衛(wèi)星，中美都有。彈道導(dǎo)彈打航母，只有中國(guó)有。有源相控陣?yán)走_(dá)，中美都有。預(yù)警機(jī)，中美都有，中國(guó)的更先進(jìn)（注：有源相控陣?yán)走_(dá)在原理上比無源先進(jìn)）。超高音速飛行器，中美都在試驗(yàn)中。空間站，美國(guó)、俄羅斯等16國(guó)共用國(guó)際空間站，中國(guó)有天宮。

太空探索，美國(guó)的探測(cè)器登陸火星，中國(guó)只到月球。芯片，美國(guó)有Intel、AMD，中國(guó)只有龍芯、華為麒麟。操作系統(tǒng)，美國(guó)有windows、iOS、安卓，中國(guó)沒有像樣的代替物。電信，美國(guó)有思科，中國(guó)有華為、中興。4G標(biāo)準(zhǔn)，美國(guó)有FDD-LTE，中國(guó)有TD-LTE。

搜索引擎，美國(guó)有谷歌，中國(guó)有百度。電子商務(wù)，美國(guó)有亞馬遜、eBay，中國(guó)有阿里巴巴、京東。社交媒體，美國(guó)有臉書、推特，中國(guó)有微信、微博。汽車，美國(guó)有通用、福特、克萊斯勒，中國(guó)只有奇瑞、吉利、長(zhǎng)城。電動(dòng)汽車，美國(guó)有特斯拉，中國(guó)有比亞迪。

手機(jī)，美國(guó)有蘋果，中國(guó)有華為。高鐵，美國(guó)還沒有，中國(guó)占世界一半以上。大飛機(jī)，美國(guó)有波音，中國(guó)的商飛正在研制C919。液晶顯示，美國(guó)幾乎沒有，中國(guó)有京東方……

這個(gè)名單可以列很長(zhǎng)。基本的特點(diǎn)是，大多數(shù)領(lǐng)域美國(guó)領(lǐng)先，但差距在縮小中。也有些領(lǐng)域中國(guó)領(lǐng)先，如預(yù)警機(jī)、火力發(fā)電。有些領(lǐng)域美國(guó)占?jí)旱剐詢?yōu)勢(shì)，也有些領(lǐng)域中國(guó)占?jí)旱剐詢?yōu)勢(shì)。

殲-20

能在幾乎所有領(lǐng)域和美國(guó)正面對(duì)抗，而且還互有攻防的，世界上只有中國(guó)一家。其他西方國(guó)家由于體量較小，又缺少國(guó)家意志，在四代機(jī)、搜索引擎、電子商務(wù)、社交媒體、手機(jī)等領(lǐng)域基本都放棄了。日本放棄得更多，除這些外還有電信標(biāo)準(zhǔn)、導(dǎo)航系統(tǒng)、大飛機(jī)等。俄羅斯只能抓軍工和航天，在大部分領(lǐng)域里都退出了競(jìng)爭(zhēng)。只有中國(guó)在全面發(fā)力，在每場(chǎng)競(jìng)賽中都不缺席。

這里有一件很有趣的事。一個(gè)選手如果只參加幾場(chǎng)比賽，取得了好成績(jī)，那么人們一般就只稱贊他。而另一個(gè)選手出現(xiàn)在所有的賽場(chǎng)上，在大部分賽場(chǎng)上都排在前五位，就經(jīng)常被人批：為什么短跑不如博爾特？跨欄不如劉翔？跳遠(yuǎn)不如劉易斯？拳擊不如鄒市明？太弱了！

對(duì)中國(guó)，大家批的是：為什么汽車不如德國(guó)？芯片不如美國(guó)？機(jī)器人不如日本？液晶不如韓國(guó)？這種批評(píng)背后的意思是中國(guó)應(yīng)該在每一個(gè)領(lǐng)域都做到第一，否則就是失敗。其實(shí)任何國(guó)家都不可能在所有領(lǐng)域都是第一，這是個(gè)脫離實(shí)際的要求。怎么不提德國(guó)的社交媒體不如美國(guó)，美國(guó)的高鐵不如日本，日本的手機(jī)不如韓國(guó)，韓國(guó)的太多東西不如中國(guó)？他們是不是也該痛心疾首地反思？

不過這個(gè)脫離實(shí)際的要求也有正面意義，就是說明中國(guó)人民內(nèi)心非常驕傲，自我期許極高。我們知道自己在歷史上全面領(lǐng)先過。面對(duì)困難，我們總是認(rèn)為內(nèi)因是主導(dǎo)因素，自己搞好了就沒有過不去的檻，堅(jiān)信人定勝天，君子自強(qiáng)不息，士不可以不弘毅。這其實(shí)是大國(guó)特有的一種自信。

對(duì)許多小國(guó)來說，命運(yùn)多次不由自己決定，他們很清楚人力有時(shí)而窮的道理，適當(dāng)?shù)剡x擇大國(guó)投靠是他們必備的生存智慧。大國(guó)的這種自信雖然盲目，雖然不合邏輯，但仍然是有價(jià)值的。

它多次使大國(guó)的人民煥發(fā)出不可思議的勇氣和創(chuàng)造力，完成了許多偉業(yè)。正如基辛格《大外交》第18章所言：“大事業(yè)往往需要一點(diǎn)天真去推動(dòng)。”盲目的自信總比盲目的自卑好得多，這種自信是超級(jí)大國(guó)人民必備的底蘊(yùn)。

8、重劍無鋒，大巧不工

綜合以上對(duì)科學(xué)論文、專利、科研人力、研發(fā)經(jīng)費(fèi)、生活質(zhì)量、工業(yè)水平的討論，就得到了前邊說過的結(jié)論：中國(guó)的科技水平處于第一集團(tuán)，跟美國(guó)有顯著差距，但屬于同一級(jí)別。

有一點(diǎn)值得注意的是，論文和專利表示的是科技的增量，而不是存量，正如GDP表示的是財(cái)富的增量，而不是存量。由于我們爆炸式發(fā)展的時(shí)間還比較短，科技和財(cái)富的存量可能還不如其他一些國(guó)家，換句話說就是那些國(guó)家還有老本可以吃。但是在各種增量指標(biāo)上，我們都已經(jīng)是數(shù)一數(shù)二的了。

而在這些增量指標(biāo)的增速上，即增量的增量，我們毫無懸念是世界第一，如前面說的2014年WFC比2013年增長(zhǎng)14.9%，發(fā)明專利申請(qǐng)數(shù)增長(zhǎng)12.5%，其他國(guó)家不下降就不錯(cuò)了。這是因?yàn)槲覀兊慕?jīng)濟(jì)在快速發(fā)展，科技投入在快速增加，即使其它條件都不變，科技產(chǎn)出也會(huì)快速上升的。正如一句老話：能用錢解決的問題就不是問題。

有人有錢就能搞好科技，這個(gè)道理雖然正確，卻不容易讓人相信，因?yàn)樵S多人特別不自信，說得好聽點(diǎn)就是太有憂患意識(shí)，憂患過頭了。

1999年左右，楊振寧到科大演講《近代科學(xué)進(jìn)入中國(guó)的回顧與前瞻》，結(jié)論是：“以下的幾個(gè)長(zhǎng)遠(yuǎn)的因素是使得一個(gè)社會(huì)、一個(gè)國(guó)家能夠有輝煌的科技發(fā)展的必要條件。第一個(gè)是需要有聰明的年輕人，有頭腦做科學(xué)研究；第二是需要有重視紀(jì)律、重視忍耐心、重視勤奮的社會(huì)傳統(tǒng)；第三要有決心；第四要有經(jīng)濟(jì)條件。……中國(guó)在20世紀(jì)里有前三者，到了21世紀(jì)我認(rèn)為將四者具備，所以我對(duì)21世紀(jì)中國(guó)科技的發(fā)展是絕對(duì)樂觀的。”

當(dāng)時(shí)我十分不以為然，因?yàn)橹袊?guó)有太多的問題，腐敗，專制，貧富差距，世風(fēng)日下……所以，楊先生，您是不是老糊涂了？后來隨著眼界的擴(kuò)大，卻越來越發(fā)現(xiàn)楊振寧講的是完全正確的。他這些道理看起來很質(zhì)樸，簡(jiǎn)直土得掉渣，但卻是“重劍無鋒，大巧不工”。這正應(yīng)了《道德經(jīng)》里的話：“上士聞道，勤而行之；中士聞道，若存若亡；下士聞道，大笑之。不笑不足以為道。”

9、美國(guó)的昨天和中國(guó)的今天

其實(shí)從歷史上看，經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國(guó)科學(xué)崛起幾乎是必然的，過程比一般人想象得直截了當(dāng)?shù)枚唷?

19世紀(jì)末，美國(guó)已經(jīng)是全球最有活力的經(jīng)濟(jì)大國(guó)，但科學(xué)水平還很低。1883年，美國(guó)物理學(xué)會(huì)第一任會(huì)長(zhǎng)亨利·奧古斯特·羅蘭（Henry Augustus Rowland，1848—1901）做了一個(gè)演講《為純科學(xué)呼吁》，被后世稱為美國(guó)科學(xué)的獨(dú)立宣言。

他在演講中激烈批評(píng)了美國(guó)科學(xué)的狀況：

“美國(guó)的科學(xué)只存在于未來，它沒有今天和過去。……我們厭倦平庸，這是我們國(guó)家所遭受的詛咒。……難道我們總是匍匐在塵土中去撿富人餐桌上掉下來的面包屑，并因?yàn)槲覀冇懈嗟拿姘级J(rèn)為自己比他更富裕嗎？……教學(xué)工作會(huì)消耗大部分精力，這也是絕大多數(shù)在教授職位上不進(jìn)行任何科學(xué)工作的人的一個(gè)借口。

……這類的事實(shí)（按：美國(guó)的許多所謂大學(xué)只有幾位教授、十幾名學(xué)生和幾萬美元的經(jīng)費(fèi)）只會(huì)存在于一個(gè)民主的國(guó)家，它所自豪的是將所有的東西都降低到同一層次。……要讓他們（按：美國(guó)的大學(xué)生）知道他們只接受了一半的教育，他們與世界上的一些人相比如原子般微不足道。……那些拿最高薪水并擁有教授職位的人今天所做的事絕對(duì)不是純科學(xué)研究，而是科學(xué)知識(shí)的商業(yè)應(yīng)用，目的是增加他們已經(jīng)很高的收入。

……如果這位學(xué)生被一些當(dāng)時(shí)所謂的好老師所教育，這些老師所知道的只比學(xué)生多一點(diǎn)，并常常被學(xué)生超過甚至輕視，那么沒有人會(huì)懷疑這位學(xué)生的品味低下。這位學(xué)生發(fā)現(xiàn)只要他稍加努力，他就能超過他所在的大學(xué)中擁有最高榮譽(yù)的人；他開始認(rèn)為自己是一個(gè)天才，工作的動(dòng)力隨之消失了。旁邊的小土丘讓他感到自己是一個(gè)偉大的人，但他不知道世界上還有他無法比擬的大山。

……在美國(guó)人的心中，期望與賭博的欲望被混為一談，除了它們的名字不同之外，每個(gè)機(jī)構(gòu)都在混沌中昏睡，期望時(shí)間的流逝能帶來繁榮昌盛。……有太多的地方學(xué)會(huì)被冠以大而不當(dāng)?shù)拿Q，每個(gè)學(xué)會(huì)都有自己的知名人士，他們有特權(quán)將他們?cè)谠绯可⒉綍r(shí)發(fā)現(xiàn)的某些多出一支腳的螃蟹描述為無價(jià)之寶。

……它（按：美國(guó)科學(xué)院）沒有辦法獲得像偉大的英國(guó)皇家學(xué)會(huì)、或者是在巴黎、柏林、維也納和其它歐洲首都和大城市的偉大學(xué)院的地位。……在科學(xué)方面，我們國(guó)家還沒有出版過或者即將出版任何中小學(xué)教材以上的書籍。……我們國(guó)家所做的物理學(xué)工作還不足以支撐一個(gè)物理學(xué)期刊。”

看到這些，你會(huì)覺得美國(guó)的科學(xué)弱爆了。當(dāng)時(shí)肯定也有很多“良心”人士宣稱美國(guó)不可能搞好科學(xué)

。但他又說：“慷慨給予是美國(guó)人最優(yōu)秀的品質(zhì)，這個(gè)國(guó)家所需要的將會(huì)在將來的資金中得到支持。……美國(guó)人在小事情上不缺乏發(fā)明和創(chuàng)造，當(dāng)同樣的精神被用到知識(shí)和對(duì)科學(xué)的熱愛上時(shí)，它就會(huì)變成研究的精神。”

羅蘭的結(jié)論是熱情洋溢的：“我們知道這個(gè)國(guó)家前進(jìn)的速度：我們看見城市在一夜之間拔地而起，其它的宏偉事業(yè)也以史無前例的速度前進(jìn)。我們看見了正在建造的物理學(xué)實(shí)驗(yàn)室，我們看見了對(duì)接受過全面訓(xùn)練又不懼怕數(shù)學(xué)的物理學(xué)家的大量需求，需要他們做教授或加入到所謂的現(xiàn)實(shí)生活中。也許我們與所有真正的美國(guó)人有著同樣的感覺，我們的國(guó)家正在走向繁榮昌盛的未來，我們將努力成為世界科學(xué)的領(lǐng)導(dǎo)，就像我們今天努力成為世界財(cái)富的領(lǐng)導(dǎo)一樣。”

當(dāng)時(shí)的美國(guó)和現(xiàn)在的中國(guó)是多么相似！

羅蘭說美國(guó)的物理學(xué)工作還不足以支撐一個(gè)物理學(xué)期刊，這正好引出另一個(gè)有趣的故事。美國(guó)物理學(xué)家伊西多·艾薩克·拉比（Isidor Isaac Rabi，1898—1988）年輕的時(shí)候去歐洲留學(xué)，發(fā)現(xiàn)美國(guó)的物理雜志《物理評(píng)論》是被一年一次用船運(yùn)過去的，說明在歐洲科學(xué)界看來美國(guó)的物理研究根本不值得重視，用不著及時(shí)看。

拉比暗下決心，回國(guó)后擔(dān)任了《物理評(píng)論》的主編，和同事們把它打造成了世界物理學(xué)界最著名的期刊之一，并且自己因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)核磁共振獲得了1944年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。美國(guó)化學(xué)家萊納斯·卡爾·鮑林（Linus Carl Pauling，1901—1994）也是在去歐洲留學(xué)之后，把美國(guó)的化學(xué)提升到了世界先進(jìn)水平，并因?yàn)樘岢鰞r(jià)鍵理論獲得了1954年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

10、中國(guó)量子信息的成功之路

我們來看一個(gè)中國(guó)的例子。量子信息現(xiàn)在是一個(gè)非常熱的概念，經(jīng)常上新聞聯(lián)播，大家都知道中國(guó)的量子信息搞得很好。量子信息究竟是什么？

量子信息的應(yīng)用分為量子計(jì)算和量子通信兩大部分，前者比后者的技術(shù)難度高得多。量子計(jì)算在理論上可以解決很多現(xiàn)在無法解決的問題，或大大加強(qiáng)現(xiàn)有的計(jì)算能力，如加速對(duì)無結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的搜索，模擬真實(shí)的量子體系，通過對(duì)大整數(shù)的質(zhì)因數(shù)分解破解最常用的密碼體系。

科學(xué)家提出了若干種量子計(jì)算的實(shí)驗(yàn)方案，但目前還沒有一種達(dá)到實(shí)用程度的，都只能做一些算法的演示。例如對(duì)于因子分解，傳統(tǒng)算法的計(jì)算量隨位數(shù)的變化是指數(shù)增長(zhǎng)，而量子算法只是多項(xiàng)式增長(zhǎng)。

這意味著什么呢？分解一個(gè)5000位的數(shù)字，經(jīng)典算法（“經(jīng)典”是跟“量子”相對(duì)的詞）需要50億年的時(shí)間，量子算法卻只需要2分鐘！但這么美妙的事只是理論，只是潛在的可能性。真正在量子計(jì)算機(jī)上分解了的最大的數(shù)字是什么？是143 = 11 × 13，這是科大的杜江峰、彭新華等人在2012年實(shí)現(xiàn)的。

另一方面，量子通信已經(jīng)有一個(gè)應(yīng)用了，稱為量子密碼術(shù)。這一個(gè)就非常了不起，它在物理原理上阻絕了泄密的可能，是真正的絕對(duì)保密。前面說的量子因子分解可以稱為最強(qiáng)的矛，而量子密碼就是最強(qiáng)的盾。最強(qiáng)的矛能攻破所有經(jīng)典的密碼，只有最強(qiáng)的盾才能抵御它。

中國(guó)在量子通信領(lǐng)域是世界領(lǐng)先的，多次刷新了傳輸距離的世界紀(jì)錄，有一些試驗(yàn)性的政務(wù)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)在運(yùn)行中。科大的上海研究院在研制一顆量子衛(wèi)星，預(yù)計(jì)2016年發(fā)射，用來做衛(wèi)星與地面之間的量子通信實(shí)驗(yàn)。如果成功，就可望建立星地一體的絕對(duì)安全信息系統(tǒng)，有非常高的軍事與民用價(jià)值。

中國(guó)的量子信息研究一大半在科大，科大有三個(gè)大的研究組：郭光燦院士、潘建偉院士、杜江峰教授。這里來講講潘建偉的成才之路。潘建偉在科大碩士畢業(yè)后，到奧地利維也納大學(xué)的安東·塞林格（Anto Zeilinger）教授組里讀博士。

1997年，他們?cè)凇蹲匀弧飞习l(fā)表了一篇題為《實(shí)驗(yàn)量子隱形傳態(tài)》（Experimental quantum teleportation）的文章，潘建偉是第二作者。此文第一次實(shí)現(xiàn)了量子隱形傳態(tài)，即科幻電影中的傳送術(shù)（電影當(dāng)然是大大夸張了的），入選了《自然》雜志的“百年物理學(xué)21篇經(jīng)典論文”。

后來潘建偉回到科大工作，首先遇到的問題就是人才缺乏。為此他自己繼續(xù)到國(guó)外開展合作研究，同時(shí)有針對(duì)性的選派學(xué)生跟隨自己或送到歐美各個(gè)先進(jìn)研究機(jī)構(gòu)學(xué)習(xí)。派出去的每個(gè)人做不同的方向，回來后互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，團(tuán)隊(duì)逐漸成形，就一點(diǎn)點(diǎn)顯現(xiàn)出了合作效果。

2015年，潘建偉研究組在《自然》上發(fā)表題為《單個(gè)光子的多個(gè)自由度的量子隱形傳態(tài)》（Quantum teleportation of multiple degrees of freedom of a single photon）的封面文章，把量子隱形傳態(tài)的體系從一個(gè)自由度擴(kuò)展到了兩個(gè)自由度。

用《道德經(jīng)》的話說：“道生一，一生二，二生三，三生萬物。”1997年實(shí)現(xiàn)了道生一，那時(shí)潘建偉還是博士生。2015年實(shí)現(xiàn)了一生二，這時(shí)他已經(jīng)是量子信息的國(guó)際領(lǐng)導(dǎo)者。潘建偉團(tuán)隊(duì)從當(dāng)初的單方向派人去海外學(xué)習(xí)，已經(jīng)變成有來有往，目前有2位外籍教授、6名外籍留學(xué)生，分別來自德國(guó)、法國(guó)、加拿大、巴基斯坦等國(guó)家。

潘建偉院士

我們來比較一下拉比、鮑林和潘建偉。他們的成長(zhǎng)道路很相似，都是先到先進(jìn)國(guó)家學(xué)習(xí)，然后回國(guó)建立團(tuán)隊(duì)，把本國(guó)提升到先進(jìn)水平。有些過于保守的人反對(duì)出國(guó)留學(xué)和對(duì)外交流，認(rèn)為關(guān)起門來自己搞才是正道，這固然是錯(cuò)誤的。

但更多的人是過于悲觀，認(rèn)為中國(guó)永遠(yuǎn)都只能跟在人家后面跑，不可能搞好科學(xué)，這就更加錯(cuò)誤。我親耳聽到過地位很高的人言之鑿鑿地說“中國(guó)人不會(huì)創(chuàng)新”，這種人的危害比保守派要嚴(yán)重得多。

正確的態(tài)度是，“世上無難事，只要肯登攀”。如果說中國(guó)沒人才，那么耐心培養(yǎng)不就是了？以中國(guó)人的文化底蘊(yùn)、勤奮程度和天分，只要按照科學(xué)規(guī)律做事，持之以恒地投入，沒有做不成的。

11、科技新聞在你身邊

對(duì)以上各個(gè)結(jié)論，人們有一些常見問題。下面我們來擬一個(gè)答客問，解釋一下若干常見的誤解。

問：中國(guó)的科學(xué)已經(jīng)這么厲害了？我怎么感覺不到？

答：因?yàn)槟銢]有關(guān)心這方面的消息。如果你關(guān)心的話，就會(huì)看到很多。例如2015年3月，理化所和清華大學(xué)制備了一種液態(tài)金屬機(jī)器人，含鎵的液態(tài)合金吸收一小片鋁以后，就可以在電解質(zhì)液體中運(yùn)動(dòng)很長(zhǎng)時(shí)間，能夠蜿蜒前進(jìn)和變形，被比喻為終結(jié)者。

2015年3月，軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院生物工程研究所和天津康希諾生物技術(shù)有限公司聯(lián)合研發(fā)出了2014基因型埃博拉疫苗，針對(duì)性強(qiáng)，穩(wěn)定性好，并具備大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)條件，優(yōu)于美國(guó)、加拿大的需零下80度冷凍保存的1976基因型疫苗，已經(jīng)治愈了一名英國(guó)女兵和一名意大利男護(hù)士。

固然中國(guó)的科學(xué)宣傳還有很大的改進(jìn)余地，但你如果閉目塞聽，只關(guān)注明星八卦、飛短流長(zhǎng)，那即使有再多的科學(xué)成就，你又怎么會(huì)注意到呢？

問：中國(guó)的科學(xué)界不是黑幕重重嗎？中國(guó)的科學(xué)體制不是僵化落后嗎？中國(guó)的科學(xué)成果不都是造假的、花錢買的嗎？

答：中國(guó)這么大，科技人員這么多，自然難免有陰暗面。美國(guó)也是如此。但你如果以為全都很陰暗，那就大錯(cuò)特錯(cuò)了。向一流期刊投稿時(shí)，審稿人水平很高，而且卡得很嚴(yán)，一心想挑出你的毛病來把你拒掉，造假的有多大幾率過關(guān)？

至于說花錢買，就更可笑了。不要說一流期刊，二流的你去買一篇看看？這都是不可能的事。當(dāng)然，有些低級(jí)的期刊上會(huì)有一些甚至很多低價(jià)值的以至造假的、花錢買的文章。不過學(xué)術(shù)界都知道這些期刊水平很低，不會(huì)把上面的文章當(dāng)成像樣的學(xué)術(shù)成果。

向一流院校求職時(shí)，低級(jí)別期刊的文章不但沒有正面作用，而且有負(fù)面作用。總之，把科學(xué)界當(dāng)成商場(chǎng)官場(chǎng)，是無知無識(shí)者常犯的毛病。科學(xué)是最客觀、最公正、最富智慧含量的人類事業(yè)，許多在別的領(lǐng)域適用的在科學(xué)中是不適用的。

至于說中國(guó)的科學(xué)體制，當(dāng)然有很多可以改進(jìn)的地方。但這個(gè)體制畢竟實(shí)現(xiàn)了中國(guó)科技的快速發(fā)展，可見總體上還是成功的。巧婦難為無米之炊，體制再好，沒錢也干不成事。

用飛機(jī)來打比方，體制好比機(jī)身布局，投入好比發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)推力不夠，再符合空氣動(dòng)力學(xué)的機(jī)身也飛不起來。推力夠了，一塊磚頭都能飛上天。投入不足對(duì)中國(guó)科技的損害比體制問題大得多，許多被一般人歸結(jié)為體制問題的，其實(shí)是投入不足造成的。人云亦云地談?wù)擉w制問題，是缺乏技術(shù)含量的無聊行為。

問：中國(guó)發(fā)了這么多所謂高檔次論文，對(duì)生活有什么影響？純粹是騙經(jīng)費(fèi)的！

答：這也是一種很典型的觀點(diǎn)，它反映了很多人的淺薄和傲慢。

首先，人類的追求不只有物質(zhì)生活，好奇心與求知欲也是基本價(jià)值。超越功利的理性思維是一種高尚的樂趣。你完全可以低頭看路，但不要冷嘲熱諷那些仰望星空的人。

其次，基礎(chǔ)研究決定了人類能夠達(dá)到的上限。弓箭用得再好，也無法對(duì)抗導(dǎo)彈。《三體》里三體人用智子擾亂地球人的粒子物理實(shí)驗(yàn)，阻止了地球人粒子物理的發(fā)展。由于粒子物理是一切物質(zhì)科學(xué)的基礎(chǔ)，地球人就被鎖定在了當(dāng)前的水平上。其實(shí)三體人的科技水平并不比地球人高太多，可能只高一個(gè)級(jí)別，在神級(jí)文明看來兩者都是秒殺的對(duì)象，但高這一級(jí)就足以碾壓地球人了。

再次，基礎(chǔ)研究的效果要通過應(yīng)用研究、生產(chǎn)試驗(yàn)、工業(yè)生產(chǎn)等多個(gè)環(huán)節(jié)，才能傳導(dǎo)到日常生活。確實(shí)不是立竿見影，但這絕不是輕視基礎(chǔ)研究的理由。正如羅蘭在《為純科學(xué)呼吁》中所言：“難道我們總是匍匐在塵土中去撿富人餐桌上掉下來的面包屑，并因?yàn)槲覀冇懈嗟拿姘级J(rèn)為自己比他更富裕嗎？但我們忘記了這樣的事實(shí)：他擁有面包，這是所有面包屑的來源。”當(dāng)然，中國(guó)的傳導(dǎo)機(jī)制還不夠通暢，成果傳化率還不夠高，在這方面有很多需要改進(jìn)的地方。

然后，中國(guó)的基礎(chǔ)研究已經(jīng)對(duì)生活產(chǎn)生了重大影響。袁隆平的雜交水稻、李振聲的雜交小麥養(yǎng)活了全世界數(shù)以億計(jì)的人口，屠呦呦等人的青蒿素拯救了全世界數(shù)以百萬計(jì)的瘧疾患者，師昌緒的材料學(xué)研究大大提升了航空發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，徐光憲的稀土化學(xué)研究是中國(guó)稀土工業(yè)的基礎(chǔ)。看不到這些的人，是自己目光如豆。

最后，騙經(jīng)費(fèi)的人有沒有？有，例如偽造“漢芯”的陳進(jìn)。我們對(duì)騙子及相關(guān)負(fù)責(zé)人處理太輕，這確實(shí)是很令人氣憤的，需要大力加強(qiáng)打擊學(xué)術(shù)不端的力度。但合理的結(jié)論是打擊假的，支持真的，有些人卻要把孩子連洗澡水一塊倒掉，那就太荒謬了。

問：中國(guó)為什么還沒人得諾貝爾自然科學(xué)獎(jiǎng)？

答：其實(shí)得過了，楊振寧、李政道1957年拿獎(jiǎng)時(shí)還是中國(guó)國(guó)籍。當(dāng)然，如果把問題改成“為什么還沒有新中國(guó)培養(yǎng)的人得諾貝爾自然科學(xué)獎(jiǎng)”，那就是一個(gè)很有意義的問題了。

對(duì)此簡(jiǎn)短的回答是：不要急，會(huì)得的。諾貝爾獎(jiǎng)授予的是經(jīng)過檢驗(yàn)、得到公認(rèn)的成果，往往是幾十年前做出來的。日本近年來多次獲獎(jiǎng)，是因?yàn)槿毡驹?0世紀(jì)80、90年代科研經(jīng)費(fèi)高速增長(zhǎng)，獲獎(jiǎng)?wù)叩某删痛蠖嗍悄切r(shí)候做出的。

中國(guó)現(xiàn)在已經(jīng)有了一些非常重要的成果，如薛其坤等人發(fā)現(xiàn)量子反常霍爾效應(yīng)，楊振寧認(rèn)為這是諾貝爾獎(jiǎng)級(jí)別的，而且還在不斷產(chǎn)生新的重要成果，如最近的預(yù)測(cè)和發(fā)現(xiàn)外爾費(fèi)米子。可以確信，幾十年后一定會(huì)出現(xiàn)中國(guó)科學(xué)家獲獎(jiǎng)的高潮。至于具體什么時(shí)候得，誰因?yàn)槭裁闯删偷茫蔷秃茈y預(yù)測(cè)了。

重要的是，現(xiàn)在的基本圖像是百花爭(zhēng)艷，不能確定哪一朵最先綻放，而不是只有一兩朵，即使綻放了也不代表春天到來。在諾貝爾獎(jiǎng)問題上，有些人處于悲觀的極端，認(rèn)為中國(guó)永遠(yuǎn)得不了（體制問題！），而另一些人處于憤世嫉俗的極端，聲稱諾貝爾獎(jiǎng)純粹是西方的陰謀。

這話用來說和平獎(jiǎng)、文學(xué)獎(jiǎng)或許可以成立，但用來說自然科學(xué)獎(jiǎng)就離譜了。不要吃不到葡萄就說葡萄酸，耐心點(diǎn)，自信點(diǎn)。葡萄是甜的，而且你必然有吃到的那一天。

問：聽說過去幾年美國(guó)突破了許多關(guān)鍵性技術(shù)，中美實(shí)力差距再度拉開了？

答：這種說法是典型的以偏概全。中美這樣的大國(guó)，都不斷有許多進(jìn)步。只提美國(guó)的進(jìn)步，假想中國(guó)停著不動(dòng)，才會(huì)得出這種離譜的結(jié)論。固然可以舉出美國(guó)突破的許多關(guān)鍵技術(shù)，但同樣可以舉出中國(guó)突破的更多關(guān)鍵技術(shù)。

對(duì)于這么大規(guī)模的問題，憑印象舉幾個(gè)例子是不夠的，需要定量統(tǒng)計(jì)。前面列舉的各種數(shù)據(jù)就是統(tǒng)計(jì)。任何沒有預(yù)設(shè)結(jié)論的觀察者都會(huì)看出，中美差距是在縮小而不是拉大。

相信這種奇談怪論的，說到底是對(duì)科技了解太少，對(duì)美國(guó)迷信太多。即使出于親身體驗(yàn)對(duì)中國(guó)有了些信心，但信心還很微弱。一聽到有人鼓吹美國(guó)不可戰(zhàn)勝，第一反應(yīng)就是習(xí)慣性的相信，膝蓋立刻就軟了。敗軍之氣，累世而不復(fù)，說的就是這種心態(tài)。治療方案：多學(xué)習(xí)。

問：俄羅斯的國(guó)際論文發(fā)的少，是因?yàn)樗麄儾恍加谠谟⑽碾s志上發(fā)文章。俄羅斯的科技比我們強(qiáng)得多！更加以人為本！中國(guó)的高檔次論文超過俄羅斯，是恥辱而不是榮耀！

答：這也是一種典型的錯(cuò)誤論調(diào)，錯(cuò)誤在于混淆增量和存量。如前所述，我們爆炸式發(fā)展的時(shí)間還比較短，某些領(lǐng)域科技的存量可能還不如其他一些國(guó)家，這其中最典型的就是俄羅斯。但是在各種增量指標(biāo)上，我們遠(yuǎn)超俄羅斯。這無論如何都是好事，把這當(dāng)恥辱的人，心態(tài)太扭曲了。

俄羅斯的優(yōu)勢(shì)基本只剩軍工、航天和資源開采，這都是蘇聯(lián)時(shí)期的老本。在其它大多數(shù)領(lǐng)域，俄羅斯已經(jīng)顯著落后于中國(guó)。一個(gè)非常有諷刺性的例子是，中國(guó)一汽與俄高爾基汽車集團(tuán)成立合資企業(yè)，在米亞斯烏拉爾汽車制造廠組裝解放牌卡車。

一汽是當(dāng)年蘇聯(lián)援建的，結(jié)果現(xiàn)在老師不會(huì)造汽車了，只好請(qǐng)學(xué)生幫忙。就像《倚天屠龍記》第24回里，張三豐聽說少林派被滅時(shí)，把百年前郭襄送給他的演示羅漢拳的鐵羅漢交給俞岱巖：“你日后送還少林傳人，就盼從這對(duì)鐵羅漢身上，留傳少林派的一項(xiàng)絕藝！”

蘇聯(lián)解體后經(jīng)濟(jì)崩潰，俄羅斯科學(xué)界遭受了一場(chǎng)大劫難，許多科學(xué)家不得不離開了科研，或離開了自己的國(guó)家。普京上臺(tái)后雖然有所改善，但投入仍然很不足。

我認(rèn)識(shí)的一位經(jīng)常訪問俄羅斯的老師說，俄國(guó)的科研人員大都是50—70歲的，年輕人很少。因?yàn)榭蒲械氖杖胩停贻p人大都在外面打兩份三份甚至五六份工，編程序之類。這樣還愿意搞科研的，只能說是真愛了。

科研人員外流很嚴(yán)重。再過10-15年，老的退了，新的補(bǔ)不上來，要完的節(jié)奏。中國(guó)的情況正相反，每年畢業(yè)的博士碩士是世界第一多，在學(xué)術(shù)圈內(nèi)找工作成了一大難題。好的高校、研究所的位置基本都填滿了，以前名不見經(jīng)傳的單位也在快速提高標(biāo)準(zhǔn)。

有人說搞科研不需要很多錢，俄羅斯仍然有很多成就，舉出俄羅斯數(shù)學(xué)家格里戈里·佩雷爾曼的例子。

他證明了龐加萊猜想，卻是個(gè)避世隱居的怪人，從來不拿國(guó)家的研究經(jīng)費(fèi)，連數(shù)學(xué)界的最高榮譽(yù)菲爾茲獎(jiǎng)都拒絕去領(lǐng)。但是這個(gè)例子很偏頗，因?yàn)閿?shù)學(xué)和物理、化學(xué)、生物這些自然科學(xué)不一樣，數(shù)學(xué)命題無法用實(shí)驗(yàn)來證明，只能靠數(shù)學(xué)家的頭腦。所以無論錢多錢少，所有的數(shù)學(xué)家都處于同一起跑線上。

這也能解釋為什么數(shù)學(xué)方面的民科特別多，宣稱自己證明了哥德巴赫猜想的不計(jì)其數(shù)。自然科學(xué)就不是這樣，實(shí)驗(yàn)是對(duì)理論最終的判決，而現(xiàn)代的實(shí)驗(yàn)是非常燒錢的。拿個(gè)試管在自己家里就能做出重大發(fā)現(xiàn)的時(shí)代，早就過去了。粒子物理的加速器花錢是以百億元計(jì)的。

即使你只做理論，不做實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)代的理論研究也往往需要大量的計(jì)算，我的專業(yè)理論與計(jì)算化學(xué)就是如此。這些計(jì)算不是拿紙筆能夠完成的，需要很多硬件軟件，這也是不菲的花費(fèi)。俄羅斯由于缺人缺錢，科研每況愈下，這是明擺著的事。

至于說俄羅斯以人為本，就更是笑話了。俄羅斯人的預(yù)期壽命是70.16歲，低于中國(guó)的75.15歲，酗酒的、販毒的、走私軍火的一大堆，葉利欽時(shí)代差點(diǎn)連核武器都偷賣給黑幫，真是相當(dāng)?shù)囊匀藶楸灸模?

問：中國(guó)重大的科技成就都是在毛澤東時(shí)代取得的，如兩彈一星、沙眼衣原體、牛胰島素、雜交水稻、青蒿素、哥德巴赫猜想的1+2。改革開放30多年，論文發(fā)了一大堆，有什么比得上毛澤東時(shí)代的成果？

答：這種觀點(diǎn)雖然錯(cuò)誤，但比前面的幾種觀點(diǎn)還是要高明不少。因?yàn)樗e出了若干項(xiàng)真實(shí)的成果。

毛澤東時(shí)代科學(xué)家們的愛國(guó)精神是一座永遠(yuǎn)的豐碑，如我就讀的科大化學(xué)物理系的創(chuàng)始人郭永懷先生（1909-1968），飛機(jī)失事犧牲時(shí)，和警衛(wèi)員緊緊擁抱在一起，用身體保護(hù)了導(dǎo)彈試驗(yàn)數(shù)據(jù)。毛澤東時(shí)代的科研體制也有不少優(yōu)點(diǎn)值得總結(jié)、繼承與發(fā)揚(yáng)，如重點(diǎn)攻關(guān)，大協(xié)作，學(xué)術(shù)民主。

然而是古非今是不對(duì)的，80年代固然是讓科研人員過了一段緊日子，但經(jīng)費(fèi)增加后的爆炸式發(fā)展也不能否認(rèn)。高鐵、北斗、四代機(jī)、空間站、人工角膜、量子反常霍爾效應(yīng)、量子信息、外爾費(fèi)米子等都是重大的成果，不應(yīng)該出于政治理念貶損它們。

對(duì)毛澤東時(shí)代前輩們的豐功偉績(jī)我們非常崇敬，同時(shí)也應(yīng)該做一些客觀分析。那時(shí)的科技成就可以分為兩類，一類是追趕型，一類是原創(chuàng)型。

兩彈一星、核潛艇、造汽車飛機(jī)等是追趕型，就是已知?jiǎng)e人造出了這個(gè)東西，我們想辦法也造出來。追趕的難度跟原創(chuàng)有本質(zhì)區(qū)別。

提出問題之后，又有一大難關(guān)，就是你不知道這個(gè)問題在當(dāng)前的條件下是否可以解決，能判斷出這一點(diǎn)也需要很高的智慧。例如可控核聚變和量子計(jì)算，在物理原理上是可以實(shí)現(xiàn)的，但實(shí)驗(yàn)路徑設(shè)計(jì)了好幾種，每一種都有嚴(yán)重的局限性，將來是否能成功，需要發(fā)明新的路徑還是只需改進(jìn)現(xiàn)有的路徑，都沒人知道。

追趕相當(dāng)于把提出問題和判斷可行性這最難的兩步都跳過去了。有人說原子彈最大的秘密就是它可以造出來，只要知道這一點(diǎn)，你就已經(jīng)獲得了最關(guān)鍵的信息，這個(gè)說法完全正確。

說這些不是為了貶低兩彈一星元?jiǎng)讉兊膫ゴ蟪删停拜厒冊(cè)凇耙桓F二白”的條件下（我們窮則窮矣，其實(shí)不是那么“白”的，后文詳述）發(fā)揮了很強(qiáng)的創(chuàng)造力，做出了許多新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，如于敏的氫彈構(gòu)型。兩彈一星能造出來這一點(diǎn)全世界都知道，但絕大部分國(guó)家還是造不了，正是因?yàn)樗麄兘鉀Q不了這些問題。不過我們應(yīng)該明白，我們不能永遠(yuǎn)處于追趕的位置，原創(chuàng)是必須要走的路。

殲-20的總設(shè)計(jì)師楊偉說：“原來，我們?cè)?jīng)是有明確的追趕目標(biāo)，別人在前面，我們奔著他去。現(xiàn)在，我們接近了，甚至在某些局部平行或超越了，這時(shí)我們所面臨的挑戰(zhàn)將更加嚴(yán)峻。在這種沒有明確跟蹤目標(biāo)的情況下，創(chuàng)新的難度同以前相比不是一個(gè)數(shù)量級(jí)的。”

他認(rèn)為，應(yīng)對(duì)這樣的挑戰(zhàn)，核心就是要加強(qiáng)原始創(chuàng)新。如果說以前我們對(duì)基礎(chǔ)研究、基礎(chǔ)科學(xué)的關(guān)注與投入還很有限的話；未來，我們需要更加關(guān)注這些領(lǐng)域，加大對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)原理的深度理解與突破。楊偉的這些觀點(diǎn)十分中肯。

再來看毛澤東時(shí)代的原創(chuàng)型成果。合成牛胰島素、提煉青蒿素等確實(shí)很了不起，但從更高的標(biāo)準(zhǔn)看來，美中不足在于這些大都是點(diǎn)狀的突破，沒有開創(chuàng)一大片新領(lǐng)域，引出一整套思想、方法、技術(shù)。達(dá)到這個(gè)程度的成就也有，如馮康的有限元方法，但可惜是跟外國(guó)科學(xué)家平行開創(chuàng)的，別的國(guó)家并沒有受到他的太多影響。在這一點(diǎn)上劉耀陽有類似之處，許多人說他的層子模型相當(dāng)于蓋爾曼的夸克模型，但沒引起國(guó)外的注意。不過總體而言，毛澤東時(shí)代還是點(diǎn)狀的突破更多。

12、近代以來的大圖景

中國(guó)在解放前處于農(nóng)業(yè)社會(huì)，科技水平比先進(jìn)國(guó)家整整落后一個(gè)時(shí)代。民國(guó)時(shí)代開始引進(jìn)西方的學(xué)術(shù)體系，搭起了框架，培養(yǎng)出了一批人才，但研究成果還是很稀少的。而且國(guó)家處于戰(zhàn)亂之中，即使有成果也難有應(yīng)用的機(jī)會(huì)。毛澤東時(shí)代開始了大規(guī)模的和平建設(shè)，把已有的人才組織起來，并培養(yǎng)了大量的年輕人，通過接受援助和重點(diǎn)攻關(guān)，在一批戰(zhàn)略項(xiàng)目上取得了突破，實(shí)現(xiàn)了初步的工業(yè)化。

改革開放初期，舊的體制已經(jīng)過時(shí)，新的體制由于投入不足而運(yùn)轉(zhuǎn)不良，自主創(chuàng)新經(jīng)歷了一段低潮期。不過由于技術(shù)引進(jìn)，工業(yè)生產(chǎn)水平還是在不斷提高的。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，自主創(chuàng)新意識(shí)與研發(fā)支出從90年代后期開始顯著提高，人才的數(shù)量和質(zhì)量迅速進(jìn)步，近年來科研成果出現(xiàn)了爆發(fā)。增量的增量毫無疑問是世界第一，各個(gè)領(lǐng)域的增量數(shù)一數(shù)二，差距主要在存量上。目前的基本態(tài)勢(shì)是全面追趕，重點(diǎn)突破，局部領(lǐng)先。外界已經(jīng)在把中國(guó)作為現(xiàn)實(shí)的而非潛在的科技大國(guó)來重視了。這是歷史性的進(jìn)步！

如果我們把視線再往歷史和未來的深處延伸，自然就會(huì)詢問：在近代之前發(fā)生了什么？我們?yōu)槭裁磿?huì)落到那時(shí)的悲慘境地？如何評(píng)價(jià)中國(guó)古代的科技發(fā)展？將來會(huì)怎么樣？目前的上升勢(shì)頭會(huì)不會(huì)延續(xù)？世界和中國(guó)會(huì)變成什么樣？