雷射针——中国的科研创新力有多强悍？

雷鼎鸣

2021-11-12 04:19 HKT

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　　朋友传来网红评论员余非的一段影片，问我意见。余非素来评论很有见地，这次引用了国际知名的生命科学学者、前清华大学副校长施一公教授过去的一篇文章，当中认为中国科学界的创新能力不足，科研只是靠经济规模巨大充撑起来，而且基础研究成果不足，没有多少好东西可转化为应用。施又引用一位他遇过的瑞士科学工作者，此人对中国的太空科技成就颇为不屑，认为瑞士若有中国的经济规模，成就会远超中国。施表示自己对这位瑞士人的看法，无言以对。施又认为若把经济规模的作用清除出去，中国科学上的创新能力在世界未必排得上二十名。
　　以上简略的施一公观点，也许未能完全反映他较谨慎的看法，但当中触及的议题重要及有意义，影响着国运，值得我们深究。我素来论事要数据先行，所以要先弄清楚施的担心有多少事实根据。
　　施特别重视基础科研的创新力，这是很对的，但用甚么标准去量度基础科学的创新力，当有多种方法。我认为「自然指数」（Nature Index）是十分方便而又具权威性的方法。科学界的全球顶尖学术期刊《自然》每年都编撰一份报告，把当自然科学与生命科学全世界最顶尖共八十二份学术期刊都找来，并检查每篇论文的作者来自那国及那一个单位，再据此得出每一个国家或大学该年在这些期刊共发表了多少篇论文。一般而言，每篇论文都有多位作者，「自然拍数」会按比例把作者所属国家或大学计算清楚，例如某篇文章有十个作者，其中一人是中国人，那么中国便有十分一篇的贡献。这个指数的优点是这些论文代表着科学知识的最前沿，没有新思想及发现，绝难过得了评审，用「自然指数」量度科学创新能力的质与量都是合适的。
　　中国在「自然指数」上进步神速，二○二○年中国的科学家在「自然指数」所包含的六万五千八百二十一篇论文中，共占一万四千七百七十九篇，仅居美国一万九千九百八十九篇之后，中美两国亦共占了全球顶尖论文的百分之五十二点八。这十多年来中国的论文一直急追，从三两千篇上升，超越了德国、英国、日本等学术强国，而美国则一直停滞不前。不过，施一公提到，中国是靠经济规模，亦即靠钱多，而得到这成果，这是否属实要靠数据说明。
　　我找来了全球科研实力最强的二十多个国家的科研与发展经费数据，并凭此算一算经费与论文数量有何关系，结果倒也有意思。施一公提到的瑞士，表面看来表现似乎不错，瑞士科学家共出版了一千四百一十七篇顶尖论文，平均每十亿美元的研究开支经费便产生到六十三万篇论文，排名高踞世界第四。至于中国，则是每十亿美元生产了四十六篇，排名世界第九，科技头号强国美国，则是三十一篇，排名十六！要指出，国家的科研发展经费并非全部用来搞尖端的基础研究，但上述的计算法仍很有参考意义。我们若不用科研经费去量度经济规模，改用GDP，结果也大同小异。
　　从上述可见，不能说中国的科研成就与经济规模毫无关系，但中国是排名第九，不是施所猜的二十，也比美国的第十六要高，但排名高便优秀吗？要回答这问题，我们看看谁是排第一？
　　是新加坡，每十亿美元产生了八十二篇！香港不是国家，但二○二○年共有四百九十二篇顶尖论文，平均每十亿美元产生了二百零三篇，「完胜」世界第一的新加坡多个马位！
　　这个结果其实十分合理。香港科研经费稀少，每年GDP用于研究与发展的，只有百分之零点七左右，能产出四百九十二篇顶尖论文，成绩自然很好。但从经济学的角度看，这个超级第一的排名反而反映出香港资源配置不当。既然科研的效益成本这么好，为何没有放更多资源在科研上？从此角度看，香港、新加坡或瑞士都没有值得可自夸的，在投放多少资源在科研上，中国及美国这些国家都更明白要多投放资源，扩大规模，虽然因报酬递减律而会导致部份经费落到未必都是最有创新能力的人手中，但整体效果还是好的。
　　要指出，经济绝非决定科研成绩的唯一因素，人才可能更重要。要在这些刊物发表论文，没有博士学位或不是博士研究生，几乎是不可能之事。据我搜集的数据，美国大约有三百四十万年龄在二十五至六十四岁的博士，中国约有八十七万人（未包含海外回流的留学生），瑞士有十四万七千人左右。按此推算，美国的博士数量是中国的三点九倍，但论文只是中国的一点三五倍，中国的博士数量是瑞士的五点九倍，但论文数量是瑞士的十点四倍。中国并不失礼！
　　这对政策是有参考价值的。中国的问题出于高端人才不足够，要加快培养，但困难是培养戟士的导师数量不足及质量未必都合格。十年树木，百年树人，快不来。中国应大力吸引海外高端人士到中国及多派留学生。多投资源在科研上，扩大经济规模是大大的好事，不用因某名瑞士人的眼红而迟疑！
　　回到香港这个科研经费微弱的地方，这里的科研人员对善用经费已有交代。但总体经费规模不够，仍是弱点。「自然指数」是一X光机，可照出隐藏的问题。以「自然指数」作排名，香港科技大学排名全球九十八，是唯一能进前百名的港校。
雷鼎鸣