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我國農(nóng)業(yè)科技進步貢獻率由2012年的53.5%提高到2017年的57.5%,取得了超級稻、轉(zhuǎn)基因抗蟲棉、禽流感疫苗等一批突破性成果。2000年—2017年,我國知識產(chǎn)權使用費支出從12.8億美元增加到286.6億美元,年均增長率達到20.1%,位列世界第三。與此同時,中國高技術產(chǎn)品出口額也由417.4億美元增長到4960億美元,成為世界第一大高技術產(chǎn)品出口國,出口規(guī)模相當于排名第二至第四位的德國、美國和新加坡三國之和……
這,只是中國向科研大國邁進的一個側(cè)面。日前,中國科學技術信息研究所在京發(fā)布的2018中國科技論文統(tǒng)計結(jié)果顯示,我國的高被引國際論文數(shù)量和國際熱點論文數(shù)量分別占世界份額的17%和27.6%,較2017年統(tǒng)計時分別提升了2.3個百分點和2.5個百分點。
這些不斷刷新的數(shù)字,在為快速發(fā)展的中國科學研究簡筆勾勒“自畫像”的同時,也在世界科學研究的坐標軸上,為中國標注了相應的坐標。
中國科技論文質(zhì)量與科技強國的差距在縮小
一篇科技論文的影響力,究竟如何評判,是一道頗具爭議性的世界難題。在各種爭議聲中,論文發(fā)表后的被引用率,往往被學術界普遍認為是判定一篇論文影響力大小的重要指標。
根據(jù)2018中國科技論文統(tǒng)計結(jié)果,2008年至2018年(截至2018年10月)中國科技人員共發(fā)表國際論文227.22萬篇,論文共被引用2272.40萬次,與2017年統(tǒng)計時相比,數(shù)量增加了10.4%,繼續(xù)排名世界第二位。雖然中國論文被引用次數(shù)增長了17.4%,增長速度明顯快于其他國家,但與排在前一位的美國的7013.04萬次相比,差距明顯。
就篇均被引用率來說,我國平均每篇論文被引用10次,比上一年度統(tǒng)計時的9.4次提高了6.4%。這意味著從縱向比較,過去一年,我國國際科技論文質(zhì)量進步幅度有了較大提升。但從橫向比較來看,本統(tǒng)計年度世界整體篇均被引用次數(shù)為12.61次。這說明雖然我國平均每篇論文的被引用率有所提高,但與同期的世界平均值還有不小的差距。
如果進一步擴展橫向比較的范圍,我們發(fā)現(xiàn),中國與世界主要科技大國的差距依然不小。以2008年至2018年間發(fā)表科技論文累計超過20萬篇的22個國家(地區(qū))作為參照,若按平均每篇論文被引用次數(shù)排序,每篇論文被引用次數(shù)超過本統(tǒng)計年度12.61次這一平均值的國家有13個。其中,瑞士、荷蘭、美國、英國、瑞典、德國、加拿大、法國、澳大利亞、意大利的論文篇均被引用次數(shù)超過15次。而中國則排在第16位,仍然遠遠落后于西方傳統(tǒng)的科技強國!
當然,中外之間雖然差距明顯,但這并不意味過去一年中國的科學研究沒有進步。假若國際學術界通行的“高被引論文”這一評價指標(即指被引用次數(shù)處于世界前1%的論文)具有科學性,我們不妨將時間拉長到2008年至2018年的10年段進行國際橫向比較。
數(shù)據(jù)顯示,中國各學科論文在2008年至2018年10年段累計被引用次數(shù)進入世界前1%的高被引論文數(shù)量為24825篇,占世界份額為17.0%,世界排名繼續(xù)保持在第三位,占世界的份額提升了2.3個百分點。排名第一的美國,同期的高被引論文數(shù)量為72156篇,占世界份額為49.5%,比上一個統(tǒng)計年度增加了1.7個百分點;排名第二的英國高被引論文數(shù)為26540篇。中國與美國、英國存在一定的差距,但差距正在收窄。中國與自身相比,本統(tǒng)計年度入選的高被引論文數(shù)量較2017年度統(tǒng)計時增加了23.3%。這說明過去一年間中國科技論文的質(zhì)量有了較大提高。
中國的這種進步,還體現(xiàn)在廣受國際學術界認可的能反映世界科學界最新科學發(fā)現(xiàn)和研究動向的熱點論文數(shù)量增長上。這些在發(fā)表后兩年間被引用次數(shù)排在各學科前1‰的熱點論文,在一定程度上被認為是世界科學研究前沿的風向標,往往能對世界學術研究產(chǎn)生影響。
截至2018年9月,中國國際熱點論文數(shù)量為842篇,占世界總量的27.6%,世界排名保持在第三位。同期,美國熱點論文數(shù)最多,達到1629篇,占世界熱點論文總量的53.3%;其次是英國、德國、法國分別以909篇、560篇和374篇位居世界第二、第四和第五位。
但值得注意的是,不同的統(tǒng)計口徑也反映出了過去一年中國在某些領域的高影響力論文有所減少。
2017年,發(fā)表在Science、Nature和Cell三大被國際公認的學術名刊上的論文,有5697篇,比2016年減少303篇,其中中國論文為309篇,單就論文數(shù),較上一年度增加了11篇,在世界的排名由2016年的第五位首次升至第四位。美國以2503篇仍高居榜首。英國、德國分列第二、第三位。
從國際知名學術引文數(shù)據(jù)庫收錄中國科技期刊種類的角度來看,中國科技期刊的影響力也在穩(wěn)步提高。2017年,科學引文索引數(shù)據(jù)庫(SCI)數(shù)據(jù)庫收錄中國科技期刊173種,比2016年增加11種。2017年,Ei數(shù)據(jù)庫收錄中國科技期刊221種,美國《醫(yī)學索引》收錄中國科技期刊132種。SSCI數(shù)據(jù)庫收錄中國期刊2種。Scopus數(shù)據(jù)庫收錄中國期刊640種。中國進入SCI的期刊中,2017年進入本學科領域總被引頻次排名前1/4行列的期刊有12種,比2016年增加1種,進入影響因子本學科領域排名前1/4的期刊有46種,比2016年增加12種。
中國擠進世界第一陣營的學科正在增多
國際論文的學科分布,往往既能在一定程度上折射一個國家或地區(qū)各學科領域的科研發(fā)展水平,亦能反映出一段時間內(nèi)哪些學科領域是科學界研究的興奮點。
以SCI為例,2017年SCI收錄論文最多的10個學科,依次是化學,生物學,臨床醫(yī)學,物理學,材料科學,基礎醫(yī)學,電子、通信與自動控制,地學,計算技術和環(huán)境科學。其中,化學有47224篇,生物學有37750篇,臨床醫(yī)學有34228篇,物理學有31417篇,材料科學有24326篇,基礎醫(yī)學有21297篇,電子、通信與自動控制有16663篇,地學有12547篇,計算技術有12050篇,環(huán)境科學有10474篇。這表明過去一年世界各國學者科學研究的興奮點主要集中在化學、生物學等10個學科領域。
分析2017中國各學科產(chǎn)出論文數(shù)量及被引用次數(shù)及其所占世界的比例,我們發(fā)現(xiàn),中國有材料科學、化學、工程技術、計算機科學和物理學5個學科產(chǎn)出論文的比例,超過世界該學科論文的20%。其中,材料科學論文的被引用次數(shù)排名世界第一;農(nóng)業(yè)科學、化學、計算機科學、工程技術、環(huán)境與生態(tài)學、地學、數(shù)學、藥學與毒物學、物理學和植物學與動物學10個領域論文的被引用次數(shù)排名世界第二;生物與生物化學和綜合類排名世界第三,分子生物學與遺傳學排名世界第四位,微生物學排名世界第五位。與前一個統(tǒng)計年度相比,有8個學科領域的論文被引用頻次排位有所上升,進步明顯。
這些學科排名的變化,表明中國研究者在材料科學、化學、工程技術、計算機科學和物理學等學科領域的研究水平已闖入世界科學研究的第一方陣,具有越來越明顯的比較優(yōu)勢。
這一判斷也在其他幾個廣為國際科學界認可的引文數(shù)據(jù)庫中可以得到佐證。依據(jù)目前世界規(guī)模最大的文摘和引文數(shù)據(jù)庫Scopus2017年度收錄中國論文的領域分布統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,2017年收錄的中國期刊論文數(shù)量最多的學科是工程,超過12萬篇;論文數(shù)量超過5萬篇的學科,還有材料科學、物理學與天文學、化學、醫(yī)學、生物化學遺傳學和分子生物學6個學科。這說明與這些學科相關的科學問題,或是2017年中國學者研究最為活躍的領域。
中國學者在醫(yī)學和生命科學方面研究的活躍程度,也格外惹眼。以美國《醫(yī)學索引》收錄中國論文情況為例,2017年該數(shù)據(jù)庫收錄的中國論文有14.13萬篇,比2016年增加了10.2%。
實際上,各類國際重要會議上發(fā)表的論文數(shù),也能折射中國學者在相關學科領域開展科學研究的活躍度。根據(jù)《科技會議錄引文索引》(CPCI-S數(shù)據(jù)庫)2017年收錄的世界重要會議論文分布狀況,2017年,CPCI-S收錄中國科技會議論文有7.36萬篇,數(shù)量較2016年減少了14.7%,排名世界第二。其中,第一作者單位為中國的科技會議論文有6.56萬篇。這些論文是中國科技人員參加在86個國家(地區(qū))召開的2813個國際會議的成果,其中,發(fā)表的國際會議論文最集中的,分別是計算技術,電子、通信與自動控制,物理,能源科學技術,臨床醫(yī)學,機械工程,工程與技術基礎學科,材料科學,化學和生物學10個學科。
如果在每個學科領域內(nèi)按統(tǒng)計年度的論文被引用次數(shù)世界均值畫一條線、將高于均線的論文稱作卓越論文的話,各學科產(chǎn)出的卓越論文占其全部論文比例超出30%的學科有36個。其中,安全科技、動力與電氣、能源科技、化工、環(huán)境科學、輕工、紡織、力學、土木建筑、管理學、水產(chǎn)學和藥物學等11個學科卓越論文超過50%。
事實上,我們通過對比國際科學界普遍認可的三大著名數(shù)據(jù)庫發(fā)現(xiàn),化學、物理學、材料科學、工程技術等領域,是中國乃至國際科學界的研究熱點。但我們也應清醒地看到,中國在包括經(jīng)濟學、教育學、社會學在內(nèi)的社會科學領域,以及免疫學、心理學和微生物學等自然科學領域的研究,與世界主要科技強國存在明顯差距。
從發(fā)表卓越國際論文的地區(qū)分布來看,北京、江蘇、上海、廣東、湖北和浙江6個省市不僅是卓越國際論文產(chǎn)量比較集中的地區(qū),而且也是國際論文影響因子較大的地區(qū)。
2017年,我國31個省份發(fā)表的卓越論文數(shù)比例超過30%的省份有30個,卓越論文超過1000篇、占本地區(qū)論文比例最高的是湖北省,為45.75%。這種分布態(tài)勢,說明一個地區(qū)國際論文的產(chǎn)量和質(zhì)量與該地區(qū)高等教育資源、科研院所布局以及經(jīng)濟社會發(fā)展水平存在一定的正相關。
科研國際合作的乘法效應正在顯現(xiàn)
2018年8月,中國科研人員參與的國際團隊在英國《自然·光子學》雜志發(fā)表論文稱,他們利用硅光子集成技術開發(fā)出一款通用光量子計算芯片,能用于執(zhí)行不同的量子信息處理任務,這是推動光量子計算機大規(guī)模實用化的重要一步。
這款光量子芯片,是中國的軍事科學院國防科技創(chuàng)新研究院、國防科技大學、中山大學和北京大學以及英國布里斯托爾大學等機構科研人員國際合作的一項重大成果。
光量子芯片只是中外科學界合作的一個縮影。其實,像耗資巨大、參與科學家眾多的人類基因組計劃、國際空間站計劃等越來越多的重大科學發(fā)現(xiàn),都有賴于國與國之間跨學科、跨領域、跨國界的合作。而且這種國際合作,在我國高校相當普遍。僅武漢大學一所高校,目前在研的國際科技合作項目就多達52項。
從國際合著論文的數(shù)量和學科分布上,我們大致能看到中國學者廣泛參與國際科技合作以及大科學項目的忙碌身影。
據(jù)SCI數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計,2017年收錄的中國論文中,國際合作產(chǎn)生的論文為9.74萬篇,比2016年增加了1.39萬篇,增長了16.6%。國際合著論文占我國發(fā)表論文總數(shù)的27%。2017年,中國作者為第一作者的國際合著論文共計67902篇,占我國全部國際合著論文的69.7%,合作伙伴涉及155個國家(地區(qū));其他國家作者為第一作者、我國作者參與工作的國際合著論文為29484篇,合作伙伴涉及182個國家(地區(qū))。
從國際合著論文的學科分布來看,中國國際合著論文較多的學科,主要是化學、生物學、物理學、臨床醫(yī)學、材料科學和電子、通信與自動控制等。這表明這些學科領域是目前國際學術界集中關注且是最具創(chuàng)新活力的領域。
值得關注的是,在2017年度國際大科學的研究領域,以中國科研人員為第一作者的國際論文數(shù)量雖有所增加,但在中國科研人員參加的所有論文中的占比仍然較低。
在2017年中國發(fā)表的國際論文中,作者數(shù)大于1000、合作機構數(shù)大于150個的論文共有218篇,作者數(shù)超過100人且合作機構數(shù)量大于50個的論文共計508篇,比上一年增加12篇,涉及高能物理、天文與天體物理、生物學和醫(yī)藥衛(wèi)生等學科。其中,中國機構作為第一作者的論文僅為40篇,中國科學院高能物理所38篇。中國科學院昆明植物研究所主持的真菌多樣性研究,吸引了阿曼、巴西、德國、俄羅斯、美國、英國等19個國家56個機構參與。
從合作伙伴來看,在中國作者作為第一作者的6.79萬篇合著論文中,美國、英國、澳大利亞、加拿大、日本和德國是中國學者最重要的6大合作伙伴;在中國參與工作、其他國家作者為第一作者的2.95萬篇合著論文中,美國、澳大利亞、英國、德國、日本和加拿大是中國學者的六大合作伙伴國。
這既表明中國學者與國外學者之間自發(fā)的常規(guī)合作有較大幅度的增長,又意味著中國致力于參與國際大科學和大學科合作、探索人類重大科學技術問題、探索宇宙奧秘的重大課題、基于國家層面的國際合作能力有所增強。
據(jù)中科院院士、清華大學副校長薛其坤介紹:“當下,中外學者之間的自發(fā)性常規(guī)合作,現(xiàn)在越來越多,參與國際大科學和大學科合作,我們也已參與了不少,如參與歐洲大型強子對撞機的科研工作。但是還要看到,在國際合作中,我們還只是參與者,而非提出者和主導者,由我們牽頭、瞄準人類重大科學問題、我國科學家原創(chuàng)的合作項目仍然很少?！?/p>
薛其坤認為,中國科學家有機會參與重大課題的國際合作,一部分原因是國外希望借助中國的實驗資源和技術條件,但這種情況必須扭轉(zhuǎn),要主動提出科學研究的方向,實現(xiàn)引領。
中國科研亟待補齊成果轉(zhuǎn)化“短板”
據(jù)彭博社報道,在過去不到10年間,中國企業(yè)在美國獲得的專利數(shù)量翻了10倍。2017年,發(fā)明專利申請量138.2萬件,同比增長14.2%。按照美國商業(yè)專利資料庫的數(shù)據(jù)顯示,2017年中國發(fā)明者共計獲得了11241項美國專利,相比2016年同期上漲了28%,至此中國首度成為全世界獲得美國專利最多的五大國家之一,僅次于美國、日本、韓國和德國。
事實上,美國媒體所描述的中國在創(chuàng)新方面展現(xiàn)出來的某些比較優(yōu)勢,可以在2017年度中國國際科技論文統(tǒng)計數(shù)據(jù)中得到印證。
與前幾個統(tǒng)計年度的情況相似,基金或項目資助對于我國國際論文產(chǎn)出數(shù)量的增加和質(zhì)量提升的牽引作用,不容小視。
2017年,由國家級基金或資助產(chǎn)生的中國國際論文達到30.95萬篇,其中高校占77.57%,研究機構占9.91%,主要分布于化學、物理、生物、臨床醫(yī)學、材料科學和電子通信與自動控制、地學、計算基數(shù)和環(huán)境科學領域。
就產(chǎn)出論文的質(zhì)量而言,高校始終是卓越論文的貢獻主體。根據(jù)本年度SCI的統(tǒng)計,2017年,中國機構作者為第一作者的論文共32.39萬篇。在13.77萬篇卓越論文中,高等學校為11.69萬篇,占比84.9%,研究機構為14722篇,占10.7%。
就世界各學科領域影響因子最高的期刊收錄中國論文總量變化來看,2017年度,在世界178個學科領域154種高影響力期刊上發(fā)表的55083篇論文中,中國發(fā)表論文8259篇,比2016年減少403篇,占世界份額的15.0%,繼續(xù)排在世界第二位;美國有17240篇,占世界份額的31.3%。其中,3860篇是得到國家自然科學基金資助而產(chǎn)出,占總數(shù)的47.1%。這些發(fā)表在世界各學科高影響力期刊上的論文,超過八成產(chǎn)自高校。其中,清華大學、哈爾濱工業(yè)大學、上海交通大學、浙江大學和北京大學分別以333篇、292篇、245篇、232篇和230篇分列前五名。
然而,分析本年度的統(tǒng)計數(shù)據(jù),雖然過去一年中國國際科技論文產(chǎn)量和質(zhì)量都有不同程度的提高,但成果轉(zhuǎn)化率低仍是中國科研體系的主要“短板”。
發(fā)明專利作為技術創(chuàng)新的產(chǎn)物,其數(shù)量和質(zhì)量可以反映一個國家或機構的創(chuàng)新能力。根據(jù)中國科學技術信息研究所援引經(jīng)合組織2018年10月19日的數(shù)據(jù)顯示,2015年中國發(fā)明人擁有的三方專利數(shù)為2889項,占世界的5.2%,排在世界第四位,超過2014年的2582項。而據(jù)中國科學技術信息研究所援引《德溫特世界專利索引數(shù)據(jù)庫》(DWPI)的數(shù)據(jù)顯示,2017年在中國公開的授權發(fā)明專利約42.03萬件,較2016年增長0.4%。按第一專利權人(申請人)的國別看,中國機構(個人)獲得授權的發(fā)明專利數(shù)約為32.69萬件,占比77.8%。
從獲得授權的發(fā)明專利的機構類型看,2017年度,中國高等學校獲得約7.70萬件授權發(fā)明專利,占中國(不含外國在華機構)獲得授權發(fā)明專利數(shù)量的23.5%;研究機構獲得約2.92萬件授權發(fā)明專利,占總數(shù)的9.0%;公司企業(yè)獲得約18.38萬件授權發(fā)明專利,占總數(shù)的56.2%。這說明,在第四次工業(yè)革命興起及世界范圍的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級進程中,公司和企業(yè)在科研成果轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力方面優(yōu)勢明顯,而在國家科技創(chuàng)新體系中作為科研成果產(chǎn)出“大戶”的高校和研究機構,在成果轉(zhuǎn)化方面還存在明顯的“短板”,或者大量成果仍然鎖在實驗室的抽屜里。
一個不容忽視的事實是,專利數(shù)量上的不斷刷新和質(zhì)量改善的背后,是中國正處在向科技大國、科技強國邁進的重要關口,國家加大對科技創(chuàng)新的持續(xù)投入,使得中國的專利申請交出了一份滿意的成績單。
2017年,全社會研發(fā)支出預計達到1.76萬億元,比2012年增長70.9%;全社會研發(fā)支出占GDP比重為2.15%,超過歐盟15國2.1%的平均水平。數(shù)據(jù)顯示,2014年,我國研發(fā)經(jīng)費投入強度(研發(fā)經(jīng)費與國內(nèi)生產(chǎn)總值之比)達到2.02%,2016年為2.11%,2017年上升至2.12%。從全球來看,我國研發(fā)經(jīng)費投入總量目前僅次于美國,居世界第二位。其中,高校研發(fā)經(jīng)費達到1127.7億元,比2016年增加了5.2%。
但尤其值得注意的是,與國家巨大的科研投入相比,我國的科技成果轉(zhuǎn)化率目前僅為20%,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的不足5%,而發(fā)達國家的科技成果轉(zhuǎn)化率平均保持在50%—60%?？梢?制約中國邁向世界科技強國的一個重要原因,就是科研成果的轉(zhuǎn)化不暢。
即便是中國引以自豪的專利量,中國部分領域的專利布局和國外也是差距明顯:在世界知識產(chǎn)權組織劃分的35個技術領域中,2016年國內(nèi)發(fā)明專利擁有量高于國外在華發(fā)明專利擁有量的有29個,但在光學、發(fā)動機、運輸、半導體、音像技術、醫(yī)學技術等6個領域與國外仍存在差距,比如在光學和發(fā)動機領域,國外擁有的發(fā)明專利數(shù)量分別為國內(nèi)的1.4倍和1.2倍。從維持10年以上的有效發(fā)明專利來看,國外在華擁有量是國內(nèi)的1.9倍,運輸領域達到了5.7倍。
在當下全球技術研發(fā)正從單項向多項轉(zhuǎn)變、創(chuàng)新迭代速度加快的背景下,如何改變創(chuàng)新載體分散、重復、研發(fā)內(nèi)容重疊,整合政府、高校、行業(yè)等資源,使科研成果能順利實現(xiàn)市場化、產(chǎn)業(yè)化應用,在一定程度上決定了中國從世界科技大國邁向世界科技強國的時間表。
