诺贝尔奖的偏见:谁在真正驱动科学的车轮?

500

今天我们来聊一聊诺贝尔奖。不少的人把中国没有诺贝尔奖,作为中国没有创新的论证,又或者指责中国只有实用科技,但是缺乏0到1的理论性科技。

事实真的是这样吗?今天这篇文章,就来扒一扒诺贝尔奖的“潜规则”,以及被我们严重低估的中国科研真正实力。来看看,这种所谓的缺乏“创新”和“0到1的理论性”是被定义的,还是客观存在的问题。

获奖的到底都是什么发明?

先让我们仔细回顾一下最近10年内的获奖情况:

500

如图所示,我们可以清晰地看到,在这些获奖项目中,实用性的和理论性的占比大致上是各占一半。换句话说,这些奖项并不仅仅是对那些所谓先进理念的认可,实际上有一半的奖项是颁发给了那些在实用性方面表现出色,并且在经过大幅度的应用之后,才被挖掘出来并给予表彰的原始开拓者。

举个例子来说,锂电池的发明者在1983年就已经完成了相关的论文撰写。然而,由于锂电池在当时并未得到广泛的应用,因此直到2019年才获得了应有的奖项。再比如同样是1983年左右就写完论文的量子点的发现与合成,这一技术在高清电视领域得到了较为广泛的应用。因而在2023年才获奖。

值得注意的是,这两个奖项所对应的论文实际上都是在30-40年前。都是1985年左右已经完成,但直到最近几年才获得了奖项。这也就意味着,如果不是因为这些技术在近年来被大规模应用,这些发明者就要等到更久之后才能获得认可。

那么,为什么这些技术在当年无法得到广泛应用呢?原因在于,当时的技术还处于理论的阶段。非常的原始,无法在工业上进行大规模的应用,并且制作出来的产品也缺乏市场需求。1983年的这篇锂电的论文,按照这篇论文制造出来的电池,放汽车上连50米都走不了,并且极其容易爆炸。但是发展到今天,1000公里的锂电池已经出现了。

是谁在这些技术的改进和大规模应用中发挥了关键作用呢?答案是中国。正是中国通过不断的改良和创新,提供了最优的市场环境,使得这些发明及其相关的产品得以大规模应用,从而扩大了它们的影响力,最终使得这些发明者有机会获得奖项。如果没有中国进行大幅的改良和大范围应用,这些发明者只能在地下拿奖了,这个奖要烧给他们了。

说这个点,并不是否定这几个人的贡献,反而是要进一步的讨论。类似这种发明和创新中国真的没有吗?

中国作为全球最大的市场,并且拥有最齐全的工业种类,难道在这些众多的工业领域中就没有开创性的原理,并且已经实现了大规模应用吗?让我们进一步来探讨和论证这个问题。

是否缺乏开创性的原理?

什么叫开创性的原理?

关于这个问题,我们可以随意挑选几个具体的例子来进行深入探讨。例如,让我们回顾一下2021年的诺贝尔化学奖,该奖项颁发给了不对称有机催化的研究领域。催化剂不是早就有了吗?那么,这两位获奖者所发明的这种有机催化究竟有何特别之处呢?其核心贡献在于他们创造了一种全新的催化剂工具。

说到催化剂,相信大家在中学的课本中已经接触过大量的相关知识了。这两个人是基于已有的催化剂,成功开发出了一种新型工具,这种工具使得新催化剂的合成效率得到了显著提升,同时也增强了其普适性。换句话说,他们的工作是对原有催化剂进行了突破性的改良。

按照这样的逻辑,我们不禁要问,类似的事情在中国科学界不是一直在进行吗?以稀土提炼为例,徐光宪教授的发明就是一个典型的案例。当时,稀土提炼的基础工序效率低下,且纯度也不高,每次只能提炼出一种稀土元素。然而,徐教授通过发明串联提炼法,不仅大幅提高了提炼纯度,还极大地提升了效率。更为重要的是,徐教授的这一发明属于宏观的战略性创新,而催化剂仅仅是整个提炼过程中,约20道工序中的其中一道萃取工序中所使用的关键材料。

说到萃取,我们又可以进一步细化探讨。李永绣教授研发的“二进料口分馏萃取”技术,同样是通过引入新的模式,使得酸碱的制作效率提升了一倍以上,并且其纯度和精度也得到了显著提高。这一技术的应用,使得稀土的冶炼水平又迈上了一个新的台阶,并且,在制作酸碱的过程中,所使用的能源消耗也降低了50%-70%。正因如此,稀土的提炼纯度得以进一步提升,不少稀土提炼甚至达到了7N级(即99.99999%的纯度)。

这两位教授的研究成果可谓是震撼性的,无论是在创新层面还是在原理层面,都远远超越了同行的水平,甚至将其他国家的技术水平甩开了几十年。令人不解的是,尽管诺贝尔奖在催化剂领域,化学领域已经颁发了很多次,但为何连一个看似“简单”的稀土提炼问题都解决不了呢?无论是奥巴马政府,还是欧洲各国,十几年前就开始呼吁要摆脱对中国的稀土依赖。然而,时至今日,他们又真正炼制了多少稀土呢?

再比如,我们来看看2023年的诺贝尔奖颁发给了核苷碱基修饰与mRNA疫苗的研究。提到这个话题,相信大家就不觉得困了。无论是从新冠疫苗的种类、产生的防疫效果,还是从避免死亡的人数来看,中国的表现都堪称卓越。我并非针对某个特定对象,而是想说,在座的各位都是XX。

国产的新冠疫苗经过严格论证,已经有5-6种之多,它们通过不同的技术路线迅速为全球提供了防疫武器。即便从概率角度来看,中国的表现也是远超其他国家的。至于为何他们能够获奖,而中国却颗粒无收,这其中原因我就不多加赘述了。

在回答了第一个问题之后,接下来我们来探讨第二个问题:如果没有这些所谓的诺贝尔奖获得者的发明,地球是否会停止转动,甚至出现倒转的情况呢?

群起性的研究

  如果没有诺贝尔奖获得者的贡献,世界将会是怎样的景象呢?我们可以通过2020年备受瞩目的CRISPR-Cas9基因编辑技术来深入探讨这一问题。诺贝尔奖得主在2012年6月发表了具有里程碑意义的研究成果,她们详细论证了CRISPR-Cas9系统可以被精确编程,从而实现对任何特定DNA序列的切割。这一发现为基因编辑领域带来了前所未有的可能性。

仅仅过了6个月左右,在2013年1月,张锋领导的研究团队进一步发表了具有实用性的研究成果。他们首次成功证明了CRISPR-Cas9系统不仅可以在实验室环境中发挥作用,更能在真核细胞(包括至关重要的人类细胞)中高效地进行基因编辑。这一突破性进展为基因治疗和生物医学研究开辟了广阔的前景。

那么,这两项研究成果究竟意味着什么呢?简而言之,它们分别代表了实验室理论层面的重大突破和实际应用层面的显著进展。这也充分表明,国内的研究团队在CRISPR-Cas9领域同样进行了深入的研究,并且能够在实验室研究和实际应用两个方面齐头并进。正因为如此,他们才能够在短短六个月内就取得显著的成果并发表相关论文。如果没有前期扎实的研发基础,对理论的深入学习和理解,以及实质性的实验操作和测试,再加上撰写论文的复杂过程,不要说六个月,即便是六年也不一定能取得如此成就。

这里还涉及到一个关键问题,即科学论文通常只会介绍研究的方法和某些关键数据,而具体的一些实验参数和实验室使用的特殊材料往往不会公开。这就好比小红书上介绍某道菜的做法,虽然步骤详细,但火候、特殊调味料以及食材来源等细节并未提及,导致实际操作时效果大相径庭。

这意味着,即使想要复制对方的实验,往往也需要花费数月时间才能配齐相关的实验材料,并且还需要调试清楚关键的实验参数。能够在半年内实现实用性突破并发表论文,必然是因为研究团队一直在进行相关研究,并且已经接近突破的临界点,只是对手稍微领先了一步而已。

许多对科学缺乏了解的人,可能会认为科学发明需要某种灵光一现的灵感,比如苹果砸在天才头上,或者科学家在洗澡时突发奇想。然而,遗憾的是,绝大多数科学成果是长期积累的结果,而非突如其来的灵感。

以CRISPR-Cas9为例,通过在知网等论文库中搜索这一关键词,可以发现在这几位科学家取得突破之前,已经有许多相关论文发表。即便仅限于在中国发表的相关论文,也有十几篇之多。这几位科学家可以说是最快总结前人经验并迅速取得成果的。如果没有他们,也会有其他科学家填补这一空白,时间上可能只是相差几个月而已。不存在离开某个人,地球就不转的情况。

从实验室的初步突破到最终的工业大规模应用,通常需要十五到二十年的时间跨度,相差几个月并不会对整体进程产生太大影响。例如,锂电池技术从发明到大规模应用就经历了四十年的漫长过程,即使相差一两年也并不会带来显著的影响。更何况,这些理论研究并非停滞不前,而是持续进行,并且有众多研究团队在共同努力。

同样的道理,在工业领域,对原有工序进行突破性改进的案例也比比皆是。有些我们不便公开讨论,比如J36、J50、DF等武器方面的技术。而有些我们已经公开提及,但国外却视而不见,比如四代核电技术。四代核电与三代核电相比,无论是在发电能力、材料使用效率,还是在安全性方面,都有着天壤之别。

具体到发电能力,同样单位的原料,四代核电的发电量是三代核电的数十倍。目前,全球范围内只有中国在山东建设了一个真正的四代核电案例,并且正在抓紧收集数据和进行改进,以便于后期的大规模应用。其他国家早已放弃了这一领域的研究。这一案例再次证明了“在座的都是XX”的经典论断。

四代核电和三代及之前的核电,虽然都叫核电,但是这两种核电关系并不大。三代及之前的核电只能用的是铀235。四代用的是铀,钚,钍三种元素及其同位素,六个方向。不同的原料,工序容器制作等跟之前完全颠覆。差不多就是自行车和汽车的区别。连这都没资格拿奖?

无论是核电,武器,量子,天眼,风洞,超算等,可以说是个例。我们用另外一种方式论证一下,诺贝尔奖不给中国是一种多抽象的事情。我们从诺贝尔奖的流程来讨论一下,我们在全球科研领域所占的比例和影响力。

获奖的通道

诺贝尔奖究竟是从何处甄选获奖者的呢?这无疑是一个至关重要的议题。就如同选拔歌手一般,即便某位歌手的歌声再动听悠扬,但倘若他没有参与特定的比赛或加入特定的组织,那么年度的金曲金奖注定与他无缘。

诺贝尔奖的评选机制亦是如此。不妨将诺奖比作年度的金曲金奖,其挑选获奖者的范围是严格限定在某些特定的比赛和某些特定的组织之中的。这些比赛和组织具有高度的稳定性和权威性,它们分别是享誉全球的《自然》杂志、《科学》杂志、SCI论文库以及自然指数等顶尖学术平台。

换言之,若想角逐诺贝尔奖,获奖者的首要任务便是将自身的科研成果发表在这些顶级杂志或论文库之中。唯有如此,诺贝尔奖的评审委员会才能从这些丰富的数据库中筛选出符合条件的候选人,进而将其冠以年度金曲金奖得主的殊荣。若未能在此类平台上发表作品,则几乎不可能有机会问鼎诺奖。

那么,在这些如《自然》、《科学》、SCI论文库、自然指数等林林总总的数据库中,究竟是谁独占鳌头呢?不错,又是中国。中国的学术论文在这些数据库中占据了接近30%-40%的惊人份额,稳居单一国家之首。值得注意的是,这些数据库的总部无一设在中国境内,而且中国学者在完成高质量的研究并撰写论文后,还需将其翻译成英文发表,并且由这些发达国家审核。即便如此,中国依然在这些国际学术领域中脱颖而出,战胜了众多竞争对手。相当于我在你的地盘,用你最擅长的方式,打败了你。

这情形就如同年度最佳金曲必然是从《十大劲歌金曲》、《十大中文金曲》、《叱咤乐坛流行榜》等知名榜单中脱颖而出的道理一样(提及这些榜单或许会暴露年龄)。这些榜单上几乎清一色都是TVB旗下的歌手占据主导地位,无论是四大天王、五大天后,还是六大新人、十大金花,无一不是TVB的得意门生。

至于年度金曲最终花落谁家,某种程度上仅是一个形式上的问题。即使连年把年度金曲都颁给多个不知名的新人,也根本无法撼动TVB在乐坛的霸主地位。甚至,倘若TVB自立门户开设一个新的榜单,恐怕外界还得纷纷恳求其回归。

同理,如今在这些顶尖学术渠道中独领风骚的又是谁呢?答案依然是:中国。中国已全面占据了这些由外国把控的学术舞台,成为最大的资源提供方。因此,诺贝尔奖是否授予中国,其意义究竟何在呢?不授予中国,社会就不会进步发展吗?事实恰恰相反,无论诺贝尔奖是否青睐中国,中国都在全球科研领域贡献最为卓著,这一点无可置疑。

科研的核心

最后,也是最为核心且亟待探讨的问题:在科研领域,究竟什么才是最为关键的要素?

毋庸置疑,人才在其中扮演着举足轻重的角色。然而,当我们深入剖析,便会发现更为基础且不可或缺的其实是粮食、能源以及各类资源。科研的每一次飞跃与进步,无不依赖于这些最为根本的物质基础。可以说,所有科研活动的核心,归根结底,仍然是那些看似平凡却至关重要的基本物质。

以历史为鉴,牛顿这位科学巨匠的横空出世,恰逢英国国力鼎盛、全球领先的黄金时期。然而,当英国的国力逐渐式微,其粮食、能源和资源供给也随之下滑时,我们不难发现,无论是人才的涌现还是科研成果的产出,都呈现出明显的颓势。第一次工业革命之后,英国在后续的科技革命中逐渐失去了主导地位,甚至说不出在第二,第三次工业革命中有那些高科技是出自英国的,这其中的原因不言而喻。

为何会如此?根本原因在于,科学研究本质上是一项极度耗费资源的活动。以风洞实验为例,若没有强大的风洞设施,想要研发新型飞机,甚至构想出比飞机更快、更稳定的UFO,无异于天方夜谭。而风洞设施的核心支撑是什么?无疑是电力。仅仅运行一个小时,就消耗数百万度电。那么,在这样的能耗面前,这些发达国家支撑多久的风洞实验呢?

首先,他们本来就没有这么先进的风洞,并且他们还缺电。缺风又缺电,用啥来做实验呢?就只能写PPT获奖了。

再来看超级计算机领域,二十年前的那种旧型号产品,比如“天河”系列,一年的电力消耗就高达2亿度。而如今,百亿亿级的新一代超算,尽管全世界都默认中国已经拥有,只是未公开而已,这种装备的保底年用电量至少在10亿度以上。

那么,超级计算机究竟有何用途?以2021年的诺贝尔物理学奖为例,其研究领域正是复杂系统与气候变化。无需深入了解课题内容,我们便能推测其研究方法——气候变化的模拟与预测,如今几乎完全依赖于超级计算机的强大算力。但是,现有的超算算力仍显不足,甚至连气候变化的1%都无法准确模拟,或者需要耗费长达二十年的时间才能计算出这1%的变化。因此,上面提及的百亿亿级的超算就是核心了,更核心的又是最基本的电。

如果没有超级计算机的支持,我们又该如何进行科学论证?无法进行有效论证,又谈何撰写高质量的科研论文?放眼全球,唯有中国的电力供应能够保持每十年翻一番以上的增长速度,而其他国家,如美国、日本和德国,能够维持现有水平已属不易,甚至需要竭尽全力。回顾过去几十年,这些国家新建的电厂数量寥寥无几,德国更是出现了建成后又拆除的情况。

一旦四代核电技术成熟并且大规模投入商用,其他如光伏、水电、火电等能源技术也得到进一步升级,那时的国际格局将如同大清与列强时期的对比,只不过,这一次我们才是列强。

除此之外,无论其他国家的实验设备多么先进,其所需的基础材料仍需依赖我国供应。稀土资源掌握在我们手中,炼钢、铜、铝等产业我们也占据绝对优势,至于碳纤维、氧化硅、塑料等关键材料,主要生产国同样是我们。如果我们稍有不悦,对这些材料供应稍加限制,那么至少在接下来的十五年里,这些国家将难以产出任何有分量的科研论文。届时,他们又将以何种手段进行实验?只能用爱做实验了。

结语

诺贝尔奖和科研能力,创新是否等价。很明显,没有太大的关联。即使是物理,化学,医学这些奖项,颁给谁更多是评委的个人喜好。因为这个评比是没有严格的可量化的标准,只有“公认”这个抽象的概念。就跟上面提及的CRISPR-Cas9,为啥是这几个人,而不是之前和之后的科学家,又或者是第一个提出CRISPR-Cas9的人呢?

所以,“创新”到底是指什么呢?可见,“创新”连标准都没。如果“创新”是指第一个发现的人,那CRISPR-Cas9就不应该是给这几个人。

同理,表格里面的引力波探测黑洞研究与相对论,爱因斯坦早就提出来了。按照第一个人提出的标准,那么给爱因斯坦就行了,其他的都没有资格。给到这些人,正是因为他们在前人的基础上进行的论证,进行改良或者修正了原有理论。整个过程里面,不同的人都做出了极大的贡献。无论是理论提出者,理论证明人,理论修订者,理论实践化还是改良工业化,都是各有所长的“创新”。

这就好比评委都觉得郭富城唱歌比刘德华好,所以年底金曲是郭富城的一样。好听的歌每年都一大把,年度金曲给谁不过是评委的喜好。无论金曲金奖给谁,都不影响两个人的在歌曲上的贡献,同期还有作曲,作词,监制等一大堆默默无闻的人的奉献。

也正是当年的政府给这些人提供了最基础的物质保证,所以他们才会发挥光芒。当这些基础不存在的时候,郭富城和刘德华也就慢慢的消失了。

科学同样如此。把一个诺贝尔奖等同于科学是否有创新,就是纯粹的找事。科研成果的评判本就不应依赖于这类奖项。真正的科研价值体现在对人类知识边界的拓展、对社会发展的推动上。科研本身就是一个累积的结果,有人犁地,有人播种,有人防虫,有人浇水,有人摘果子。

那么,这个果子到底是谁的功劳呢?

由此可见,把诺贝尔奖是否获得作为评判中国科研是否有创新的标准,简直是开玩笑。比通过米其林判定中国有没有美食更离谱。    

站务

全部专栏