作者酸的很啊!“科学美国”正严防“技术中国”弯道超车,防得了吗?

​来源:上报 

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  一般人的印象错了吗?美国不是科技强国吗?而且遥遥领先世界上所有其它国家;那么,为什么顷全力打击华为(专题),还要拉台积电进“美国队”当帮手?美国对中国打科技战的远虑近忧为何?我们若把“科技”拆成“科学”+“技术”来分析,可能就容易看出端倪了。

  中文语境中的“科技”一词,是英文的科学=Science与技术=Technology(或简写为Tech)并用的结果,我们习焉不察,其实二者大不同。譬如中文媒体中常用的“科技战”一词,英文媒体原文用的往往是“Tech War”,而非“Science and Tech War”。英文网站中的Science与 Tech栏,在同网站的中文版,也译为科学、科技。

  二者的内容有何不同

  首先我们看一项科学成就的指标:诺贝尔奖项,这是科学家们梦寐以求的至高荣誉,它从1901年成立,初设五个奖项:物理、化学、生理学或医学、文学、与和平奖,1968年加入了经济学奖。其中物理、化学、生医属于本文讨论的自然科学。

  到今年为止,这三个奖项,美国籍获奖的约有260人-因为国籍会变动,所以各方算法不同。中国呢,按中共的“大中国”视角,就算把中华民国时代的李政道与杨振宁、日据时代台湾(专题)出生的李远哲-也有把他归为日本(专题)获奖者的,再加上美国出生的丁肇中、朱棣文、钱永健,中国出生后来归化美籍的高锟、崔琦,最后是土生土长、本地培养出、2015年获生医奖的屠呦呦,也不过只有9位“华人(专题)”。

  诺贝尔奖的颁发十分谨慎,瑞典皇家科学院必需先确定其科学发现或研究成果为真,才会把某一奖项颁给一位或最多三位科学家。而自然科学又属于“经验科学”,科学研究的发现或成果,必需经过实验多方验证,才可能确定真伪。这是自然科学方法的特色,但也因而往往旷日癈时。

  譬如爱因斯坦1905年发表“狭义相对论”,瑞典皇家科学院始终不敢给奖,因为当时要以实验证明“时间与空间都不是绝对的量,会随着观测者与被观测者之间的相对运动而变化”这项与人类有限经验大相迳庭的结论,太困难了。爱因斯坦12年后以“光电效应”获奖,仍非让他声名大噪的相对论。

  又,诺贝尔奖项很有限,虽然一个奖项最多可以颁给3人,但一年仅颁一次,一百多年来,因为世界大战等原因,还暂停过好几次;而且只颁给仍在世的科学家。换言之,诺贝尔奖的获奖数,可以视为一国科学实力的“存量”=过往科研成果的累积。

  在这项纯粹代表一国科学实力的指标上,美国完胜中国。

  相对于“存量”,要如何看出一国的科学发现与成果的“增量”呢?随时都可以发表的学术论文,应该是一个不错的指标。很难统计?还好,有人早就做了这件事。

  世界最早发行、也是最具权威性的学术期刊之一:《自然》(Nature)在2014年提出了“自然指数”(Nature Index),用来计算各国或各科研机构的科学期刊论文产出,为了保证品质,只统计82家顶级学术期刊上的论文,而且有不同的计算方法-Share与Count,以避免偏差。

  自然指数统计的领域有:化学(Chemistry)、物理科学(Physical Sciences),与诺贝尔生医奖类似的生命科学(Life Sciences)、及以诺贝尔奖所没有的地球与环境科学(Earth and Environment Science)。Nature网站上公布了2019年4月1日至2020年3月31号的统计结果,排名前十的国家分别是:1美国、2中国、3德国、4英国、5日本、6法国、7加拿大(专题)、8瑞士、9韩国、10澳洲,与2018年的排名相同。台湾也榜上有名:第20,恭喜!

  “自然指数”2014年推出以来,前三名一直是美、中、德三国;英、日总在争夺第四。既然是“增量”,就好奇这几年来的“增速”如何呢?自然杂志网站上存有2015~2019年以来的资料,笔者把中国论文的Share数除以美国论文的 Share数算出,意义是中国论文产量是美国的几分之几,以及此一差距的变化,如下:0.37、0.44、0.46、0.56、0.67

  这一项衡量一国科学水准的指标,美国也是一直领先,对于中国,自然杂志评论为“China is closing the gap with remarkable speed”(中国正以显着的速度拉近差距”)。

  科学,寄身于校园与学术机构,主角是科学家,重心在基础研究。技术则孕育于产业界,重应用,主角是工程师,以增加获利为目标,所以追求降低成本与提升良率,大量生产则是必经之路,而且总是盯着市场的变化。也有两个指标可以做为依据,一是专利数,二是制造业的门类与产出量。以下主要提供第一项的资料。

世界知识产权组织(WIPO, World Intellectual Property Organization)网页上有一个长达36秒的动画,依申请“世界国际专利”(PCT)数量,排出全球前十名国家,从2005年开始,一直到变化到2019年。看着条状图与标示的数字快速跳动,还蛮有现场感的,这里实况转播一下:

  2005年,美国排第1,专利数46,879,中国排第10,专利数2,503;然后美国一直独占据鰲头,每年的专利数也略微增加,2014年达到约61,488的高峰后,稳定在58,000附近;中国则逐年赶超瑞典、瑞士、荷兰、韩国、法、英、德、日等国家,2017年晋升到第二的位置,然后,去年又以58,990 些微领先美国的57,840,暂登王座。(下图)

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  从专利这项指标来看,中国在技术领域,可能已经跟美国不分轩轾。

  美国一定也发觉自己在技术(尤其是制造技术)早已把世界工厂的地位,让出去了,接手的国家包括早期的德国、日本、韩国、到现在的中国。川普高喊美国工厂回流,指名挑剔中共“中国制造2025”计划,皆因美国产业空洞化的现况。但光喊喊不够,得有些实际行动。

  最近有几位美国议员,联名提出一个“Endless Frontiers Act”法案,要求美国政府投资1,000 亿美元给美国“国家科学基金会”(NSF, National Science Foundation/下图),同时要求NSF改名为NSTF-这个多加的T,就是本文文首提到的Technology-成为“国家科学《技术》基金会”,并且限定五年内增加的一千亿美元,都要用在技术项目上,而且要求月月检讨所有项目的成效。

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  法案是否过关,尚不得而知,但NSF前主管自己先跳出来反对。“内讧”突显了科学不太重视、技术却十分讲究利益回报的差别态度,也反映出美国一直重视科学研究,却轻忽了部份技术开发。反观中国的技术赶超,也折射出“新中国”对于国穷民困的深深忧虑,改革开放后,一切向“钱”看,举国都投入能赚钱的技术,而忽视长期回报风险极高的基础科研。这也许就是诺贝尔奖遥遥落后的深层原因?

  关于制造业的门类与产出量,限于篇幅,简单说一下:各国都可以根据联合国所制定定的“国际行业标准分类”(ISIC, International Standard Industrial Classification of all Economic Activities),我们也可以用来比较中、美现有的产业门类:中国过去轻忽环保,国在山河破,人民勤劳向钱看,什么能做就做什么,造就了所有门类,无一不全的“成就”。而美国追求高、精、尖,很多门类都外移,才会出现疫情一爆发,就陷入国内没有口罩、防护衣等“低阶产品”的冏境。所以全面技术的优势,才渐渐被赶上。

  如此是否部份回答了文首的问题了:美国对中国打科技战的远虑近忧为何?

用马拉松长跑来比喻吧:在科学与技术的赛道上,美国如果一人保持遥遥领先的局面,在最前方尽管跑即可,反之,如果频频回头伸手阻拦竞争者,是不是有竞争者已经逼进到触手可及的距离了?至于什么是“弯道”呢?则是另一个科技演化的议题。

  当然,不必急着判断中、美科技战谁会胜出,还早,而且科技只是国家权力的要素之一,也会受到其它要素的牵动。我们得继续观察。

  ※作者为台大政治系博士候选人

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