中美科技發展，到底誰更有前景？

本文首發於公眾號“貓哥的視界”

整個6月份，世界航天領域有兩個大新聞。

第一是嫦娥六號，在人類歷史上，第一次採集了月球背面的土壤樣本，並順利返回地球。

第二是波音“星際客機”接近國際空間站時，出了一堆的故障。

雖然最後勉強停靠了國際空間站，但卻沒法返回了，兩個宇航員已經在太空滯留一個月了，到現在還不知道該咋回來。

說實話，兩個新聞放在一起看，挺魔幻的。

這可是美國啊！50年前就實現登月的美國啊！科技巔峰美國啊！

怎麼混到這個程度了？

其實吧，從這一件事，就能看出中美科技發展，最大的差別。

1 中美科技實力對比

在絕大多數人的認知中，美國就是科技燈塔，世界所有先進科技的誕生地，永遠指引世界科技的前進。

但是，真正工作在理工科一線，或者行業與美國科技界有較多接觸的人，基本上早就對美國“祛魅”了。

那麼，中美科技實力，到底孰強孰弱呢？

還真不太好比較，因為科技實力是一套體系，對這個複雜的體系進行比較，非常困難，也沒有明確的指數指標。

不過，我們可以從一些細分指標，來判斷中美科技實力的差距。

首先看論文。

科研論文是技術創新的源泉，是體現科研水平的第一衡量指標。

雖然現在很多人吐槽“論文注水”，單看數量不足以證明科研實力。

但日本人搞了一個論文影響力調查，這個調查不僅僅調查論文數量，而且更關鍵的是關注論文被其他論文引用次數。

簡單來說，如果你的論文很水，基本就不會被別人引用。

相反，如果你的論文創新性很大，給別人的啟發多，被引用次數多，那麼你的影響力就大。

而且，調查更關注世界引用次數前1%的論文，這樣就可以很好地避免調查結果只重數量、沒重質量的情況出現。

調查顯示，在科研論文引用率方面，2019年，在占世界引用次數前1%的論文中，美國的研究有4330篇，占比24.9%；

但相比之下，中國的研究有4744篇，占比27.2%，位居世界第一。

在科學研究論文的數量上，中國同樣“實力碾壓”美國。

美國293434篇，中國407181篇，相比之下，中國足足多出了10萬多篇。

除此之外，調查顯示，中國在計算機科學與數學、化學、材料科學、工學4個領域排在首位。

美國在物理學、環境與地球科學、基礎生命科學、臨床醫學4個領域排在第一。

中國進步最神速的是計算機科學領域。

在這個領域，中國被引用次數排名前10%的論文所占的比例2000年時為3%，但2015年達到了21%。

在人工智能領域，中國的進步更是迅速。

頂會頂刊論文作者數量從2018年的328人增長到2022年的1674人，與美國的差距正逐漸縮小。

高質量科研成果數量明顯上升，頂會頂刊論文數量已經超過美國，位居全球第一。

在美國擅長的物理和化學領域，中國也正在加速追趕。

根據英國《Nature》主導新一年度的自然指數榜單，在從2020年11月1日開始，到2021年10月31日為止的年度範圍內，中國各大科研機構在全球82種頂級期刊共發表了19987篇論文，獲得的自然指數為15553.27，均排全球第二名。

按領域來看，中國在“化學、物理科學”兩大領域中的自然指數都是排全球第一，自然指數分別是8498.60和5007.23。

美國在這兩大領域都是排第二，自然指數分別是4761.54和4802.25。

相比而言，德國、英國、日本和法國的自然指數要低很多。

他們往往在少數領域擁有較強的科研能力，屬於“偏科型”，而中美則是“全科型”。

可以說，中國各大科技機構取得的成績，相當優秀。

美國呢？在很多方面卻開始被中國趕上了。

其次看專利。

專利，是衡量應用技術產出的最直觀指標。

目前，世界五大知識產權局是歐洲專利局、日本特許廳、韓國特許廳、中國國家知識產權局和美國專利商標局。

五個局處理了世界80%的專利申請，承擔了專利合作條約95%的工作。

基本上，這五家就相當於全世界了。

2012年以來，五局每年聯合發布統計報告。

根據2023年12月21日五局向全球用戶發布《2022年世界五大知識產權局統計報告》，顯示2022年中國發明專利數量達到了798400項，比2021年增長了15%。

美國，2022年發明專利322970項，不到中國的一半。

在細分技術領域上，中美也有很大不同。

與美國局專利相比，中國局專利在構成上更傾向於計算機輔助設計、材料化學與納米、金屬成型加工、分離與混合加工、化工、有機高分子、農業與食品、建築與採礦、紡織與印刷。

在這些領域上的專利相對份額相是美國的3.8到1.5倍。

中國的相對劣勢領域是：計算機接口、半導體集成電路、計算機一般部件、計算機核心部件、半導體元器件、醫學診斷與外科、半導體製造、數字信息傳輸、廣播電視與電話、無線通信網絡。

這些領域上的專利相對份額僅是美國的27%到50%。

從這一對比來看，中國的專利構成，仍然是以材料、化工、成型加工等製造業為主，半導體、計算機硬件、醫學等領域的專利相對不多。

美國呢？

美國局授權專利的技術構成主要是以電子信息、通信、醫療為主，並且增長速度較快，而傳統的加工製造技術的相對份額很低。

總體來看，中美專利的差別，和兩國目前的產業結構是高度吻合的。

再看看科研團隊。

在大眾認知中，美國的科技很強，科研成果很多。

但是很多人不知道的是，有相當比例的科研成果，並不是美國人做出的。

美國二戰後，科技爆發差不多有兩次。

一次是二戰結束，美國一共從德國運回了數萬名科學家、工程師及其家屬。

這在美國乃至任何國家的歷史上，都是前所未有的。

另一次是冷戰結束後，美國從蘇聯和東歐攫取了大量科技人才。

所以美國的“火箭之父”、“氫彈之父”、“電子計算機之父”們，竟然都不是美國人。

通過吸收他國的科研人才，在輔以美國優渥的科研條件，自然成果頻出。

但問題在於，當這些科學家老去，而美國又沒有新鮮科研血液頂上來的時候，美國科研實力就難以為繼了。

在這裡面最明顯的就是NASA，人員平均年齡都在52歲了，其中相當一部分在退休邊緣。

這裡並不是歧視老人。

其實老人經驗豐富，是不錯的科研力量，但問題在於，你要為長遠考慮啊！這些人退休了咋辦？

美國年輕人呢？

本土美國人念理工科的本來就越來越少，優秀的新一代都跑去學金融和計算機了，沒人對太空科技探索感興趣了，更沒什麼星辰大海的衝勁了。

相反，中國這邊，卻是新生代科學家擔綱為主了。

以前不久的嫦娥六號為例，嫦娥六號科研團隊平均年齡為35歲，這已經是中國航天現有的航天團隊裡，年齡較大的科研團隊了。

你看中國天眼FAST團隊，平均年齡只有30歲，此前嫦娥五號團隊的平均年齡是32.5歲。

還有北斗衛星團隊的平均年齡只有31歲，“墨子號”量子衛星團隊的平均年齡不足35歲。

更可貴的是，這些年輕人，很多都走上了科研帶頭人的崗位。

2022和2023年的院士評選中，30多歲的院士大有人在！

長征五號火箭總控制系統的指揮徐文曉，竟然只有隻有26歲……

當然，也不是越年輕越好。

但年輕意味着團隊創新精神強、穩定輸出的很長，可能美國團隊輸出10年就頂天了，中國團隊還可以穩定輸出40年，美國怎麼比？

更恐怖的是，這種科研團隊年輕化的情況，不僅在太空領域存在，在各行各業特別是高新技術領域更是普遍！

比如，蛟龍號潛水器團隊的平均年齡只有32歲，中歐班列技術維修團隊的平均年齡只有29歲。

最年輕的中國航天員，也才34歲，相比困在國際空間站里的威廉姆斯大媽，已經59歲了。

拜中國大學擴招和龐大人口基數所賜，現在無論哪個領域，中國都有着龐大的人才儲備（多到甚至都開始都內卷了）。

這也是中國科研走長期路線的最大底氣，也是美國羨慕都羨慕不來的。

有人說，那美國可以招募外國年輕科學家啊！

在過去的確可以，但2024年3月13日，美國國家科學委員會發布《2024年美國科學與工程狀況》，報告明確指出：

“美國的研發體系及其國際競爭力，在很大程度上依賴於外國出生的科學家和工程師。”

這引起了美國國家科學委員會的擔憂，準備減少外國科學家的招攬數量，加強培訓本土STEM（科學、技術、工程和數學）工作者。

更不要說特朗普很可能二次上台，也必將收緊移民政策，給招募外國年輕人製造更大麻煩。

這也就意味着，就算某個機構想招募外國科學家，也要受到移民局的掣肘了。

移民局可不管這個人才對你多重要，沒指標，就是沒指標。

長此以往，結果必然是老將逐漸退休，新鮮血液又頂不上，導致美國科研團隊的老化，無論是創新能力還是科研精力，都大幅下滑。

再看看財力的投入。

說實話，科研是個很費錢的行當，有錢未必能出成果，但沒錢，一定出不了成果。

原因也很簡單，沒錢，你連試驗耗材都買不起，咋出成果？

在錢方面，美國是當之無愧的全世界第一。

2022年的研發投入是7132億美元，比歐盟27國加起來還要多。

中國呢？

2022年中國科研投入達到了30782.9億元，同比增長10.1%，差不多4577億美元，同樣超過了歐盟27國之和，僅次於美國，排名世界第二。

這一對比，和GDP對比也基本吻合。

其他國家研發投入沒有一個能超過1500億美元的。

也就是說，中美在科研方面的投入，在世界屬於一騎絕塵的狀態，把其他國家遠遠甩在了後面。

有人可能要說了，就算中國總額很高，但絕對值，還和美國差將近3000億美元啊！

這麼大的差值可不好補，起碼10年內補不上。

其實，不能單純這麼看，別忘了，中美還有個購買力差值呢！

咱們都知道，雖然美元對人民幣的匯率是1:7，但實際購買力來說，懸殊沒那麼大，也就1:2或者3左右。

中國的研發投入，絕大部分都花在了國內，這樣來算的話，中美的科研經費實際購買力是差不多的。

考慮到很多耗材都是國內自產的，中國的實際投入可能會更高。

而且，兩國的研發投入結構是不同的，我國研發投向應用端的要遠遠高於美國。

美國呢？往基礎研究的投入要更高。

從趨勢來說，基礎研究出效果慢，而應用端研究出效果更快。

這樣一來，美國在基礎科學的投入，就會產生一種“投入越來越多、產出越來越少”的效應。

中國則靠着應用端的不斷突破，慢慢把美國幾十年來積累的優勢一點一點吃掉，最後超越美國。

現在中國製造業增加值已經達到美國的1.8倍，如果科技水平也趕上和超過美國的話，那麼會對兩國博弈的模式產生巨大的影響。

這也就是為什麼美國如此焦慮，一個勁地阻斷中美學術交流、拒絕中國留學生的原因。

2 美國被追趕的原因

如果單純看總量，美國仍然世界科研領域毫無疑問的第一梯隊。

但是如果看趨勢，那麼美國科研被中國趕上，在美國人看來，本身就算是一種失敗了。

為什麼會如此呢？作為美國來說，是有深層次原因的。

第一是美國盛行的反智主義。

在美國，有個很魔幻的現象。

一方面，科技的發展完全依賴於知識分子，另一方面，知識分子卻被肆意地醜化和嘲笑。

這種醜化和嘲笑是全方位的，在各行各業都有體現。

比如，在美劇中，學校中，成績好、人聰明的男孩，總是會被一個一身肌肉的校橄欖球隊長欺負。

在現實中，亞裔的數學成績總是獨占鰲頭，但在美國人眼中，這卻並不值得誇讚，而是一種被歧視的刻板印象（只有東亞國家自己會沾沾自喜）。

美國學校最吹捧的是什麼？橄欖球四分衛。

中國最吹捧什麼？高考狀元。

中國頂級大學招什麼？招高分，招天才。

美國頂級大學招什麼？招體育特長生，找會滑雪、會馬術、會划船的。

這樣一來，本來分高的孩子，卻很難進入好大學。

至於科研人員，在好萊塢中，要麼被塑造成“書呆子”，要麼被塑造成想利用技術毀滅世界的野心家。

為啥本應該受到崇敬的知識分子，卻是如此一種地位呢？

這要從美國的反智主義說起。

咱們都知道，美國建國之初，工業力量很弱，基本上就是個農業國。

農業國有農業國的特點，好處是淳樸、勤勞、務實，缺點就是覺得知識分子沒啥用。

然後美國經過發展，到了工商社會，商人成為社會主力後，總覺得自己的那種衝勁、拼搏的精神，才是實現成功的唯一道路，認為自己創造了財富，服務了社會，應該得到最高的社會地位。

相反，那些擁有“天才”頭腦的知識分子，在智商方面碾壓商人群體，讓商人群體非常不爽。

所以在商人為經濟主體的社會之中，經常出現體制性打壓知識分子的情況發生。

比如卡耐基、范德比爾特這樣的成功商人，對知識分子特別是理工科知識分子非常歧視。

經常否定大學教育，甚至到最後自己掏錢，搞了很多商學院，就是要用這種手段抬高商人的社會地位。

後來，由於20世紀上半葉美國知識分子深受左翼思潮的影響，思想普遍左傾，甚至還出現了美國科學家為了理想，向蘇聯泄露原子彈情報的事情。

結果，在麥卡錫主義盛行後，這種左傾的知識分子就成了意識形態鎮壓的主要目標，從自由派到改革派，從大學教授到工程師，無一倖免。

然後又到了美國科技大發展的時代，美國出現了兩頭冒尖的狀況。

一邊是頂級科學家做出了舉世矚目的成就（比如登月），另一邊是廣大的底層對頂級科學家的能力面前自慚形穢。

於是將反精英主義延伸到了知識分子頭上，於是更為憎惡知識分子。

自此，一個從農業、商業，再到麥卡錫主義、反精英主義的反智主義鏈條，就此誕生。

美國學者理查德·霍夫施塔特曾經寫過一本《美國的反智傳統》，總結了美國人反智主義的表現：

對學究的普遍厭惡、對知識分子的敵視、對專家的排斥、對純粹科學的拒斥、對知識精英的貶斥、對大學的嚴厲批評、對一般人的推崇、對文化創新的反感、對知識分子氣焰的憤慨、對教育的聲討、對非課業化教育的認可、對學校閱讀寫作與數學教育的非議，等等等等。

這種表現，讓美國人成了世界上最不信任與鄙視知識分子的國家。

所以，我們才會看到各種各樣離譜的反智主義例證。

比如，疫情期間，有的美國人說疫苗就是陰謀，打死也不打疫苗；

有的美國人說口罩里有天線，會產生輻射；

還有的美國人說要給體內注射消毒水......

這種讓中國人目瞪口呆的表現，就是美國反智主義盛行的結果。

更搞笑的是，國內公知總是吹美國刷盤子都掙得比大學教授、科學家多；

但問題在於，如果真是如此，大學教授、科學家的社會價值體現在哪裡？這難道不是一種悲哀？

不過這一點上，公知們撒的謊總算沒那麼離譜，因為美國教授的工資，還真不算高。

我們可以比較一下，美國教授的平均工資是124214美元，看起來不算少，但相比美國的人均GDP是69287美元，是人均GDP的1.63倍。

那麼中國呢？

中國教授的平均工資是358328元，差不多50000美元，是人均GDP的3.9倍！

也就是說，在中國，教授是妥妥的人上人。

在美國，教授也就是個普通人，比底層強點，強的有限。

咱們都知道，人嘛，出來奮鬥，就是想要更好的生活。

可是，你讓一個大學教授掙得和一個卡車司機差不多，那大家誰還有動力去學習難得要死的數理化？那還不可勁地去學金融、進投行了？

當一個美國教授掙的還沒有一個泥瓦工多的時候，我們就知道美國的科研要完了。

中國因為龐大的高考人口，再加上一直以來對“科學家”的崇拜，導致每年高考，都有無數學習尖子投入理工科，稱為整個國家未來的科研後備軍。

這一點，是金融導向的美國，怎麼比也比不了的。

第二是美國財政無法像過去那樣提供如此大的支持。

前文提到了，科研需要海量的金錢。

美國過去幾十年為啥科技發展迅速？

因為在蘇聯壓力下，美國政府對科研投入下了血本。

戰後，美國創辦了國家科學基金會（NFS），為各類科學研究提供了源源不斷的資金支持。

但是還沒出結果呢，蘇聯一聲驚雷，發射了世界首顆人造衛星斯普特尼克一號。

這一下，美國人受不了了，不僅在於“天命之國”的信仰被打破，更害怕蘇聯人把核彈部署在軌道上，漂浮在美國人的上空，哪天看美國不順眼了，就扔下來一顆。

於是，來自大眾的恐慌，成了推動科研的第一動力，上至政府，下至企業，都紛紛加大對科研的投資。

其中最為出名的，是ARPA（高等研究計劃局），這就是後來大名鼎鼎的美國國防部高級研究計劃局DARPA的前身。

DARPA的出現，改寫了美國科研的歷史。因為與其說其像個政府機構，不如說它像個投資基金。

DARPA下設六個辦公室，分別負責生物與計算機技術、電子與芯片技術、協調研發與軍方需求等工作。

每天的工作，就是尋找值得投資的科研項目，然後砸幾億美元下去。

DARPA的優勢在於，作為軍方控制的機構，它能繞開官僚機構的繁文縟節和層層審批，直接下令動用幾億美元的投資。

而且它擁有國會的授權，直接對國防部長負責，國防部長直接對總統負責，不會被任何勢力裹挾。

DARPA的成果非常豐碩。

誕生十年後，美國國家科研經費占GDP的比重，就翻了三倍，美國的科技層出不窮。

其中最偉大的投資，就是阿波羅計劃。

阿波羅計劃的總投資為255億美元（至1973年），別看這筆錢現在看起來不多，但是別忘了，當年35美元就可以兌換1盎司的純金！

如果按這個比值來計算，阿波羅計劃花費的255億美元就相當於今天的14535億美元！

這筆錢如果放在今天，能夠造60艘福特級航母！

看起來很多是嗎？但仍然是划算的。

但阿波羅計劃衍生出了大約3000種應用技術的專利成果，這些成果轉為民用後，帶動了美國20世紀60-70年代整個科學技術的發展和工業的繁榮，為美國80年代經濟的騰飛打下了堅實的基礎。

現在的互聯網、光纖、通訊技術、高分子材料等等改變世界的發明，其實都是那個時代的科研成果。

根據測算，美國在航天領域每投入1美元，就帶來9美元的收益。

可以說，正是DARPA投資的阿波羅工程鑄就了美國全球科技強國的地位。

但問題在於，這種以政府為主導投資模式，已經越來越難以為繼了。

為啥？美國沒錢了。

隨着美國國債一次次突破債務上限，利息也打着滾地往上翻，2024年美國政府債務的利息支出預計將接近1萬億美元。

這是啥概念？比美國國防開支都要多！

美國政府的財政收入呢？只有4.2萬億美元！

也就是說，美國政府每年收上來稅，還沒花呢，就要先拿出四分之一來還債。

更為恐怖的是，這個比例還在急速上漲。

有人估計在2035年，美國的利息支出就會和政府財政收入持平了，到時候美債就會徹底暴雷。

政府都沒錢了，還咋給科研投資？只能砍預算了。

其實也不用等到2035年，現在美國的NASA已經感受到砍經費的痛苦了。

阿波羅計劃時代，那可是NASA的高光時刻，要多少錢給多少錢。

現在呢？經費總是被卡，還要分配給多個項目，包括SLS火箭和商業載人航天計劃，這導致單個項目獲得的資金減少，研發難以為繼。

特朗普曾經雄心勃勃說要重返地球，但是NASA提出了33億美元的預算，卻被國會砍掉了四分之三，只剩了8.5億美元。

讓原本在2024年重返月球的計劃，推遲到了2026年，而且不排除會再次推遲。

NASA的窘境，其實是很多美國科研單位的真實狀態，錢不夠，極大影響了研發和執行效率。

政府投入不足，民間資本又多傾向於AI、元宇宙、區塊鏈等等網紅項目，實在是過於分散，也極大影響了美國的科技研發投資。

第三是美國的技術研發方向已經不適應新形勢了。

在世界科學界，有一個很奇怪的現象。

提起諾貝爾獎，那毫無疑問是美國最多，一騎絕塵。

但要說技術落地和市場化，誰也繞不開中國。

這一點，已經在手機、移動互聯網、光伏、新能源汽車領域得到了驗證，後續在AI領域、航天領域，很可能也即將得到驗證。

為啥？

因為美國側重於基礎研究往往負責主導科技研發與創新，在無人區試錯；

中國則是看看美國搞錯了哪些路，跑通了哪些路，負責搞應用，搞落地。

專注於基礎研究，有好處，也有壞處。

好處是基礎科學決定了基礎研究領域的發展水平，決定了它能誕生多少原始創新。

當“原始創新”不斷滾雪球壯大，後面的應用和開發研究也會隨之壯大。

就好比沒有核裂變現象和鏈式反應研究，就無法誕生原子彈和核能發電一樣。

但壞處也有。

一方面，投資大，見效慢，企業不願意投。

以往都是國家投資為主，可是一旦國家沒錢了，研究產出就會斷崖式下跌。

另一方面，基礎創新越來越難了。

人類的科技文明經歷了最近一二百年的發展，已經進入了一個相對的平緩時期，重大的基礎科學突破越來越少了。

在《三體》中，丁儀曾經感嘆過，過了200年，他竟還能在大學教物理，這足可見人類科技發展被鎖死的窘況。

現實中，雖然不像智子鎖死地球科技那麼玄乎，但不可否認的是，物理學已經很多年前沒有更新了。

比如相對論是在上個世紀提出的，量子力學的建立也是在上個世紀。

近些年新發現的引力波和黑洞，也不過是驗證愛因斯坦相對論的預言罷了。

你要是把愛因斯坦復活，讓他去大學教物理，照樣一點問題都沒有。

在基礎科學沒有進步的情況下，應用科學也很難發生什麼革命性進步。

就像在微觀物理學沒有革命性進步的情況下，再怎麼折騰超導，都是一地雞毛一樣。

這樣就帶來了一個問題：

美國的科技增量越來越少，而中國的科技增量越來越多。

就算美國的存量很多，也架不住中國追趕的速度飛快啊！

更關鍵的是，美國的基礎研究模式不僅僅是給自己探路，更是給中國探路。

可能美國那邊還沒提出科技成果呢，只要發個論文，證明某條道路走得通，中國就能以超強的科研實力，沿着這條正確道路往前走，超越美國實現科研突破，然後搶先搞應用和落地。

我們可以看看星鏈，美國在星鏈上占據了先機，但二期星鏈還沒建完，中國今年下半年就開始批量發射中國版星鏈了，一期規劃就超過了星鏈二期！

更關鍵的是，中國的衛星批量生產之後，便宜啊！論白菜價的能力，美國哪能比得上中國？

這就是中國在中美科技競爭中不急不躁，而美國卻特別焦慮的根本原因。

3 誰能勝出？

中美科技競爭，誰能勝出？

毫無疑問，最後的勝利者，一定是中國。

為啥？

因為中國太了解“科技是第一生產力”的重要性了。

這是中國人被摁着腦袋暴打了100多年，得出的刻骨銘心的教訓，沒有任何一個民族，對科技有如此深重的執念。

美國呢？

美國是資本主義社會，又有濃厚的反智主義，對科研的態度，完全就是“利益為先”，為名為利。

不像中國人，把它上升到國運的角度去推動。

美國的優勢，在於技術積累足夠雄厚，存量大，光吃老本也能吃很久。

而且能控制小弟的科研成果，誰有了好技術，就巧取豪奪搞過來，並搞一個小圈子對華封鎖。

中國的優勢，在於技術進步速度快，增量多，能快速落地見效的多，而且更貼近於應用。

所以，中美科技競爭，差距在飛快縮小，而且處於接近趕超的狀態。

更關鍵的是，科技要落地，還是要看產能，而這方面，美國一點勝算都沒有。

對此， 一方面，我們要認識到中美兩國的競爭是長期性的。

因為美國的存量我們仍然要追趕很久，對此要有足夠心理準備準備。

另一方面，我們也要堅定信心。

因為目前在國際上，只有中國已經完全具備了和美國進行科技競爭的能力，中國也有足夠的底氣。

所以，只要沿着當前的路線走下去，最後的勝利，一定屬於中國。