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袁岚峰:从2020年最新定量指标看中国的科技实力 |

作者:  来源:  发布日期:2020-05-13 

战略前沿技术

最近,有三个重要的指标体系更新了,分别是自然指数(Nature index)、美国科学与工程指标(Science & Engineering indicators)和PCT专利。从中可以发现一些有趣的新进展。

首先来看自然指数。自然指数是由国际顶级期刊《自然》(Nature)在2014年提出的,通过统计82家自然科学一流期刊上发表的文章,来评估各个国家或研究机构的基础研究产出。这个指标最大的特点是,统计的对象是一流期刊上的论文,是在保了质量的前提下来比较数量。

具体而言,自然指数给出两个指标。

一个叫做论文计数(Count),意思是一篇论文的作者中如果有一个人来自某个国家或研究机构,就给这个国家或研究机构算1分。比如说一篇文章有两个作者,分别来自中国和美国,那么就给中国和美国都算上1分。

这样做会导致大量的重复计数,所以另一个指标叫做论文份额(Share),意思是把一篇论文的总分固定为1,在所有的作者之间平均分配。比如说一篇文章有两个作者,分别来自中国和美国,那么就给中国和美国都算上1/2分。显然份额比计数更重要,所以下面说的自然指数,默认指的都是论文份额。

在最新出炉的2019年自然指数国家排行榜中(https://www.natureindex.com/annual-tables/2020/country/all),第一位是美国,20152.48,第二位是中国,13566.11,第三位是德国,4545.7。美国是中国的1.49倍,中国是德国的2.98倍。第四位到第十位,是英国、日本、法国、加拿大、瑞士、韩国和澳大利亚。

跟2018年相比,前十位的国家和顺序是一样的。其实自从自然指数提出以来,前三位一直是美中德这三国,没有变过。只是在第四位有英国和日本交替,竞争很激烈。

2019年相对2018年,中国的自然指数上升了15.4%,美国下降了4.2%。如果这种趋势继续下去,几年之内中国可能就会超过美国。

自然指数分析的学科分为四个领域:化学、地球与环境科学、生命科学、物理科学。请注意,没有数学。这四个领域构成了狭义的自然科学,即经验科学。它们的正确错误归根结底是通过实验来判断的,而不是像数学那样通过逻辑推理。这四个领域的国家排名。

在化学方面,前三位是中国、美国、德国。在这个领域中国高于美国,是美国的1.5倍。这跟我介绍过的其他指标如“研究前沿”的结论是一致的,中国现在是个化学超级大国。实际上,化学在中国的整个自然指数中贡献占比高达57.6%!

在地学方面,前三位是美国、中国、英国。

在物理方面,前三位是美国、中国、德国。

在这两个领域,美国分别是中国的1.76倍和1.35倍。

在生物方面,前三位是美国、中国、英国。在这个领域美国的优势非常巨大,高达中国的5.7倍,而且绝对数值也非常高。实际上,生物在美国的整个自然指数中贡献了44.8%。

所以可以看出,化学和生物是自然指数的两个主战场。中国是因为化学做到了世界第二,美国是因为生物做到了世界第一。生命科学是中国欠账最多的领域、追赶的重点。

自然指数排名的对象不但有国家,还有研究机构。下面,我们来看研究机构的排名。

中国科学院(Chinese Academy of Sciences),它以1805.22的惊人数值居于世界之首。这个数值如果是一个国家的话,那么它介于法国和加拿大之间。也就是说,全世界只有6个国家的自然指数高于中国科学院。分学科来看,在化学、地学和物理领域,中国科学院都是世界第一,只在生物领域是世界第五。

排第二的研究机构是美国的哈佛大学(Harvard Univiersity),它的数值是925.15,大约是中国科学院的一半。它在生物领域高居世界第一,在化学、地学和物理分别是第33、第30和第6位。

排第三的研究机构是德国的马克斯·普朗克学会(Max Planck Society),相当于德国的科学院。它的数值是764.83,大约是中国科学院的42%。马普学会也是一个历史悠久、声名卓著的研究机构,在化学、地学、生物和物理的排名分别是第5、第44、第4和第2位。

自从自然指数提出以来,研究机构的前三位也没有改变,一直是中科院、哈佛大学和马普学会,刚好是中美欧的三个代表。再往下,从第四位到第七位是法国的国家科学研究中心(CNRS)、美国的斯坦福大学(Stanford University)、美国的麻省理工学院(MIT)、德国的亥姆霍兹国家研究中心联合会(Helmholtz Association of German Research Centres)。

第八位,是中国科学技术大学。这是中国的大学头一次达到这么高的位置。再仔细看看,前面七位中的大学只有哈佛、斯坦福和MIT这三个,所以科大在全世界大学中的排名达到了惊人的第四位。

科大的学科分布:在化学领域高居世界第二,仅次于中科院。在地学和物理领域,分别处于第17和第10位。而在生物领域却连前100都排不进去。

第九位是英国的牛津大学(University of Oxford),第十位是中国的北京大学(Peking University)。跟2018年的前十位相比,科大和牛津是新上榜的,英国的剑桥大学(University of Cambridge)和日本的东京大学(The University of Tokyo)被挤出去了。