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专访杨卫:中国科学何时真正崛起?

 作者: 来源:知识分子 发布时间:2019/9/17 7:49:26 字体大小:

编者按

在中美科技博弈背景下,中国科学应该有何作为?如何看待中国科学本身的发展阶段、与国际先进水平的差距?解决卡脖子问题的关键是什么?中国科学何时真正崛起?日前,原国家自然科学基金委主任、中科院院士杨卫接受了《知识分子》“科学的担当”专栏访谈。

杨卫表示,中国基础科研的进步可圈可点,多数学科发展迅速,科研论文质量稳步上升,年轻科学家成长迅速,国际合作不断加强,但总体上高影响力、原创性工作仍然较少。中国科研未来的希望在一批有潜力的青年科学家身上。在美国打压的国际背景下,中国需要全面作战,除了基础研究要上去,卡脖子技术也得上去,解决问题的关键在于重视需求导向的基础研究和基础研究的迅速转化。

杨卫,固体力学家,中国科学院院士。年轻时当过知青,后获得美国布朗大学工学院博士学位,求学、任教于清华园26年,后出任国务院学位委员会办公室主任、教育部学位管理与研究生教育司司长,2006年任浙江大学校长,2013年任国家自然科学基金委主任,2018年重返浙大任交叉力学中心主任,并为本科生讲授通识课《力学导论》。同时,他仍兼有多项社会职务,包括中国科学院主席团成员、中国科学院技术科学部主任,北京市建设全国科技创新中心科学顾问,中国学位与研究生教育学会候任会长。

采访 | 李晓明

整理 | 夏志坚

1. 中国基础科研的进步有多快?

《知识分子》:大约在五年前,作为国家自然科学基金委主任,你预测了2020年中国科技论文将达到中等质量和影响力,并在科研诚信方面有所改善。现在回头看,也的确如预测所言,中国科学家出版的高影响力论文增长迅速。仅在今年的前8个月,中国学者在《细胞》《自然》《科学》三个国际顶刊上就发表了117篇文章。如何评价中国基础科研取得的进步?在国际上比较,处于什么水平?

杨卫:近10到15年来,对中国的基础研究状况一直有比较多的批评。批评是为了更大的进步。总的来讲,发展还是比较迅速的,主要表现在四个方面。

第一就是绝大多数的学科都处于一个快速发展的阶段。我记得在2010年的时候要制订十二五规划,当时中国的学术影响力是世界第十名,中国科学院就提议到十二五结束的时候,我国可以前进到世界第五。当时有不少人觉得冒进,但结果是在2013年就提前实现了目标。2013年,我到基金委工作,当时要制订十三五规划,其中制定的一个指标就是到2020年中国的学术影响力成为世界第二名,实际上2017年就做到了。所以说发展比我们预料的还要稍微快一点。

现在 ESI 一共统计22个学科,如果用十年累计的引用数(Citation)来衡量学术影响力,中国的化学、材料和工程三个学科已经是世界第一名了,还有八九个学科是第二。

第二,质量在稳步上升。有一个衡量科研文章质量的指标叫作领域加权引用影响因子(Field Weighted Citation Impact),世界科研文章的平均值是1。中国大概在1999年的时候是0.3-0.4,比世界平均水平低很多。到了去年,基于 Scopus 文献数据库中国的FWCI是1.02,基于 Web of Science 数据库,中国达到了1.06。这就说明在数量增加的时候,中国科研文章的质量也在上升。因为只有引用的上升速度超过学术产出的上升速度,平均的影响因子才能往上走。

再换一个角度,可以按照世界高影响研究工作(如世界前1%的高影响力论文)占整个学术产出的比例来定义其产出质量,等于1%就是世界平均值。从国际间大学集团比较来看,美国常春藤院校的这一比值大概是5%,也就是五倍于世界平均值。第二个集团就是 Association of American Universities(美洲大学协会),有70个学校左右,包括美国和加拿大最好的一些学校,它们这个比值大概是3%左右,最近下降为2.7%。第三个集团就是英国的罗素集团(Russell Group),包括牛津、剑桥等20多所高校,它们这一比值接近于3%。另外,日本有一个叫RU11(Research University 11,日文:学术研究恳谈会),包括东京大学、京都大学、庆应义塾大学等11所日本研究型国立大学和私立大学,它们的指数大概在1.5%左右。2008年中国的C9联盟刚成立的时候,该比值大概是0.7%,2011年超过日本的 RU11,现在已经达到2.5%左右,所以我们预计到2021年可以达到AAU、Russell Group 的水平。

第三个特点是年轻人在成长。基金委面上项目是对所有年龄段都开放的,2010年我们统计这个项目主持人的年龄峰值是在四十六、七岁。而现在是一个比较宽的年龄峰,峰值在三十六、七岁,很明显年轻人冲上来了。

另外留学回国的年轻人明显增多。十几年以前,大概每出国七个人,回来一个;现在基本上是出去七个回来六个。我们所有的人才计划的申请人数均不断上涨。原来杰青中选率大概20%,去年就只有百分之六点几。像青年千人,基金委一开始评的时候,基本上三分之一的人中选,现在将近十分之一。青千一年大概中选600多人,但是每年申请量都在增加,说明年轻人看到国内现在形势好,回来的比较多。

第四个特点就是国际合作不断加强。这个加强是 bottom-up(自下而上)的加强,不是 top-down(自上而下),不是国家之间签个大协议支持一批合作这种情况。

中国现在国际合作量世界第二,美国第一,但是官方很少合作,都是研究人员自发的。

国际合作现在很难说是国家推动的,比如基金委跟美国搞合作,只有一些领域可以搞,比如传染病可以,因为它是一个全球共同面对的挑战。但是研究生物化学就无法进行国家间的合作。研究全球气候变化、环境污染、生物多样性可以,因为生物多样性是一个全球性的研究,具有全球属性的合作,它缺了你这块不行。但是材料科研合作就不行,它要审核,比如这个结构材料是不是跟航空发动机有关?纳米材料和新一代的微电子是不是有关?这些领域很难合作。

所以全球性研究或者叫国际性大挑战一类的研究,是比较容易官方合作的,剩下都是民间合作。所谓民间的就不是国家资助的国际合作项目,可能是双方有各自政府资助的钱来支持这种交流。中国现在跟美国的合作产出占整个国际合作引起的产出的一半左右。

2. 高影响力、里程碑式工作、原创性工作较少

《知识分子》:现在基础科研主要存在什么不足?

杨卫:总的来讲,就是高影响力的工作、里程碑式的工作、原创性的工作比较少。比如一个分支学科,它的发展过程有几个里程碑,以中国人的工作而冠名的比较少。原创性的工作,一个分支学科的开山之作,就更少了。

像人工智能现在发展比较快,但是如果列举一百篇左右比较重要的工作(如维基百科中引用的),很少找到来自中国本土的。再比如生命科学里很热门的基因编辑,最主要的工作里也很少有中国人的。

2018年,世界前1%的高影响论文数量,中国是非常接近于欧洲和美国,大概达到它们的百分之九十几,但是我们在最顶尖的千分之一、万分之一的研究还比较少。

另外,中国有几个学科的 ESI 排名还是比较靠后的,离世界先进水平还有不小的差距。一个是空间科学,实际上中国的空间技术很强,现在自认世界第三,但是空间科学是第十三名,主要是我们的天文学的队伍比较小,大概只有十个高校有天文系。第二个是心理学,大概是名次最低的,世界第十五名。

《知识分子》:在提升中国基础科研质量方面,未来的工作应当着重在什么地方?

杨卫:我觉得应该支持一部分比较有才能的年轻人往前冲,自由探索。我们现在基金的项目是一个梯次配对,有不同的类型,但是我个人认为有个问题,现在申请人太多,年轻人获得资助强度因此比较低。

现在基金每年大约有二十几万人申请,世界各国都没有这么多申请人的,美国也就6万人。有些人实际上并不适合做基础研究,只不过是因为所在单位的一些政策,如果没有一项国家基金项目,会对个人发展不利,所以就来申请了。

而我们的中选率又不能太低,现在认为20%是比较合适的,申请人多了就导致我们每个项目的资助强度比较低,尤其我觉得青年的资助强度比较低,三年才20多万,一年才不到10万。所以年轻人还得弄几个地方的项目,弄几个横向项目,那你还有多少时间能够做学问?

现在要支持有才能的年轻人能够沉下心来做他们想做的事。但是选择年轻人又比较困难,像杰青、优青还有青千,选完了以后又变成帽子了,这就失去初心了。

《知识分子》:帽子满天飞的现象确实严重,如果年轻人最后都去争各种帽子,争各种荣誉,或者是帽子背后的一些利益,可能会干扰他专心于科研。

杨卫:我在2013年的时候在 Science 上写过一篇 Editoral(社论),当时是讲中国的学术诚信。其中讲到了如果在各级政府和教研机构构筑了一个人才的层级阶梯,这实际上是助长大家一顶一顶地争帽子,以后就变成一个 hierarchy(等级),一节一节往上走,可能会催生在学术诚信方面的问题。往上爬都是千军万马过独木桥,有的人就开始琢磨着各种各样的方法,目标就是为了爬了,而不是想把科学上的问题做好。

《知识分子》:人才评价难是个老问题,2018年7月,中办和国办专门发文强调破四唯,推行代表作评价制度,注重标志性成果的质量、贡献和影响。你认为行政上的这种办法能从根本上解决问题吗?

杨卫:没有完全治本。破 “四唯” 主要不是破 “四”,而是破 “唯”。所谓 “唯” 就是把各种各样的指标化成一个一维的排列,然后按照这个排列来进行组合产生一个指标。这种方法为什么会产生呢?因为需要大量的非同行评价,包括行政评价。如果有一个全国性的评价,那它认定哪个指标,哪个就变成帽子,就变成 “唯” 了。实际上评的这些指标也是千锤百炼,被认为是比较可靠的,但问题是太单一了,因为总有不同类型的个性存在,但是 “唯” 就把个性给抹杀了。

《知识分子》:所以,一个学校的或者一个科研机构的领导者,需要客观地看待各种指标和帽子,因为科学研究本身异质性比较强,个性比较强,很难有一个统一的标准去衡量。

杨卫:我跟你讲讲我当校长时对评教授过程的方式演变。

一开始评教授,我们是纯粹的专家学术评价,由专家们的主观判断来决定。比如学校今年有100人评教授,就把所有学科的教授都找来,把一百个人的材料发给大家,每一个候选人有一个人介绍,介绍完了,大家投票,一人一票。最后投票的结果发现,哪一个学科的专家少,哪一个学科吃亏,就有这样的一个问题。

怎么办呢?后来就改成先摸底,摸底实际上是客观指标,比如有一个人事部门内部掌握的打分系统,每个候选人填报业绩,然后把这个业绩和学校整个的业绩进行核对,看有没有虚假的。弄完了以后,再根据大家认为的业绩重要程度的权重往上加,可以据此估算出一个分值,在投票时可以参考。这么一来,一般都是分值高的上,结果最后发展就变成唯分了,越来越靠分。然后就有人开始争这个分准不准确,这个公式准不准确。有的嫌公式不够细化,可是越细化就越 “唯”:比如第一作者算0.5分,通讯作者算零点几分等等,再加上期刊的相对重要性,分越弄越复杂。然后老师之间的合作就出问题了。

比如我们俩都是第一作者,但总得有一个人排在前头,另一个人排在后面吧。即使说贡献相同,两个一作合起来算0.5分,那还有第1个0.3分,第2个0.2分。所以定量化越分越细以后,就会出现毛病。参评教授的人就会想怎么短平快地评上教授。比如还不如一个人写一篇文章,发表在影响因子稍微低一点的期刊上,虽然我不合作,但是最后乘起来我的分比较高。

所以,如果是客观评价主导,其指标的重要性只要不断地放大就会出现毛病。于是现在不弄这个了,分也没有了,改成代表作制度。但是这个也还有问题,比如你相信主观专家的介绍,那介绍的这个人越牛,它的权重就越大,然后介绍的人也要分成三六九等了。

实际上我们总能找出一个评价体系的问题,但是不断克服出现的问题,代表了一个前进的过程。

3. 诺贝尔奖是计划不出来的

《知识分子》:很多人诟病现在的学风太浮躁,流行跟风追热点,你对这个问题有什么看法?

杨卫:我曾经问过诺奖评奖委员会怎么评诺贝尔奖,他说我们有两个标准,第一个标准是你要是一个door opener,不是别人做出电冰箱,你再做个智能电冰箱,这个不行;别人做个电冰箱,你做个空调这可以,就是必须要打开一扇新的门。第二个你要有 sustained impact,就是门开了以后,不断有人进来,意思就是成为热点,不一定要求非常热,但是不断地有人跟,推动整个的学科往前走。

所以你如果光跟热点,跟着跟着又会跟到别的地方去,最后自己没留下根。

《知识分子》:如果在某一个领域加大经费投入,吸引更优秀的人才进来,是不是能够产生更多door opener?

杨卫:door opener 靠经费还真堆不出来。比如给你一大笔钱,你能不能干出来?给你一个亿不一定能弄着,这个 door opener 大家都不知道是什么,也许有人是能弄出来,但没准投十个人里九个没戏,所以这个就属于高风险高回报。但是往往从审计来说,一共支持了十个项目,九个都败了,还有一个也不知道行不行,这个怎么弄?国家的钱就让你这么花,好像也有问题。因为确实有人是瞎忽悠的,有人是想当然的,而且瞎忽悠的、想当然的可能还不少。

我们那时候跟诺贝尔评奖委员会聊,中国应该怎么弄?他说我不知道你应该怎么弄,但可以告诉你们什么事最好不要弄——你们千万别搞一个什么诺贝尔工程、诺贝尔计划。

《知识分子》:本世纪初我们的邻国日本在 “第二个科学技术基本计划” 中提出,50年要拿30个诺奖,计划时间还未过半,已经完成了过半目标。日本的诺奖计划是怎么做到的?

杨卫:日本干成这个原因比较复杂。日本在上世纪80年代初期甚至在70年代的时候,钱很多,它想发展高技术新企业,但是美国卡住不让弄,于是日本就把过剩的钱就投到基础研究上去,也不提目标,就找一批认为是比较好的人,说你想探索什么就去探索。实际上后来得奖的全是这拨人。

它有几个条件,第一是这拨人已经有很好的科学素质。不像咱们改革开放刚开始的时候,多数人研究生都没上过,日本当时这些人都已经有很好的基础,具有这方面的能力。第二是它有一个比较宽松的环境,可以支持需要比较大经费的研究。而且这些科学家意志比较坚定,不屈不挠,干什么事儿几十年如一日。

日本在20年前之所以提出这个计划,是因为它做了一段时间以后进行了调研,发现有几个项目还是有可能得奖的,然后才提的这个计划。那个时候有些研究工作已经基本做成了,等于 door opener 已经有了,需要 sustained impact,让更多的人去引用他们的工作,或者宣传他们这些工作。然后日本到斯德哥尔摩去找诺奖评委会介绍这些人。

日本的这18个诺贝尔奖,从干出活到得奖,平均是28年,相当于现在得奖的是因为1990年代初期或更早的工作。

咱们1990年代初期有什么?现在想想90年代初期做的事儿,哪项工作是有可能得的?

《知识分子》:那么中国科研现在所处的阶段,是不是有点类似于日本在上世纪80年代的时候?

杨卫:有点像,但是有几个不同。

第一,因为中国人多,中国一崛起就是大崛起。日本是有一定规模的崛起,就是每年有一个、两个得奖的情况。中国科研将来要真正崛起了,不是一年一个这种量级的,大概是一年两到三个这样的量级。这是一个不一样的地方。

第二,刚才讲到日本基础科研崛起是在它的高科技发展被美国封杀的阶段,所以它开始要做长远的规划,把钱投到长远的基础研究,而且那个时候它相对来讲钱比较多,比较宽松。而中国现在是全面作战,除了基础研究要上去,卡脖子那些技术也得上去,不能像日本似的,你卡住我这个就暂时不动了。所以这个不太一样。中国不可能把所有资源全憋在一个方面,还得协调发展,所以有可能科研上的崛起时间会拉得长一点。

第三,从科学传统和学术生态来讲,我们还差一点。我国现在有一批靠从国外学成归来的人,他们师从名师,经过良好的训练,他们知道高水平的工作是怎么做的。但是还有相当多的一批人不知道高水平的工作是怎么做出来的,他只知道高水平的工作出来以后,自己应该怎么跟上。

《知识分子》:所以未来基础科学的进步有赖于现在青年科学家的发展。

杨卫:对。

4. 中国如何应对卡脖子的问题?

《知识分子》:刚才谈到日本当年受到了美国的压制,中国现在也面临类似的情况,很多人认为中美科技要脱钩,有可能在很多领域被美国卡脖子。对此你怎么看?在当前这种局势下,最应该做的是什么?

杨卫:脱钩倒不一定,你说中国科学家和美国科学家完全不相往来了,这个不太可能,除非是两个国家打起来了。

卡脖子有两个因素要考虑,第一个就是你有没有可以被别人卡的脖子;第二个你有没有可能卡别人的脖子。这个情况大国和小国是不一样的。

大国想卡小国的脖子,如果小国的工业体系不完备,科技体系不完备,大国把你不完备的地方给卡住,你就发展不了。大国之间卡脖子,如果卡资源是比较难的,你说我们卡美国的稀土,能管点事,管不了大事儿,它所有和稀土有关的工业不会因此全都萎缩了,除了中国,它还可以买别地儿的稀土,只不过有些地方保护起来了,那加大一点成本它也可以开采。美国也可以卡我们的石油,但我们也会找到解决方案的。

但是技术是可以卡的。技术又分高端和低端,高端可以卡低端,因为低端的门槛低,自己就可以做,所以现在一般卡都卡高端,发展路线很长的那种技术,像微电子、航空发动机等等。

比如航空发动机,我们要发展得花二三十年的功夫,才能跟高端水平距离缩近,那现在它一卡就给你卡住了。微电子我们落后10到15年,微电子这种行业是 winner takes all(赢家通吃),就是说你产品稍微差一点,国际上就没市场。中国不可能直接从 winner takes all 的目标做起,你最好的我赶不上,只能慢慢追,维持自己这个体系。

卡脖子问题与基础研究的新成果紧密相关。它涉及到这些新成果如何能够非常快速地转化成为高端的技术。我们在这方面还有差距,也就是说,还很少产生从基础研究的突破引起技术的换代突破。有人说基础研究没什么秘密,论文都发表出来了,但是从论文的发表到形成技术,谁先做这个事,那技术形成得就最快,之后就可以申请专利把后来者封住了。

所以解决卡脖子的问题,需求导向的基础研究和基础研究的迅速转化是非常重要的。

《知识分子》:有人认为以后中国就应该放弃幻想,然后自己搞一套独立于美国的体系;也有人认为中国不应该脱离全球化的趋势,而应当继续加强开放合作,融入全球创新产业链。你如何看待这两种观点?

杨卫:这个不能一概而论。一方面,不可能所有东西中国都自己搞一套;另一方面,有的东西如果一直被封锁,那就只能自己搞一套。

比如我们国家的航空和航天,一开始航空老想买,就没发展起来,最后买到一定程度它就不卖给你了。航天就自己搞,虽然不是最厉害的,但是也还可以。后来航空开始自己搞,现在也慢慢上来了。

但是有的东西合作更好,因为按照经济学的理论,如果能够在全球的分工中不断地沿着产业链往上爬,没有障碍的时候往上爬,这个是效率最高的。

我给你举个例子,在本世纪初的时候,对我国是否要做一个新的中长期的科学发展规划是有争论的,比如需不需要搞重大科技专项。国务院就请了一批经济学家。经济学家从经济学的角度说你去研究这个东西,不如把这个引进过来,然后自己做出来,这样做更省钱。科学家当然不干了,说这个不行,我们要自己搞。两边争执得很厉害,最后国务院认定还是应该搞。

现在再看那几个国家重大专项,你说直接产生多大的经济效益,也说不清楚。但是总的来讲,如果没有那几个国家重大专项,美国这么一卡,我们可能整个玩儿完。有个基础还是好的。

所以重要的东西、高端的能够控制很多技术发展的这些制高点领域,还是应该自己有所发展,因为中国是个大国。

对比中国制造,我们首先是形成了一个完整的工业体系,然后我国制造业的增加值在2010年左右超过美国。对照来看中国科学,现在我们也基本形成了一个完整的学科体系,虽然有几个学科还不太行;我们可能2020年学术产出超过美国。中国的基础研究的崛起进程比中国制造的崛起进程晚了十年。我们应该看到,中国现在还不是制造强国;因此,中国到2030年,也还达不到基础研究强国的高度。我们寄希望于中国在2050年实现基础研究强国的梦想。

制版编辑 | 皮皮鱼

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