中国科研能力进入快速跃升通道

慧聪教育网 2021-03-30 09:46 来源：中国教育报

【慧聪教育网】量子计算原型机“九章”问世，携带月球样本的嫦娥五号顺利返回地球，可高效获取全球范围高精度立体影像的高分十四号卫星被成功送入预定轨道，新一代“人造太阳”放电，第三代核电技术的“华龙一号”反应堆并网发电，“奋斗者”号载人潜水器在深达10909米的马里亚纳海沟成功坐底……新加坡《联合早报》网站日前发表文章称，2020年，全球饱受新冠肺炎疫情困扰，但中国科技仍频繁发力，中国重大科技突破迎来井喷期。

其实，《联合早报》网站文章描述的，只是中国过去一年在世界科研领域快速进步的一个缩影。过去一年，中国研究者的科研兴奋点是什么？中国的科学研究呈现出怎样的发展态势？中国科学技术信息研究所日前发布的2020中国科技论文统计结果，从国际科技论文产出的角度，给出了答案。

中国科技论文质量明显提高

2010—2020年，中国被引用次数处于世界前1%的高被引论文为37170篇，占世界份额达到23%，排在世界第二位。2019年，科学引文索引（SCI）数据库收录中国科技期刊208种，比2018年增加了21种。

强化国家战略科技力量，加强基础研究，注重原始创新，是中国“十四五”乃至2035年远景目标的一项重要任务。

根据中办、国办《关于深化项目评审、人才评价、机构评估改革的意见》和《关于进一步弘扬科学家精神加强作风和学风建设的意见》改进科技评价体系的要求，以及科技部2020年印发的《关于破除科技评价中“唯论文”不良导向的若干措施（试行）》，鼓励和引导研究者发表高质量论文，将成为中国科学界的一个重要风向标。

但是，如何科学评价一篇科技论文的质量，一直是一道广受争议的世界难题。在众多争议中，论文发表后的被引用率，正逐步被国际学术界视为衡量一篇论文影响因子大小的一项重要指标。

根据2020中国科技论文统计结果，2010年至2020年（截至2020年10月），中国科技人员共发表国际论文301.91万篇，继续排在世界第二位，数量比2019年统计时增加了15.8%；论文共被引用3605.71万次，增加了26.7%，排在世界第二位。虽然中国论文被引用次数增长的速度显著快于其他国家，但与排名第一的美国8045.38万次相比，差距依然不小。

就篇均被引用率而言，我国平均每篇论文被引用11.94次，比上一年度统计时的10.92次，提高了9.3%。这说明，中国国际科技论文质量有了较大幅度的提升。但与世界整体篇均被引用次数13.26次相比，仍有一定的差距。

若进一步扩展横向比较的范围，记者发现，中国与世界主要科技大国的差距还不小。以2010-2020年间发表科技论文累计超过20万篇的22个国家（地区）作为参照，如果按平均每篇论文被引用次数排序，大于世界平均水平的国家有13个。其中，瑞士、荷兰、比利时、英国、瑞典、美国、加拿大、德国、法国、澳大利亚、意大利和西班牙的论文篇均被引用次数超过15次。而中国排在第十六位，仍远落后于西方传统的科技强国。

当然，中外之间虽然存在较大差距，但这并不意味着过去一年中国的科学研究没有进步。假设被当前国际学术界普遍认可的“高被引论文”这一评价指标（指被引用次数处于世界前1%的论文），具有科学性，我们不妨把时间拉长到2010年至2020年的10年段，进行国际横向比较。

数据显示，2010—2020年，中国被引用次数处于世界前1%的高被引论文为37170篇，占世界份额达到23%，占世界份额较上一年度提升了近3个百分点，排在世界第二位。中国高被引论文数量虽和排名第一位的美国75146篇有很大差距，但差距正在快速收窄，与排名第三、第四、第五位的英国29976篇、德国19397篇和法国12858篇，差距在拉大。

与中国自身相比，入选数量较2019年统计时增加了20.9%。这表明：过去一年，中国科技论文的质量提升明显。

这种进步，还体现在广受国际学术界认可的能反映世界科学最新发现和研究动向的热点论文数量增长上。这些在发表后两年间被引用次数排在各学科前1‰的热点论文，也被认为是最能反映世界科研前沿动向的重要风向标，对世界学术研究具有指针意义。也就是说，一个国家、一个地区的国际热点论文产量，在某种意义上能反映其对于世界前沿科学研究的贡献度。

截至2020年9月，统计的中国热点论文数为1375篇，占世界热点论文总数的38.4%，排在世界第二位。同期，美国热点论文数最多，达到1586篇，占世界热点论文总量的44.3%。

值得注意的是，不同的统计口径也反映出本统计年度中国在某些领域的高影响力论文有所减少。

在本统计年度，发表在《科学》（Science）、《自然》（Nature）和《细胞》（Cell）三大享有最高学术声誉的科技期刊上的论文，有6456篇，比2018年减少了185篇，其中中国论文为425篇，单就论文数而言，较上一年度减少了4篇。美国以2562篇，仍高居榜首。英国、德国分列第二、第三位。

从世界各学科领域影响因子最高的期刊收录中国论文总量变化来看，2019年，在世界178个学科领域155种高影响力期刊上发表的58290篇论文中，中国发表论文13068篇，比2018年增加1750篇，占世界的份额由上一年的18.4%增至22.4%，排在世界第二位；美国有19561篇，占世界的份额由上一年的35.8%降至33.6%。可见，中美差距有所缩小。

从国际知名学术引文数据库收录中国科技期刊种类的角度来看，中国科技期刊知名度和国际显示度在稳步提高。2019年，科学引文索引（SCI）数据库收录中国科技期刊208种，比2018年增加了21种；工程索引（EI）数据库收录中国科技期刊223种；医学索引（Medline）收录中国科技期刊122种。

2019年总被引频次进入本学科领域排名前1/4的中国期刊共有16种，比2018年增加1种，影响因子进入本学科领域排名前1/4的期刊有69种，比2018年增加19种。

具有国际比较优势的中国学科增多

在高质量国际论文统计中，2019年中国工程技术、化学、环境与生态学、计算机科学、材料科学、农业科学、物理学和数学8个学科领域高质量国际论文数量在学科排名中列世界首位，较上一个统计年度增加了5个学科。

与过去每年发布的国际科技论文统计的做法相似，中国科学技术信息研究所本年度发布的报告，仍然聚焦了中国国际科技论文的产量、影响因子和产地。从论文产出学科领域的统计数据来看，我们也能在一定程度上管窥当年中国各学科的科研优势与短板。

在本统计年度，哪些学科领域是世界科学界研究的兴奋点？在这些领域中，中国哪些学科具有一定的比较优势？哪些学科还有待进一步提高？

以SCI为例，2019年SCI收录论文最多的依次是化学、生物、临床医学、物理、材料科学、电子通信与自动控制、基础医学、地学、环境科学和计算技术等10个学科。其中，化学有61656篇，生物学有49850篇，临床医学有47683篇，物理学有36842篇，材料科学有34891篇，电子通信与自动控制有29619篇，基础医学有25740篇，地学有17549篇，环境科学有17462篇，计算技术有17098篇。这意味着化学、生物、临床医学等10个学科领域，是2019年世界各国科学研究的主要“兴奋点”。

在高质量国际论文统计中，2019年我国工程技术、化学、环境与生态学、计算机科学、材料科学、农业科学、物理学和数学8个学科领域高质量国际论文数量在学科排名中列世界首位，较上一个统计年度增加了5个学科。其中，有4个学科生产的高质量国际论文数量，占本学科世界份额超过40%，即工程技术领域占本学科世界份额40.5%，化学占本学科世界份额44.35%，环境与生态学占本学科世界份额41.77%，计算机科学占本学科世界份额41.16%。地学、药学、生物学和综合交叉学科4个学科领域排名世界第二。

从论文引用率来看，我国的材料科学、化学和工程技术等3个领域论文的被引用次数排名世界第一位，农业科学、生物与生物化学、计算机科学、环境与生态学、地学、数学、药学与毒物学、物理学和植物学与动物学等9个领域论文的被引用次数排名世界第二位，综合类、微生物学和分子生物学与遗传学等3个领域论文的被引用次数排名世界第三位，免疫学排名世界第五位。与前一统计年度相比，7个学科领域的论文被引用频次排位有所上升。

这些学科高质量论文产出数量、影响力的快速跃升，表明中国学者在化学、工程技术、计算机科学、材料科学等12个学科领域的研究水平已进入世界科学研究的第一方阵，具有比较明显的学术优势。

这一判断，在其他几个被国际学术界广泛认可的引文数据库中也能得到印证。依据目前反映世界生物医学领域较高水平研究成果的《医学索引》数据库（网络版），2019年收录世界科技文献总数为124.95万篇，其中中国科技文献数量为22.24万篇，占世界总数的17.8%，比2018年增加18%。在收录的中国科技文献中，生物化学与分子生物学、遗传学和遗传性、药理学与制药学、细胞生物学、肿瘤学、免疫学、微生物学、心血管系统和心脏病学等10个学科的文献最多。这意味着与这些学科相关的科学问题，或是2019年中国学者研究比较活跃的领域。

事实上，各类国际重要会议上发表的论文数，也能在一定程度上折射中国学者在相关学科领域开展科学研究的活跃度。根据《科技会议录引文索引》（CPCI-S数据库）2019年收录的世界重要会议论文分布状况，2019年，共收录中国作者论文7.09万篇，总数占世界的13.2%，比2018年减少3.8%，排在世界第二位。这些论文是中国科技人员参加在90个国家（地区）召开的2153个国际会议的成果，其中，发表的国际会议论文最集中的10个学科分别为：电子、通信与自动控制，临床医学，计算技术，物理学，基础医学，能源科学技术，地学，材料科学，化学和机械工程。

若在每个学科领域按统计年度的论文被引用次数世界均值划一条线、将高于均线的论文称为卓越论文，2019年分布在医学领域的卓越科技论文数量较多，数量达到1万篇以上的学科还有化学、生物学、材料科学、计算技术、地学、基础医学、农学、物理学、药学、中医学、环境科学、能源科学技术以及电子、通讯与自动控制13个学科。

通过比较国际学术界普遍认可的三大主要论文数据库，我们不难发现，化学、生物学、材料科学、计算技术、地学等学科领域，是2019年度中国乃至国际科学界的研究热点。但是，我们也应清醒地看到，中国在包括管理学、图书情报学等在内的社会科学以及空间科学、心理学等领域的研究，与世界主要的科技强国还存在较大差距。

从发表卓越国际论文的地区分布来看，北京、江苏、上海、广东、湖北5个省市发表数量达到2万篇，既是卓越国际论文产量比较集中的地区，也是国际论文影响因子较大的地区。其中，北京发表的卓越科技论文数量最多，达到6.2万篇。这种分布态势，说明一个地区国际论文的产量和质量与该地区高教资源、科研院所布局以及经济社会发展水平呈正相关关系。

此外，本统计年度中最惹眼的是，2019年发表高质量国际论文数量最多的世界高校中，清华大学、浙江大学、上海交通大学和北京大学4所中国高校进入前十。其中，清华大学以发表2420篇位居世界第二，发表的论文占世界的1.3%。排在首位的哈佛大学有4413篇，占2.3%。可见，中国高校科研实力有了明显提升。

知识创新的国际合作步伐明显加快

据SCI数据库统计，2019年收录的中国论文中，国际合作产生的论文为13.01万篇，比2018年增加1.93万篇，增长17.4%。

2020年一场突如其来的新冠肺炎疫情，将科学研究的国际合作水平大大向前推进了一步。相关研究数据显示，仅2020年1—5月，关于新冠肺炎疫情的研究，有34%属于跨国合作。

这只是中外科学界开展合作的一个缩影。实际上，像国际热核聚变实验堆（ITER）计划、国际综合大洋钻探计划、全球对地观测系统等一系列大科学计划，都有赖于跨学科、跨领域和跨国界的合作。

从国际合著论文的数量和学科分布状况，我们大致能看到中国学者广泛参与国际科技合作以及大科学项目的身影。

据SCI数据库统计，2019年收录的中国论文中，国际合作产生的论文为13.01万篇，比2018年增加1.93万篇，增长17.4%。国际合著论文占中国发表论文总数的26.2%。2019年中国作者为第一作者的国际合著论文共计96157篇，占中国国际合著论文总数的73.9%，合作伙伴涉及167个国家（地区）。

从国际合著论文的学科分布来看，中国国际合著论文较多的学科，主要是化学、生物学、物理学、临床医学、材料科学和电子、通信与自动控制等。这表明，这些学科领域是目前国际知识界比较关注的。

尤其值得关注的是，在2019年度国际大科学的研究领域，以中国科研人员为第一作者的国际论文数量虽有所增加，但在中国科研人员参与生产的所有论文中占比仍较低。

在2019年中国发表的国际论文中，作者数超过1000人、合作机构数大于150个的论文共有262篇，作者数超过100人且合作机构数量大于50个的论文共计784篇，比上一年增加201篇，涉及粒子与场物理、核物理、天文与天体物理、多学科物理研究等学科。其中，中国机构作为第一作者的论文为94篇，包括中国科学院高能物理所61篇。中国科学院高能物理所主持的电子—正电子湮没中重子—反重子极化和纠缠研究，吸引了德国、美国、巴基斯坦、俄罗斯、印度、意大利、土耳其等8个国家、80个机构参与。

从合作伙伴来看，在中国作者作为第一作者的9.61万篇合著论文中，美国、英国、澳大利亚、加拿大、德国和日本是中国学者最主要的6大合作伙伴国；在中国参与工作、其他国家作者为第一作者的3.39万篇合著论文中，美国、英国、德国、澳大利亚是中国学者的主要合作伙伴国。

数据变化的背后，一方面说明中外学者之间自发的常规合作有了较大幅度增长，另一方面也表明中国基于国家层面、致力于参与国际大科学和大学科合作、探索人类重大科学问题的国际合作能力明显增强。

成果转化率仍是高质量发展的“瓶颈”

2019年，中国高校获得约8.5万件授权发明专利，占中国（不包含外国在华机构）获得授权发明专利数量的23.7％。

欧洲专利局2020年发布的报告显示，该局在2019年收到来自中国的专利申请共计12247件，较2018年增长29.2%，增幅位居十大专利申请国之首，成为欧洲专利局继美国、德国和日本后的第四大专利申请国。中国专利申请主要集中在数字通信、计算机技术、电机、仪器等领域。

欧洲专利局主席安东尼奥·坎皮诺斯表示，过去十年，中国在专利申请领域的长足进步，凸显了中国在促进研发方面的持续努力，这也是中国依靠创新驱动经济的有力例证。

通过纵向分析近10个统计年度，我们发现，由基金或项目资助推动的知识创新，成为推动我国国际论文产量和质量提升的重要牵引力。

2019年，国家各级基金或项目资助产出中国国际论文42.48万篇，其中高校占84.92%，研究机构占10.59%，主要分布在化学、生物学、物理学、临床医学、材料科学、地学、环境科学和计算技术领域。

就论文产出质量来说，高校依然是卓越论文的贡献“大户”。根据本年度SCI的统计，2019年，中国机构作者为第一作者的论文共44.7万篇，高校占比为85.87%。

分析本年度的统计数据，过去一年虽然中国国际科技论文产量和质量都有明显提高，但成果转化率仍有待进一步提高。

若以最能反映一个国家或机构创新能力的发明专利为观测点，根据中国科学技术信息研究所援引经合组织2020年11月13日的数据显示，2018年中国发明人拥有的三方专利数为5323项，占世界的9.3%，相较于2019年上升1位，排在世界第3位，仅落后于日本和美国。

从获得授权的发明专利的机构类型看，2019年度，中国高校获得约8.5万件授权发明专利，占中国（不包含外国在华机构）获得授权发明专利数量的23.7％；研究机构获得约3.3万件授权发明专利，占比为9.2％；公司企业获得约20.7万件授权发明专利，占比57.9％。这表明，在新工业革命兴起及世界范围的产业转型过程中，公司和企业在科研成果转化为现实生产力方面具有显著的比较优势，而在国家科技创新体系中作为科研成果产出“大户”的高校和研究机构，在成果转化方面的“短板”明显。

事实上，专利数量不断刷新的背后，是中国加大对科技创新的持续投入。

过去五年，我国全社会研发经费支出从1.42万亿元增长到2.21万亿元，研发投入强度从2.06%增长到2.23%。技术市场合同成交额翻了一番，2019年超过2.2万亿元。从全球来看，我国研发经费投入总量目前仅次于美国，居世界第二位。其中，2019年高校研发经费达到1266亿元，比上一年增长18.1%。

在持续高投入的拉动下，中国科技创新实力稳步提升。根据世界知识产权组织发布的全球创新指数显示，我国排名从2015年的第29位跃升至2020年的第14位。

但是，与国家巨大的科研投入相比，我国科研存在一个明显的发展悖论。我国已经拥有国际水平的科技成果，但相当一部分科技成果尚未转化为现实生产力，由此形成了一种怪象：一方面，我国科研机构和高校每年产出大量高水平科研成果；另一方面，与国际竞争对手相比，我国企业并没有将大量高水平科研成果转化成提升产品的技术水平。

可见，深化科技体制改革，促进创新链、产业链和市场需求的有机衔接，提高科技成果转化率，既是中国开创创新发展新局面、加快从经济大国走向经济强国的必由之路，也是中国建设现代化产业体系、推动高质量发展的重要支撑点。

接下来，如何改变创新载体分散、重复的局面，整合各方资源，使科研成果能顺利实现产业化应用，或将在一定程度上决定了中国从科技大国迈入科技强国的最终时间表。