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中國難以獲得諾貝爾獎是因為哪些因素?

2019-10-20知識

截圖裏的這個回答很具有國人對於「為何中國人難以獲得諾貝爾獎」這個問題的代表性思維。

的確,對於「 具體的個人 」而言,如果一個人「缺乏契而不舍坐冷板凳」的精神,「功利心太重」,這個具體的個人的確是很難取得高深的學術成就並進一步獲得諾貝爾獎這樣的獎項的。

但是這種答案並不能回答「 中國 」這麽大一個國家為何「 目前 」難以出諾貝爾獎得主。

因為對於 任何一個國家 而言,實際上 大部份人 都是「缺乏契而不舍坐冷板凳」的精神,「功利心太重」的。

其他認為中國人無法獲得諾貝爾獎原因的代表性的思維包括:「教育問題」「體制問題」

很可惜,這些答案全都是錯的,能持有這些看法的人大部份都是人雲亦雲,結果就是大錯特錯。

以下我來系統地回答這個問題

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1 諾貝爾獎級別的研究和獲獎的時間差問題

如新聞 【1】 所述," 全球諾獎得主取得諾獎研究成果的平均年齡是37.1歲,而他們獲獎時平均年齡是59歲,從出成果到得獎平均等待22年"。 也就是說,今天各國諾貝獎獲得者們的收獲,全部來自於至少20多年獲得的科研成果。例如2018年日本諾貝爾獎得主「 本庶佑從上世紀70年代就開始研究免疫抗體, 他的主要成果是1992年獲得的 ,從出成果到得諾獎等待26年

OK,那麽我們現在知道了從科研成果到諾貝爾獎之間,需要二十多年的時間。也就是說諾貝獎的頒發,相比現在的科研成果,是有很長時間的遲滯性的。

二十五年前是1993年,而80年代到1990年代初,正是日本經濟的巔峰時期。那麽,1993年的中國科研是個什麽狀態?日本科研又是一個什麽狀態?美國呢?

美國的國家科學基金會(national science foundation NSF)給出了1981-2015年世界主要國家在科研上資金投入的比較(以購買力平價PPP計算),結果如下圖(來源參見參考文獻【2】)

圖1:來自NSF的各國科研投入歷年數據

圖1 【2】中可知,21世紀之前,中國的科研投入在世界上來說幾乎沒有什麽存在感,而日本在80年代到1990年代經濟如日中天,科研經費投入接近美帝的一半。目前中國的科研經費投入超過歐盟綜合,接近美帝。

我們再回到文獻【1】中新聞提到的那句話:

本庶佑(2018年諾獎得主)從上世紀70年代(日本經濟起飛)就開始研究免疫抗體, 他的主要成果是1992年獲得的(日本經濟如日中天的90年代初) ,從出成果到得諾獎等待26年

所以,為什麽日本近幾年收獲了一批諾獎獲得者現在不是很清楚了嗎?接下來進一步分析更深層次的原因。

2 大量獲得諾貝爾獎級別的研究成果需要哪些條件

註意,我這裏說的是獲得「諾貝爾獎級別的 研究成果 」,而非得獎本身。得到研究成果和得獎之間平均需要大約22年的時間,以及諾獎得主有一個健康身體保證能活到得獎,以及一點點運氣(評獎也是有一點點運氣因素的)

基本上科研產出和科技水平這種問題,只和兩個問題相關, 一是人才 (數量,和品質), 二是錢 (即科研經費)。

2.1 先說人才因素

說到人才,一個國家有多少科研人才,取決於三個因素

A, 人口規模,保證能夠提供足夠多的人。中國有14億人口,規模全球第一,這個不需要多說。

B, 人口當中高智商人士的機率。人口的平均智力越高,出天才的機率就越高。這個好理解,越是復雜的科學研究科目,其學生的平均IQ也越高,見 圖2 (來源: 【3】 當然,這不是說先天稍微落後一點的人無法搞科研,而是說,智商越高的人搞科研也就越容易。

那麽,中國人的平均智力到底如何呢?東亞人的平均智商恰好是全球第二高的,平均IQ105左右(參見論文【4】【5】【6】等等),平均智商第一高的是艾許肯納茲猶太人(以德裔猶太人為主,艾因史坦就是德裔猶太人),平均智商106(也有一說是113)。白人(盎格魯撒克遜人,也就是英國人和英國移民後裔的平均智商100),美國黑人的平均智商85,非洲黑人的平均智商在65-85之間。研究族群智力的論文很多,各位感興趣的可以自己在google學術上搜尋來看看,但結果都大同小異。

對於任何一個族群而言,這個族群中的個體的智商呈現出正態分布,也就是說,按照正態分布,美國白人(平均智商100)中誕IQ120以上的人的機率是美國黑人(平均智商85)的 至少5倍 以上,而誕生蠢貨的比例則相反。亞裔誕生天才的比例則更高(雖然不管是哪個族裔,都有天才和笨蛋),見 圖3(來源見【7】)

C, 人口當中受高等教育,特別是博士級別教育的人口比例,見 圖4 (來源見NSF網站【8】)。現在, 中國本科生每年畢業人數遠超美國,自然科學和工程領域博士生畢業人數已經比美國多了。圖4的下圖為博士畢業生人數,上圖為本科畢業生人數

圖2:各學科學生平均智商排名統計,來源,文獻【3】
圖3:各族裔智商的正態分布曲線,來源:【7】
圖4:中美兩國本科生和博士生在自然科學及工程領域的畢業生人數,上圖為本科生,下圖為博士生

好了,相信大家讀到這裏,已經對於諾獎相關的人才因素有了一個基本的理解。接下來我會講第二個重要因素:錢,也就是科研投入。

2.2 科研投入的因素

科研是一個極度燒錢的事情,光有人才沒有經費就好像是 巧婦難為無米之炊,一樣的出不了成果。

清華的施一公團隊買冷凍掃描電鏡買了三台,一台大概三千萬人民幣吧。然後清華的生科院在2011-2016年之間發了40篇論文在CNS上(cell,nature,science三大期刊) 【9】

答主本人所在的某985院校,前幾年花費數千萬(具體詳細經費不知)建立了一個振動台實驗室,做一次振動台試驗,振動台費用至少就要10萬(還不包括做模型的費用),其中,光電費可能就要幾萬人民幣。

說到科研投資,如最開始的 圖1【2】所述, 中國在2015年已經超越歐盟,僅次於美國,是世界第二大的科研投資國。按購買力平價計算,2015年美國的科研投資大約為4966億美元,中國4088億美元,歐盟3860億美元,日本大概只有1900億美金不到,排第四。現在是2018年,國內的科研投資只會更多。

OECD在2012年的預測顯示,中國到2019年左右,其科研投資就會超過美國,見 圖5(來源【10】)

圖5:2012年OECD做的科研經費投入的預測【9】,哪位兄台有最新的預測?可以分享一下

那麽此時問題來了,中國有那麽多人才,那麽多科研投入,成效如何呢?接下來,我會講中國這些年的科研成果如何

2.3 中國的科研水平胡成果

科研界最具權威的兩本期刊之一的【nature】雜誌社在其網站上有一個NATURE INDEX,其中有一項就是用來反應各國科研產出水平的,其統計的依據是根據全球 82本英文頂尖學術期刊 發表的論文來進行統計的,也就是說 NATURE INDEX排除了「灌水論文」和「垃圾論文」的影響。

2017年7月1日到2018年6月30日這一整年的nature index按國家排名如下,見 圖6 (來源見【11】)(我截圖只截取了前面幾十位的存在)

圖6:nature index 2017-2018年度排名,按國家排名

圖6【11】 中AC(Article Count)和FC(Fractional Count)的含義,請自行搜尋,簡單來說,分數越高越牛逼。

圖6 中可知,2017年下半年到2018年上半年的一整年之中,中國目前在全球82個頂級英文科技期刊上的產出排在美帝之後,位列第二,產出量大約是美帝的一半,同時,中國的產出又大約是日本人的三倍。

需要註意的是 :這個指數統計只統計了頂尖的 英文 期刊發表的論文,如果把頂尖的中文,日文,德文等語言的論文也算進去的話,才是一個國家真正的研究水平。

如果統計了2013-2018的nature index的數據,對美中德日英科研五強國的數據做了歸一化(美國數值恒定為1,其余為各國科研產出與美國產出的對比)處理,用於對比一下這六年來的趨勢,得到了如下的圖:

圖7:2013-2018 Nature Index各國科研產出歸一化對比

圖7中的數據說明

1 數據來源:https://www.natureindex.com

2 網站只有2013-2018年的數據

3 此處的數據做了 歸一化處理 美國數據處理為1 ,其余國家的數值為其FC值和美國FC值的對比。

4 用AC值對比結果也差不多

5 nature index2018統計的是2017下半年到2018上半年的數據,nature2017以前統計的都是前一年的數據。

------------3 結語和結論-----------------------

這幾年的諾貝爾獎,是科研人員三十多年前埋下科研成果終於開出了諾貝爾獎的花朵。但現在的中國在科學研究領域的總和產出,僅次於美國(大約是美國一半的產出),遠超其他幾個工業強國(德日英)

在我們這樣一個人口規模大,人均智商高,傳統文化極度重視教育,信奉「科學技術是生產力,而且是第一生產力」的國家,沒有道理會在科研上長期落後於人,而從從 圖6【11】 中我們可以看出,中國現在的 頂尖科研成果總體產出 已經甩第三四名的德國日本幾條街了,當然,目前和第一的美帝相比還有相當的距離。

再過二十年左右,最遲二十五年,我相信我們就能見到諾貝爾獎的成果在中國大規模開花結果。

最後,送那些覺得是「體制問題」,「社會風氣」問題或者「應試教育」問題導致中國缺乏諾獎得主的人一句話:你們啊,不讀書又偏偏愛思考,不學習還以為自己掌握了宇宙真理,這樣,是要不得的(微笑臉)。

(完)

PS:這個答案復制貼上自我去年的一個回答,有少許修改,參見:

參考文獻:

【1】 過去18年日本人年均一個諾獎,說明了什麽?_國際新聞_環球網

【2】 https:// nsf.gov/statistics/2018 /nsb20181/report/ps/research-and-development-u-s-trends-and-international-comparisons/cross-national-comparisons-of-r-d-performance

【3】 September 2013 - The Hardest Science

【4】 Lynn R, Harvey J, Nyborg H. Average intelligence predicts atheism rates across 137 nations.Intelligence. 2009;37(1): 11-5 https://www. sciencedirect.com/scien ce/article/pii/S0160289608000238?via=ihub

【5】 Rushton JP, Jensen AR. Race and IQ: A Theory-Based Review of the Research in Richard Nisbett-s Intelligence and How to Get It. The Open Psychology Journal. 2010;3(1)

【6】 Loehlin, J. C. (2007). Book review of Lynn's (2006) "Race differences in intelligence". Intelligence, 35, 93–94.

【7】 Talk:Race and intelligence/Archive 22

【8】 https:// nsf.gov/statistics/2018 /nsb20181/report/ps/higher-education-in-science-and-engineering/international-s-e-higher-education
【9】 http://www. chinanews.com/gn/2017/1 0-26/8361076.shtml

【10】 https://www. oecd.org/newsroom/china -headed-to-overtake-eu-us-in-science-technology-spending.htm

【11】 Country outputs | Nature Indext