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中国难以获得诺贝尔奖是因为哪些因素?

2019-10-20知识

截图里的这个回答很具有国人对于「为何中国人难以获得诺贝尔奖」这个问题的代表性思维。

的确,对于「 具体的个人 」而言,如果一个人「缺乏契而不舍坐冷板凳」的精神,「功利心太重」,这个具体的个人的确是很难取得高深的学术成就并进一步获得诺贝尔奖这样的奖项的。

但是这种答案并不能回答「 中国 」这么大一个国家为何「 目前 」难以出诺贝尔奖得主。

因为对于 任何一个国家 而言,实际上 大部分人 都是「缺乏契而不舍坐冷板凳」的精神,「功利心太重」的。

其他认为中国人无法获得诺贝尔奖原因的代表性的思维包括:「教育问题」「体制问题」

很可惜,这些答案全都是错的,能持有这些看法的人大部分都是人云亦云,结果就是大错特错。

以下我来系统地回答这个问题

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1 诺贝尔奖级别的研究和获奖的时间差问题

如新闻 【1】 所述," 全球诺奖得主取得诺奖研究成果的平均年龄是37.1岁,而他们获奖时平均年龄是59岁,从出成果到得奖平均等待22年"。 也就是说,今天各国诺贝奖获得者们的收获,全部来自于至少20多年获得的科研成果。例如2018年日本诺贝尔奖得主「 本庶佑从上世纪70年代就开始研究免疫抗体, 他的主要成果是1992年获得的 ,从出成果到得诺奖等待26年

OK,那么我们现在知道了从科研成果到诺贝尔奖之间,需要二十多年的时间。也就是说诺贝奖的颁发,相比现在的科研成果,是有很长时间的迟滞性的。

二十五年前是1993年,而80年代到1990年代初,正是日本经济的巅峰时期。那么,1993年的中国科研是个什么状态?日本科研又是一个什么状态?美国呢?

美国的国家科学基金会(national science foundation NSF)给出了1981-2015年世界主要国家在科研上资金投入的比较(以购买力平价PPP计算),结果如下图(来源参见参考文献【2】)

图1:来自NSF的各国科研投入历年数据

图1 【2】中可知,21世纪之前,中国的科研投入在世界上来说几乎没有什么存在感,而日本在80年代到1990年代经济如日中天,科研经费投入接近美帝的一半。目前中国的科研经费投入超过欧盟综合,接近美帝。

我们再回到文献【1】中新闻提到的那句话:

本庶佑(2018年诺奖得主)从上世纪70年代(日本经济起飞)就开始研究免疫抗体, 他的主要成果是1992年获得的(日本经济如日中天的90年代初) ,从出成果到得诺奖等待26年

所以,为什么日本近几年收获了一批诺奖获得者现在不是很清楚了吗?接下来进一步分析更深层次的原因。

2 大量获得诺贝尔奖级别的研究成果需要哪些条件

注意,我这里说的是获得「诺贝尔奖级别的 研究成果 」,而非得奖本身。得到研究成果和得奖之间平均需要大约22年的时间,以及诺奖得主有一个健康身体保证能活到得奖,以及一点点运气(评奖也是有一点点运气因素的)

基本上科研产出和科技水平这种问题,只和两个问题相关, 一是人才 (数量,和质量), 二是钱 (即科研经费)。

2.1 先说人才因素

说到人才,一个国家有多少科研人才,取决于三个因素

A, 人口规模,保证能够提供足够多的人。中国有14亿人口,规模全球第一,这个不需要多说。

B, 人口当中高智商人士的几率。人口的平均智力越高,出天才的几率就越高。这个好理解,越是复杂的科学研究科目,其学生的平均IQ也越高,见 图2 (来源: 【3】 当然,这不是说先天稍微落后一点的人无法搞科研,而是说,智商越高的人搞科研也就越容易。

那么,中国人的平均智力到底如何呢?东亚人的平均智商恰好是全球第二高的,平均IQ105左右(参见论文【4】【5】【6】等等),平均智商第一高的是阿什肯纳兹犹太人(以德裔犹太人为主,艾因斯坦就是德裔犹太人),平均智商106(也有一说是113)。白人(盎格鲁撒克逊人,也就是英国人和英国移民后裔的平均智商100),美国黑人的平均智商85,非洲黑人的平均智商在65-85之间。研究族群智力的论文很多,各位感兴趣的可以自己在google学术上搜索来看看,但结果都大同小异。

对于任何一个族群而言,这个族群中的个体的智商呈现出正态分布,也就是说,按照正态分布,美国白人(平均智商100)中诞IQ120以上的人的几率是美国黑人(平均智商85)的 至少5倍 以上,而诞生蠢货的比例则相反。亚裔诞生天才的比例则更高(虽然不管是哪个族裔,都有天才和笨蛋),见 图3(来源见【7】)

C, 人口当中受高等教育,特别是博士级别教育的人口比例,见 图4 (来源见NSF网站【8】)。现在, 中国本科生每年毕业人数远超美国,自然科学和工程领域博士生毕业人数已经比美国多了。图4的下图为博士毕业生人数,上图为本科毕业生人数

图2:各学科学生平均智商排名统计,来源,文献【3】
图3:各族裔智商的正态分布曲线,来源:【7】
图4:中美两国本科生和博士生在自然科学及工程领域的毕业生人数,上图为本科生,下图为博士生

好了,相信大家读到这里,已经对于诺奖相关的人才因素有了一个基本的理解。接下来我会讲第二个重要因素:钱,也就是科研投入。

2.2 科研投入的因素

科研是一个极度烧钱的事情,光有人才没有经费就好像是 巧妇难为无米之炊,一样的出不了成果。

清华的施一公团队买冷冻扫描电镜买了三台,一台大概三千万人民币吧。然后清华的生科院在2011-2016年之间发了40篇论文在CNS上(cell,nature,science三大期刊) 【9】

答主本人所在的某985院校,前几年花费数千万(具体详细经费不知)建立了一个振动台实验室,做一次振动台试验,振动台费用至少就要10万(还不包括做模型的费用),其中,光电费可能就要几万人民币。

说到科研投资,如最开始的 图1【2】所述, 中国在2015年已经超越欧盟,仅次于美国,是世界第二大的科研投资国。按购买力平价计算,2015年美国的科研投资大约为4966亿美元,中国4088亿美元,欧盟3860亿美元,日本大概只有1900亿美金不到,排第四。现在是2018年,国内的科研投资只会更多。

OECD在2012年的预测显示,中国到2019年左右,其科研投资就会超过美国,见 图5(来源【10】)

图5:2012年OECD做的科研经费投入的预测【9】,哪位兄台有最新的预测?可以分享一下

那么此时问题来了,中国有那么多人才,那么多科研投入,成效如何呢?接下来,我会讲中国这些年的科研成果如何

2.3 中国的科研水平和成果

科研界最具权威的两本期刊之一的【nature】杂志社在其网站上有一个NATURE INDEX,其中有一项就是用来反应各国科研产出水平的,其统计的依据是根据全球 82本英文顶尖学术期刊 发表的论文来进行统计的,也就是说 NATURE INDEX排除了「灌水论文」和「垃圾论文」的影响。

2017年7月1日到2018年6月30日这一整年的nature index按国家排名如下,见 图6 (来源见【11】)(我截图只截取了前面几十位的存在)

图6:nature index 2017-2018年度排名,按国家排名

图6【11】 中AC(Article Count)和FC(Fractional Count)的含义,请自行搜索,简单来说,分数越高越牛逼。

图6 中可知,2017年下半年到2018年上半年的一整年之中,中国目前在全球82个顶级英文科技期刊上的产出排在美帝之后,位列第二,产出量大约是美帝的一半,同时,中国的产出又大约是日本人的三倍。

需要注意的是 :这个指数统计只统计了顶尖的 英文 期刊发表的论文,如果把顶尖的中文,日文,德文等语言的论文也算进去的话,才是一个国家真正的研究水平。

如果统计了2013-2018的nature index的数据,对美中德日英科研五强国的数据做了归一化(美国数值恒定为1,其余为各国科研产出与美国产出的对比)处理,用于对比一下这六年来的趋势,得到了如下的图:

图7:2013-2018 Nature Index各国科研产出归一化对比

图7中的数据说明

1 数据来源:https://www.natureindex.com

2 网站只有2013-2018年的数据

3 此处的数据做了 归一化处理 美国数据处理为1 ,其余国家的数值为其FC值和美国FC值的对比。

4 用AC值对比结果也差不多

5 nature index2018统计的是2017下半年到2018上半年的数据,nature2017以前统计的都是前一年的数据。

------------3 结语和结论-----------------------

这几年的诺贝尔奖,是科研人员三十多年前埋下科研成果终于开出了诺贝尔奖的花朵。但现在的中国在科学研究领域的总和产出,仅次于美国(大约是美国一半的产出),远超其他几个工业强国(德日英)

在我们这样一个人口规模大,人均智商高,传统文化极度重视教育,信奉「科学技术是生产力,而且是第一生产力」的国家,没有道理会在科研上长期落后于人,而从从 图6【11】 中我们可以看出,我国现在的 顶尖科研成果总体产出 已经甩第三四名的德国日本几条街了,当然,目前和第一的美帝相比还有相当的距离。

再过二十年左右,最迟二十五年,我相信我们就能见到诺贝尔奖的成果在中国大规模开花结果。

最后,送那些觉得是「体制问题」,「社会风气」问题或者「应试教育」问题导致我国缺乏诺奖得主的人一句话:你们啊,不读书又偏偏爱思考,不学习还以为自己掌握了宇宙真理,这样,是要不得的(微笑脸)。

(完)

PS:这个答案复制粘贴自我去年的一个回答,有少许修改,参见:

参考文献:

【1】 过去18年日本人年均一个诺奖,说明了什么?_国际新闻_环球网

【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