最新PNAS論文：中國科研領(lǐng)導(dǎo)力2030年或?qū)⒊矫绹词姑撱^斷鏈仍持續(xù)增長

潘 展 | 編譯

近期，《美國國家科學(xué)院院刊》發(fā)表了一項(xiàng)由美國伊利諾伊州芝加哥大學(xué)計(jì)算社會(huì)學(xué)家詹姆斯?埃文斯領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)開展的研究，引發(fā)全球科技界廣泛關(guān)注。

該研究通過對近600萬篇科學(xué)出版物作者信息的深度分析，揭示了中國科學(xué)家在國際科學(xué)合作中領(lǐng)導(dǎo)地位快速崛起的顯著趨勢，為全球科研格局變遷提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)支撐。

01

科研領(lǐng)導(dǎo)力是什么，如何定義

傳統(tǒng)科研領(lǐng)導(dǎo)力判斷常依賴論文作者順序或通訊作者身份，但這種方式在跨國合作中因不同國家、學(xué)科的慣例差異，準(zhǔn)確性大打折扣。

為解決這一問題，研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一套復(fù)雜的算法模型。該模型先以8萬多篇包含作者貢獻(xiàn)聲明的論文為訓(xùn)練數(shù)據(jù)，將作者貢獻(xiàn)分為領(lǐng)導(dǎo)相關(guān)（構(gòu)思、設(shè)計(jì)、領(lǐng)導(dǎo)等）、直接支持（協(xié)助、數(shù)據(jù)分析等）、間接支持（參與、評論等）三類。隨后，模型通過分析作者引用文獻(xiàn)數(shù)量、主題關(guān)鍵詞重疊度、職業(yè)年齡、累積引用次數(shù)等9個(gè)特征變量，為每位作者計(jì)算0-1之間的“領(lǐng)導(dǎo)概率”，從而精準(zhǔn)識別真正的科研領(lǐng)導(dǎo)者。

在此基礎(chǔ)上，埃文斯及其同事設(shè)計(jì)了兩個(gè)參數(shù)，主導(dǎo)占比（Lead share）——指某一國家在合作項(xiàng)目中擔(dān)任領(lǐng)導(dǎo)角色的人數(shù)，主導(dǎo)溢價(jià)（Lead premium）——指一篇論文中領(lǐng)導(dǎo)者與參與者的人數(shù)比例，用于評估雙邊合作項(xiàng)目中科研領(lǐng)導(dǎo)力的變化，為研究奠定了科學(xué)的技術(shù)基礎(chǔ)。

02

中國領(lǐng)導(dǎo)力正逐步提升，挑戰(zhàn)依舊

研究顯示，在國際科學(xué)項(xiàng)目中擔(dān)任領(lǐng)導(dǎo)角色的中國科學(xué)家數(shù)量正快速增長。

2019 年，在所有中英合作研究項(xiàng)目中，中國主導(dǎo)占比已與英國持平，目前該比例已超半數(shù)。在中美合作項(xiàng)目中，中國的主導(dǎo)占比從2010年的30%升至2023年的45%。預(yù)測顯示，2025-2027 年中國在中歐合作項(xiàng)目主導(dǎo)占比將與歐洲持平，2027-2028 年在中美合作項(xiàng)目中將與美國的主導(dǎo)占比持平。

中國與美、英、歐科研領(lǐng)導(dǎo)占比與領(lǐng)導(dǎo)溢價(jià)變化，圖片來源：美國國家科學(xué)院院刊

但埃文斯指出，中國的“主導(dǎo)溢價(jià)”增速相對較慢，在許多中美合作項(xiàng)目中，中國科學(xué)家仍扮演輔助角色。

中美在關(guān)鍵的11個(gè)科技領(lǐng)域合作發(fā)表論文數(shù) 圖片來源：美國國家科學(xué)院院刊

中美在科學(xué)領(lǐng)域合作發(fā)表論文數(shù) 圖片來源：美國國家科學(xué)院院刊

盡管整體領(lǐng)導(dǎo)力提升，但中國在不同領(lǐng)域表現(xiàn)差異明顯。在人工智能、半導(dǎo)體、能源等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域相對滯后。報(bào)告預(yù)計(jì)2030年才能趕上美國水平，半導(dǎo)體領(lǐng)域還面臨“卡脖子”挑戰(zhàn)。而在物理學(xué)、材料科學(xué)、化學(xué)、工程學(xué)等領(lǐng)域，中國已建立顯著優(yōu)勢，在癌癥研究領(lǐng)域甚至已超越美國。這種不均衡反映了科技發(fā)展的復(fù)雜性和技術(shù)積累的長期性特征。

關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域中美科研主導(dǎo)占比與主導(dǎo)溢價(jià) 圖片來源：美國國家科學(xué)院院刊

同時(shí)，這項(xiàng)研究也清晰的揭示出中美地緣沖突下的隱憂。隨著中美科技競爭日趨激烈，美國試圖構(gòu)建“去中國化”技術(shù)同盟，為中美科技合作蒙上了陰影。美國發(fā)起的 “中國行動(dòng)計(jì)劃”、禁止英偉達(dá)向中國出售人工智能芯片、限制美國企業(yè)半導(dǎo)體領(lǐng)域海外投資等這些政策引發(fā)寒蟬效應(yīng)，不少美國科學(xué)家因擔(dān)心審查主動(dòng)避免與中國同行合作，導(dǎo)致部分關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域合作顯著降低，給全球科研合作帶來阻礙。

03

即使脫鉤斷鏈，中國科研領(lǐng)導(dǎo)力仍會(huì)增長

然而，對于該報(bào)告，科學(xué)界存在一些質(zhì)疑聲音。悉尼科技大學(xué)科學(xué)政策研究員瑪麗娜?張指出，模型依賴的期刊貢獻(xiàn)聲明可能受文化差異、學(xué)科慣例影響，部分文化或領(lǐng)域更強(qiáng)調(diào)集體貢獻(xiàn)，可能影響結(jié)果準(zhǔn)確性。

也有觀點(diǎn)質(zhì)疑研究數(shù)據(jù)著重于雙邊合作，而當(dāng)前在科研領(lǐng)域多邊合作日益普遍，其權(quán)力結(jié)構(gòu)或與雙邊合作存在差異。對此，埃文斯回應(yīng)稱團(tuán)隊(duì)也分析了多邊合作，其結(jié)論與雙邊研究基本一致，只是相關(guān)數(shù)據(jù)尚未公開發(fā)表。

該研究同時(shí)模擬了中美科技脫鉤帶來的風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)其模型預(yù)測，在脫鉤和半脫鉤假設(shè)下，中國科研領(lǐng)導(dǎo)力仍將持續(xù)提升。中國研發(fā)支出已超美國，每年培養(yǎng)的STEM專業(yè)博士數(shù)量是美國的兩倍多，還吸引大量海外頂尖科學(xué)家回流，這些都為領(lǐng)導(dǎo)力提升提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

研究表明，中美在人工智能等領(lǐng)域的合作項(xiàng)目成功率，往往高于雙方各自開展的研究。埃文斯團(tuán)隊(duì)模擬結(jié)果顯示，若美國停止與中國在太空、人工智能、量子計(jì)算等關(guān)鍵領(lǐng)域合作，將給美國帶來高昂代價(jià)，損害其自身科研發(fā)展。

每年輸往中國超過1000名畢業(yè)生的國家 圖片來源：美國國家科學(xué)院院刊

在應(yīng)對美國限制的同時(shí)，中國力圖拓展多元合作網(wǎng)絡(luò)。一方面加強(qiáng)與歐洲合作，在“歐洲地平線”計(jì)劃中積極參與。另一方面推進(jìn)與“一帶一路”國家的科研合作，2012-2025年投入約46億美元支持俄羅斯、巴基斯坦等國留學(xué)生，構(gòu)建雙向人才培養(yǎng)與科研合作體系，為全球科研合作注入新活力。

科研合作的網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)使得任何單一國家都難以獨(dú)自壟斷前沿技術(shù)的發(fā)展。人工智能、量子計(jì)算、生物技術(shù)等新興領(lǐng)域的復(fù)雜性要求國際協(xié)作，而限制合作往往會(huì)損害所有參與方的利益。這一認(rèn)識或?qū)⑼苿?dòng)各國重新評估其科技外交策略。

1.https://www.nature.com/articles/d41586-025-03617-0

2.https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2414893122

Deep Science預(yù)印本