中国基础科学研究在世界上到底处于什么水平?
要回答这个问题首先要弄清什么是基础科学,以及它包括哪些学科门类。
所谓基础科学是指:以自然现象和物质运动形式为研究对象,探索自然界发展规律的科学。包括数学、物理学、化学、生物学、天文学、地球科学、逻辑学七门基础学科及其分支学科、边缘学科。边缘科学包括物理化学、化学物理、生物物理、生物化学、地球物理、地球化学、地球生物等。研究成果是整个科学技术的理论基础,对技术科学和生产技术起指导作用(此段来自网络)。
其次要弄清楚基础科学的经济和社会价值,上面说了基础科学的研究成果是用于指导整个技术科学和生产技术,即它不产生直接经济效益,只有间接经济效益和社会效益。这就决定了基础科学不能以“企业”为主体进行研究,只能是政府或国家层面出资研究。
所以一个国家的基础科学是否发达与该国的经济状况、政策导向等密切相关。
我们国家的经济状况是从上世纪80年代开始逐步好起来的,到现在也不过40年不到。现在50岁以上的人应该比较清楚,上世纪80年代以前是个什么状况,那时人们还在温饱线上挣扎,哪有资金用于基础科学研究?我们的两弹一星还是全国人民勒紧库腰带、科学家们完全以奉献精神干出来的。
上世纪80年代以后,国家政策是以经济建设为中心,直到2000年之前基本也没多少资金投入搞基础科学研究。真正把基础科学研究提上议事日程是在2000年之后,到现在也不到20年。这期间我们国家所用到的各种基础理论、概念、数据等,要么是从国外公开资料(如教科书和其它科学类书籍等)中获得,要么是通过各种渠道从友好国家获得,例如前苏联给我们提供了大量的这方面的支持,所以我们之前的工、农业生产的各个方面,如农业、化工、冶金、石油、煤炭以及加工制造业等都有浓厚的“苏联”味道。直到上世纪90年代以后到2010年才逐渐摆脱“苏式”风格,趋向于“西式”风格。
所以,从上面的分析、罗列中我们可以知道,我们国家的基础科学是处在一个什么水平。
别人从18世纪60年代就开始了工业革命,到现在将近250年。而我们呢?满打满算不到50年,是人家一个零头。所以我们国家的基础科学差距还是很大的,基本处在中等偏下的水平,例如我们有点看不上眼的印度的基础科学研究都比我们要靠前。这反应在技术科学和生产技术等方面主要有如下表现:
1. 在农业粮食方面,如果没有袁隆平老先生的杂交水稻,可能我们还在饿肚子,或者把粮食这个软肋摆在别人面前,让人任意摆弄。而大豆、玉米等每年都有大量进口。
2. 在农业化肥方面,也是在进口了十几套化肥装置后才得以改善。但品种太单一,缺乏多样性,对土壤、水源等造成了较大的不良影响。
3. 在农业农药方面,害虫是杀死了,杂草也被灭了,但是土壤变坏,蜜蜂难以存活了。也是方法太单一,缺乏对害虫、杂草等的综合治理措施。
4. 在医药方面,缺乏病理、药理学等基础研究,所以进口药物占了相当的比例。
5. 在食品方面,缺乏营养、生理和口感等方面的基础研究,所以婴幼儿奶粉大家都要买进口品牌。
6. 在钢铁方面,虽然钢产量世界第一,但缺乏冶金、热处理等方面的基础研究,所以在质量、性能等方面没有别人的精细,在品种方面没有别人的齐全。例如航母用钢、深潜超高强钢等也是近几年才研究出来,就连一个圆珠笔用的小钢珠都要靠进口,等等。
7. 在炼油方面,国产的机油、润滑油等没有进口的好。
8. 在微电子、数字控制等方面,电脑芯片、操作系统以及各种应用软件等基本是国外品牌。
9. 小汽车方面,国人很少人买国产车,原因“你知道的”。
10. 在加工制造业方面,国产机床没有进口的好,高档发动机基本靠进口,零部件加工精度不高,二次热处理不精细,等等。
可能有网友要反驳了,你上面说的全都是这不是、那不是,那我们国家是怎么跃升到第二大经济体的呢?
任何事物都有两面,上面说的是我们的软肋、短处。但是,由于近些年我国对基础科学和应用技术等方面的研发资金投入加大,出现可喜可贺的局面,列举出来主要有:
1. J10、J20,除发动机外都是自主研发,它们的出现改变我国战机依耐进口的局面。
2. 002航母,完全自主研发,改变了我国没有国产航母的局面。
3. 航天业和军事工业等不但是完全自主研发,而且还与世界第一的国家平起平坐。
4. 高铁的研发、制造世界第一。
5. 建筑业、盾构机世界第一。
6. 大型起重、吊装设备世界第一。
7. 造船业世界第一。
8. 家电业、服装业等世界第一,到哪儿都能看到“Made in China”。
9. 卡车制造业名列世界前茅。等等。
我国的基础科学研究虽然直到目前来说依然落后于欧美,但是在国家重视和经济引擎的推动下后劲很足,很多方面已经开始领跑,有望成为真正的科技强国。
根据国家统计局的数据,进入新世纪以后,新一轮科技革命和产业变革风起云涌,我国科技发展再次面临重大机遇。我国科技发展再次提速,取得了举世瞩目的显著成绩,实现了从过去的追踪跟跑逐步向并跑领跑的历史性转变,踏上了从科技大国迈向世界科技强国的新征程。
研发人员总量稳居世界首位。2018年,按折合全时工作量计算的全国研发人员总量为419万人年,是1991年的6.2倍。我国研发人员总量在2013年超过美国,已连续6年稳居世界第一位。
研发经费规模和强度实现历史性突破。随着经济实力跃升和创新驱动发展战略全面实施,我国研发经费投入持续快速增长,2018年达19657亿元,是1991年的138倍,1992-2018年年均增长20.0%,远超同时期按现价计算的GDP年均增速。研发经费投入强度更是屡创新高,2014年首次突破2%,2018年提升至2.18%,超过欧盟15国平均水平。按汇率折算,我国已成为仅次于美国的世界第二大研发经费投入国家,为科技事业发展提供了强大的资金保证。
政府扶持力度不断加大。2017年国家财政科技拨款为8383.6亿元,是1980年的130倍,1981-2017年年均增长14.1%。一系列引导和鼓励企业加大研发投入的政策实施效果凸显。2017年,规模以上工业享受研发费用加计扣除减免税和高新技术企业减免税的企业分别达到2.44万家和2.42万家,分别是2009年的3.3倍和3.5倍,减免金额分别达到570亿元和1062亿元,对鼓励和引导企业开展研发创新起到了积极作用。
科学论文成果丰硕。2018年,国外三大检索工具《科学引文索引(SCI)》《工程索引(EI)》和《科技会议录索引(CPCI)》分别收录我国科研论文41.8万篇、26.6万篇和5.9万篇,数量分别位居世界第二、第一和第二位。论文质量大幅提升,根据基本科学指标数据库(ESI)论文被引用情况,2018年我国科学论文被引用次数排名世界第二位。
专利发明量大幅提升。2018年,我国专利申请数和授权数分别为432.3万件和244.8万件,分别是1991年的86倍和98倍。专利质量得到同步提升。以最能体现创新水平的发明专利为例,2018年,发明专利申请数达154.2万件,占专利申请数比重为35.7%,比1991年提高12.9个百分点;平均每亿元研发经费产生境内发明专利申请70件,比1991年提高19件,专利产出效益得到明显提高。
原始创新不断取得新突破。我国高度重视原始创新和基础研究,2018年基础研究经费为1118亿元,是1995年的62倍,1996-2018年年均增长19.6%。在国家自然科学基金、国家重点基础研究发展(973)计划支持下,我国在量子科学、铁基超导、暗物质粒子探测卫星、CIPS干细胞等基础研究领域取得重大突破。屠呦呦研究员获得诺贝尔生理学或医学奖,王贻芳研究员获得基础物理学突破奖,潘建伟团队的多自由度量子隐形传态研究位列2015年度国际物理学十大突破榜首。
高技术领域捷报频传。在国家科技重大专项和国家高技术研究发展(863)计划等的支持下,我国高技术领域硕果频传。神舟飞船与天宫空间实验室在太空交会翱翔;北斗导航卫星实现全球组网;蛟龙号载人潜水器、海斗号无人潜水器创造最大深潜纪录;赶超国际先进水平的第四代隐形战斗机和大型水面舰艇相继服役。国产大飞机、高速铁路、三代核电、新能源汽车等领域取得一批在世界上叫得响、数得着的重大成果。
科创基地和平台建设如火如荼。科研基础条件大为改善,新建了中国散裂中子源、500米口径球面射电望远镜(FAST)、“科学”号海洋科考船、JF12激波风洞等一批重大科技基础设施,建立国家重点实验室和国家技术创新中心,规范管理国家科技资源共享服务平台。截至2018年底,正在运行的国家重点实验室达501个,已累计建设国家工程研究中心132个,国家工程实验室217个。