和歷史賽跑：科技強國的百年求索

位於貴州的「中國天眼」

作者：董指導/李墨天

編輯：戴老闆

出品：遠川研究所網際網路組

科學界最著名的兩大期刊，一個是1869年創刊的《Nature》（自然），一個是1880年創刊的《Science》（科學），能在這兩個雜誌上發表論文，基本上就等於叩開了國際頂級學術圈的大門。但少有人知道的是，中國人第一次在頂級刊物上發表文章的時間，是1881年。

1881年，《Nature》雜誌發表了一篇來自中國的論文，名字叫做《聲學在中國》。論文對著名的伯努利定律提出質疑，並用現代的科學矯正了這項古老的定律。對此《Nature》編輯部高度評論道：「我們看到，對一個古老定律的現代的科學的修正，已由中國人獨立地解決了。」

這篇英文論文其實是翻譯自一篇拗口的中文論文，叫做《考證律呂說》。論文的作者徐壽生於無錫一個地主之家，少時研究經史百家，但在童生考試不幸折戟。落榜後的徐壽深感「學八股救不了中國人」，索性放棄了科舉做官的發展道路，他開始涉獵數學、物理、化學等書籍。

晚清科學家徐壽

時值晚清洋務運動高潮，徐壽在1867年來到曾國藩治下的江南製造總局，向後者呈送了四項建議，最重要的一項就是「翻譯西書」。在曾國藩的支持下，江南製造總局的翻譯館掛牌開館，徐壽主導推出了《化學鑑原》、《化學考質》、《法律醫學》等譯著，並創造了漢字命名的化學元素。

1874年，徐壽與英國傳教士傅蘭雅聯手創辦格致書院（現為上海格致中學），座落在上海廣西北路66號，是一所完全新型的近代學堂，主講礦物、測繪、製造等課程，稱得上是一個西學傳播的中心。後來徐壽在《Nature》上發表的論文，英文版便是由傅蘭雅操刀翻譯。

在發表論文3年後，徐壽便因病逝世。其創辦的翻譯館在資金短缺的情況下堅持了45年後，以「翻譯西書又造不出大炮」為由，被時任北洋政府一把手的段祺瑞下令關閉。從《Nature》發表徐壽論文的1881年，到新中國成立的1949年，中國科學研究在大段的時間裡都只有留白。

究其根本，一個國家科學技術的進步是一項複雜的系統工程。需要頂層設計、官僚機構、社會組織、人才梯隊的密切配合，更離不開財政的投入、金融的潤滑、商業的造血和普羅大眾對科學精神的尊重。幾位曇花一現的科學天才是彌足珍貴的，但難以撼動歷史的車輪。

從五四喊出「德先生」和「賽先生」的那刻開始，「科學強國」成了幾代中國人持續奮鬥和努力的目標。而在一百年多年後的貿易戰裡，我們又覺得之前的努力還遠遠不夠。在當下這個特殊的時間節點，我們也有必要去復盤，在與歷史賽跑的百年中，我們做對了什麼，又做錯了什麼。

或者簡單的一句話來說：中國離科技強國到底還有多遠？

李約瑟之問：基礎投入的歷史賽跑

這個問題不光中國人在問，外國人也在問。最早在西方學術界提出這個問題的，是中國科技史界的「白求恩」——英國人李約瑟。

李約瑟（Joseph Needham）是英國一名生物化學家，畢業於劍橋，很年輕時就名揚學術圈。他在37歲那年接待了幾個中國留學生，聽聞了他們的介紹後便對中國古代歷史產生了濃厚興趣。隨後李約瑟開始學中文，並先後十幾次來到中國，走訪3萬多英裡，最終撰寫了大作《中國的科學與文明》。

可以說李約瑟通過大量的考據、發掘和整理，系統性把中國古代科技成就展現給了西方世界，在某種程度上為中國帶來了科技自信，但與此同時，他也為我們帶來了一個略感羞愧的問題：儘管中國古代對人類科技發展做出了很多重要貢獻，但為什麼科學和工業革命沒有在近代的中國發生？

「李約瑟之問」的答案很多，有人從思想文化角度找答案，有人從政治體制角度找答案，各自有各自的道理。但如果從純科學角度來看：中國古代科技過分強調實用性，技術基本上都是經驗技術，屬於工匠文明，缺乏理論層面的探討，沒有嚴密的邏輯體系，社會自上而下對基礎科學是忽略的。

以火炮為例，這種冷兵器時代殺傷力巨大的武器，理應被統治階級投入無數精力來研發和改進，但一直到清朝，中國人對火炮仍然「只知道用鐵鑄成炮身，全無科學分寸，所以施放不能有準頭」[5]，相比之下，歐洲則沿著火藥、機械、冶煉等方向深入至化學、物理、材料等學科，成果自然不可同日而語。

英國漢學家李約瑟

洋務運動以來，這種情況逐漸被精英階層所了解，但近代動蕩不安的環境，讓救亡圖存成為民族的第一要務，科學研究的優先級顯然只能往後排。建國後大部分資金也都投向工業化環節。儘管依靠著科研人員的努力，我們依然在60年代合成了牛胰島素、在70年代合成了青蒿素，但「一花獨放不是春」。

改革開放後，商品經濟快速發展，「下海」成為了社會時尚，一批批基礎研究人員也轉向了應用研究，也就此有了「做原子彈，不如賣茶葉蛋」。原本就薄弱的基礎科學，再遭衝擊。一些高校甚至連先進圖書資料都無力採購了。基礎科學危機日益嚴重，老一輩科學家、教育家們和技術官員們急在心裡。

儘管「前三十年」建設的高校和研究所遍布大江南北，國務院也在1986年也批准成立國家自然科學基金，但這些機構的運轉需要強大的財政來保駕護航。實際上直到1994年分稅制改革，每年撥給基礎科學的資金才有了長期保障。2001年入世之後，GDP和中央財政連續飛天，中國科研逐漸走出寒酸窘境。

到了2018年，中國每年發表的SCI總量已經高達全球第二，但同年爆發的貿易戰卻又冷酷地告訴我們：所有的「卡脖子」，歸根結底都是基礎投入不足。

在大洋彼岸「總倒逼師」的驅使下，全社會對貿易戰暴露的短板都進行了系統性反思。2019年袁亞湘院士曾直言中國重技術大於重科學，基礎研究投入嚴重不足。而數據顯示，2018年中國基礎研究費用在全年總研發支出中僅佔5%，這還是過去10年最高的比例，而同期美國是17%，日本是12%。

「基礎研究突圍」的必要性已毋庸置疑，而和美國佔總投入20%的社會資金相比，我們需要的不僅是國家隊，也有企業隊。

中國企業家在倉稟充實之後，大都開始向具備社會價值的領域傾注資源，有的投向慈善，有的投向扶貧，這即是西方思潮的作用結果，也是傳統「達則兼齊天下」的理念體現。而很多頭部企業在意識到基礎科研的重要作用之後，也開始逐漸向「科學」這個以前少有民間資金參與的領域列隊進發。

在2019年兩會期間，紅杉的沈南鵬和騰訊的馬化騰不約而同地提交了「引導社會力量，加強基礎科研投入」的提案。其實不光是紅杉和騰訊，華為、阿里、百度、吉利、恆瑞等企業這些年都加大了對基礎科研的支持力度，不僅在內部投入巨額資金搞基礎研發，跟外部的高校和研究所也有大量合作。

楊振寧曾說過：學者獲得博士學位後5-10年，正是一個困難時期，要選擇一個領域，做出一個站得住的工作。但這段時期恰恰又是買房、結婚、子女教育等人生重大開支高發期，2018年5月，在騰訊集團總部38樓，北大教授饒毅在餐桌上向馬化騰講述了青年科學家面臨的壓力，馬化騰和饒毅仔細討論後，留下了一句話——「我找團隊跟進」。

二十多天後，馬化騰在北京的未來論壇上強調「不能再抱僥倖心理，一定要投入更多資源做基礎科學研究」。那年11月，騰訊20周年之際，馬化騰和饒毅、楊振寧等科學家共同設立了「科學探索獎」，資助青年學者。

這個有「中國諾貝爾獎」之稱的獎項面向九大基礎科學和前沿核心技術領域，不計報酬的鼓勵青年科學工作者。所有科研成果不以商業訴求為目標，「科學探索獎」的資金，也完全由科研人員自主支配。

我們總是會紀念為科技奉獻青春的老一輩科學家們，感嘆他們的無私付出。然而，如果一味要求科研人員必須喝冷水、啃乾糧，顯然是不科學的。正如馬化騰所說，「我們做應用創新，就是在科學家拓展的疆土上去建樓」。重視基礎研究，讓科研人員可以安心做研究，應該是一種社會共識。

對於擅長「造節」的中國人來說，我們除了各種消費節外，也應該多去創造「科學周」、「科學月」、「科學季」這種屬於「賽先生」的節日。

錢學森之問：人才梯隊的百年大計

2005年7月，在醫院休養的錢學森，對前來探望的溫總理進言，「沒有一所大學能夠按照培養科學技術發明創造人才的模式去辦學，老是"冒"不出傑出人才。」這個話題在2009年錢學森去世幾天後，再次被安徽高校11位教授拋向了社會，呼籲大家直面這個沉重，卻不容迴避的「錢學森之問」。

錢學森之問直指人才建設，這也是百年中國教育界繞不開的難題。在新中國成立之前，高校裡有德國教研模式、美國選課模式、英國書院模式；但建國後則基本都是在蘇聯專家指導下進行的。從微觀教學細節，到中觀高校架構再到到宏觀管理體制，可以說都是蘇聯的影子，甚至教材都是蘇聯藍本。

1956年，蘇聯專家為我國編寫了629種教材，培養研究生和進修教師8萬多人[6]。蘇聯模式下，所有教育都以國民經濟需求為根本，形成了高度集權的計劃模式、高度專門化的教學體系。定向招人、定向學習、定向分配。這種方式下的高等人才，如螺絲釘般，整齊劃一，指哪兒打哪兒。

這個模式有助於快速定向攻堅，但弊端也逐漸顯現。在定製化的前程下，學生就更功利主義、少了追求自我的動力。就如張藝謀當年考大學的目的也很簡單，「就是包分配。只要是大學生出身，地位就不一樣[7]。」而比起個人選擇問題，更為重要的是，世界發展充滿各種可能，定向化的模式，難堪創新大任。

2019年，正處於貿易戰旋渦中的任正非接受央視採訪，也出乎意料地重點聊了基礎教育制度的不足。任正非的父親任摩遜一生投入鄉村教育，對基礎教育的很多問題十分敏感，在採訪中他講出了「一個國家的強盛，是在小學教師的講臺上完成的」和「中美貿易根本的問題是教育水平」這樣的金句。

任正非也曾談及華為對於科學家的定位，基礎研究與商業化的關係等問題——「高科技不是基本建設，砸錢就能成功，要從基礎教育抓起，需要一個漫長的時間。」

數學大師丘成桐對於國內的高等教育，也曾發出過類似的感慨，第二屆丘成桐大學生數學競賽決賽期間，丘成桐在接受採訪時說：「老師們只注重所謂的研究，沒有好好地帶學生。競賽結果顯示，有些名校學生並不行，有的不那麼出色學校的學生，反而成績還好些。這樣就能看明白，哪些學校是下了工夫的。」

丘成桐一直堅持並倡導「培養和發現人才應從中學開始」的教育理念，自2008年開始設立丘成桐中學生數學獎。它區別於普通的科學競賽：面向全球華人中學生，倡導創新思維和團隊合作，捨棄試卷和標準答案，讓學生以提交報告的形式參與競賽，旨在推進中學科學發展，激發和提升全球華人中學生對科學研究的興趣和創新能力。

2019年在清華大學的演講，丘成桐的批評更加直白：中國高校仍是以應用為主、基礎為副，結果有可能兩方面都沒能成功。中國的科技要領先世界，一定要「大力發展」像數學這樣的基礎科學，而不是「普通發展」。

而這些年，已經有越來越多的科學家看到了這個問題，毅然投身「百年大計」，典型的例子，便是施一公等科學家牽頭創辦的研究型學府「西湖大學」。

施一公是留美歸來的清華畢業生，他也是美國國家科學院、人文與科學院的雙料外籍院士。2018年，他在西湖高等研究院的基礎上，牽頭創辦了西湖大學，希望成為高等教育改革的探索者、聚焦基礎性、前沿科學技術研究。西湖大學是民間資本的一次重要嘗試，建校資金捐款者就包括馬化騰、張磊等人。

西湖大學2020級博士研究生開學典禮

另一方面，企業可以通過學習國外基金會的方式，來直接資助科學研究項目和青年科學家。這方面馬化騰、張磊、李彥宏、馬雲、沈南鵬等企業家都已經做出表率，像科學探索獎、未來科學大獎、西湖大學等企業牽頭的項目會越來越多。

另一方面，面向青少年的科學知識普及，則是一種更加長遠的「科學基建」。

2013年，騰訊開始舉辦非商業化的WE大會。那年的WE大會上，諾貝爾物理學獎得主基普·索恩（Kip Thorne）給向他提問的青少年記者講了一個故事：在他四歲那年，祖父便告訴他要找到一個熱愛的工作，幹起來就像玩兒一樣。在他13歲那年，讀到了一本科學著作《從一到無窮大》，由此便愛上了物理，一鑽研就是一輩子。

作為「網際網路原住民」，當下教育體系弱化了培養青少年在基礎科學上的興趣和知識儲備，很多網際網路公司其實有能力也應該幫助青少年養成對科學的熱愛和探索。

在那年的WE大會，就曾有不少小朋友拿著英文材料像海外科學家請教問題。如今，單場大會已經變成了WE大會、醫學ME大會、科學探索獎、科學脫口秀X-Talk共同組成的「科學周」。

在基礎教育領域，企業無法越俎代庖，但可以通過跟高校合作、捐助研究型大學、推動青少年科普等形式促進全民科學精神的養成。尤其是面對「z世代」的青少年，那些擁有億萬用戶的「國民級」App顯然可以有很多創新的行動和貢獻。

無論未來能否成為科學家，讓青少年喜歡科學、尊重科學都是一件「功在千秋」的時期。全民科學精神的重要性，已被疫情期間的大洋彼岸充分證明。

任正非之問：市場機制的開山鑿路

2019年5月，任正非在接受採訪時談及華為遭遇的政治施壓，稱「過去的方針是砸錢，晶元光砸錢不行，要砸數學家、物理學家、化學家。但又有多少人還在認真讀書？」

人大教授向松祚稱之為「任正非之問[1]」，並將其與「錢學森之問」並列。美國新一輪極限施壓之後，任正非不再密集接待媒體，頻頻對外發聲，而是短時間內走訪四所高校，大談基礎科研的重要性。

任正非曾提到過一個「不會談戀愛，只會做數學」的俄羅斯小夥子，「他不善於打交道，十幾年幹什麼不知道，之後突然告訴我，把2G到3G突破了。我們現在很厲害，與這個小夥子的突破有關。」

通過基礎研究掌握源頭科技，隨後一步步外溢建立產業，幾乎是每一個高科技強國發展軌跡的復刻。在這條路上，最困難的不是人才的培養，而是能夠反哺科研投入的市場機制。

文一教授在《偉大的中國工業革命》一書中這樣寫道：市場是個昂貴的公共品。洋務運動期間5000萬兩白銀的軍工投資付諸東流，蓋因產品無法創造利潤，實現自我循環。改革開放時期，鄉鎮企業的蓬勃發展，為工業注入了勞動力和購買力，才能讓工業化實現自我運轉。

而華為能給博士開出200萬年薪，核心是形成了一套「投資-研究-回報」的市場機制，比如華為的「2012實驗室」擁有高達2萬多名員工，遍布在全球十幾個國家，涵蓋通信、數學、材料等多個領域，裡面到處都是「黑科技」，它們都被轉化成華為產品上的創新，獲得豐厚回報，形成閉環。

「2012實驗室」的模式顯然參考了AT&T當年大名鼎鼎的 「貝爾實驗室」，後者是「投資-研究-回報」的集大成者，不僅培養出了11位諾獎得主，還孵化了電晶體、雷射器、太陽能電池、發光二極體、數字交換機、通信衛星、電子數字計算機、蜂窩移動通信等新技術的面世和應用。

華為之後，阿里和騰訊相繼成立了達摩院與量子實驗室，標誌著科技公司開始在基礎科研上大舉布局。

過去相當長的時間裡，科學基礎設施的建設都由政府的財政支出來完成，在摘得無數碩果的同時，也造成了「重設施、輕人事」、「重頂層、輕基層」等問題，而究其根本，則是市場機制參與度不足，科學研究沒有應用層面的方向指引，無法自我造血自我循環。

以當年「一個人吊打一所學校」的微軟亞洲研究院為例，他們曾在2008年公布了12項「頂級研發成果」，其中數字墨水、語音識別、複合TCP、Halo圖形等研究項目，幾乎都在數年後得到了大規模應用。微軟在商業上強大的造血能力支撐了這些科研項目，落地之後的科學研究又能反哺自身。

早在 2017年初，騰訊就開始進軍量子計算。牛津大學量子物理學博士葛凌教授以騰訊歐洲首席代表身份加入騰訊，被認為是騰訊布局量子計算的開端。2018年初，香港中文大學著名量子理論計算機科學家張勝譽教授受邀加入騰訊。

量子實驗室劍指處於雛形階段，但又具備顛覆性潛力的量子計算，去年年中，量子實驗室與外部科學家Iordanis Kerenidis合作一起對神經網絡中最基本的前饋網絡，研發了第一個可證明的量子加速算法。

今年5月的一場公開活動中，馬化騰就公開表示，「中國在應用科學領域是處於全球創新位置的，尤其在網際網路方面，但是在基礎科學研究方面還有相當大的差距。」同為嘉賓的未來科學大獎科學委員會輪值主席季向東則表述的更加直白：這個社會環境得允許一批人做「無用」的東西，允許他去看天上的星星、看白雲、看流水。

突如其來的疫情期間，「看星星、看白雲、看流水」的意義已經得到了體現。

今年2月，一大批搭載「騰訊覓影」AI輔助診斷技術的人工智慧CT被運往武漢方艙醫院，可以對病人肺部和新冠肺炎病灶做了精確的自動分割，在患者CT檢查後數秒完成AI判定，並在一分鐘內為醫生提供輔助診斷參考。在抗疫形勢最嚴峻的時期，大幅度提高了診斷效率。

疫情期間，搭載「騰訊覓影」AI輔助診斷技術的CT機支援方艙醫院

AI技術在醫療領域得到應用，其實是市場機制「強外部性」的絕佳體現：對科學科技的投入，有商業價值，也有社會價值，能夠讓前沿科技完成商業閉環，又能推動科學解決社會重大挑戰，這是一種「可持續」的雙贏，而這種「雙贏」，又會給科學領域帶來源源不斷的資金、人才和成果。

對於長周期、高投入、回報未知的基礎科研領域來說，華為「2012實驗室」也已經趟出了一條可行之路，騰訊阿里百度也緊跟其後，未來越來越多的企業將參考這套模式。這是「大錢」，也是「長錢」。

以華為、騰訊、平安為代表的商業巨頭，以及各路民間資本開始對科學領域的投入，為基礎科研搭建適合的市場機制，是過去四十年商業繁榮和創業創新的必然結果，也是中國在高科技領域更進一步的必經之路。

尾聲：「科學強國」離我們還有多遠？

1974年，為了緩解國外競爭壓力，美國國會通過了《1974年貿易法》，其中最為臭名昭著的則是聚焦於智慧財產權相關的法案第301條，即「301條款」。近50年來，無論是老牌盟友歐洲、韓國、加拿大，還是阿根廷、印度、中國這樣的新興經濟體，幾乎都遭遇過所謂的「301調查」。

不過301條款最主要的目標，則是彼時經濟迅速崛起的日本。1975至1997年，美國共對日本實施過16次「301調查」[3]，多數調查都以美國成功、日本被迫妥協讓步而告終。

與美國頻繁的貿易摩擦讓日本國內「技術自立」的呼聲越來越高，政府也順勢提出了「科技立國」的戰略口號。1980年，日本通產省發布《80年代通商產業政策展望》，天量財政預算開始向技術密集型產業傾斜。90年代後，通產省再度提出「告別改良時代」的口號，目標直指「科技發達國家「。

大力投入科研最顯著的成果，便是日本「18年18位諾獎得主「的奇蹟，而長期佔科研經費15%比重的基礎研究投入，也終於在十多年後的半導體領域結出碩果。

以半導體材料領域為例，日本企業在全球市場所佔份額達到66%。19種主要材料中，日本有14種市佔率超過50%。而在佔據產值2/3的四大最核心的材料：矽片、光刻膠、電子特氣和掩膜膠等領域，日本有三項都佔據了70%的份額。最新一代EUV光刻膠領域，日本的3家企業申請了行業80%以上的專利。

在這個特殊的行業裡，無論是提純，還是配方，都需要極端的耐心和極致的專注。時常為了得到10%的效果改良，就需要幾年的研究和試驗。而這提升的10%，卻影響著萬億規模的半導體行業。

單單用「擰五年毛巾「的工匠精神來概括顯然不全面，究其根本，是8個諾貝爾化學獎帶來的科研實力。

日美貿易摩擦和當前中國面臨的情況極其類似，日本基礎科研厚積薄發的歷程，也是中國產業升級的必然選擇：中國需要堅定決心，在科學領域持續投入，才能躋身科學強國。這個周期，可能需要幾十年的時間，而未來要想引領全球創新，更是需要以百年來計的堅持。

一百多年前的1896年，洋務運動的成果被甲午戰爭盡數抹去，李鴻章在漢堡問了俾斯麥這樣一個問題：用什麼的方式，才能讓中國跟德國一樣強？

百年之後，中國已然從一個落後的農業國變成了人盡皆知的「世界工廠」，中國的消費品牌開始遠銷海外。如今，中國的產業升級之路已經抵達了最後一站，我們還有距離，但懷揣希望。

摘得高科技皇冠上的明珠，四處辦廠的洋務派思考過，「科技界白求恩」李約瑟思考過，學術泰鬥錢學森也思考過，如今，這也是我們需要思考的問題。

今年9月在京召開的科學家座談會上，作為2019年「科學探索獎」獲獎人之一的中科院古脊椎動物與古人類研究所研究員付巧妹在會上說：「經常有人問『你的研究有什麼用？』我曾在很難維持實驗室的時候，也想過要不要去做熱門研究。希望國家進一步引導不以『有沒有用』為評價和發展的基礎研究……」

而這也正是「科學探索獎」設立的初衷：面向未來、獎勵潛力，鼓勵青年科學家潛心進行科學技術研究。

在貿易保護甚囂塵上的當下，政府交流面臨障礙，企業應該主動打破逆全球化的鐵板，促進科學和人才的交流。今年的WE大會上，就有來自6個國家的7位全球頂尖科學家分享了天文、物理、生命科學等領域的科學進展。

今年騰訊WE大會，「科研女神」鮑哲南登臺演講

而在基礎投入方面，除了設施、設備、科研項目的投資，更應該重視的是對科研人員，尤其是基層與研發一線科學家的保障。無論在什麼時期，人才都是一個國家最核心的資產。

總而言之，政府投入、民間參與、輿論重視、國民科學精神不斷提高，科技「善」的一面才能超越競爭，造福社會。就像馬化騰在首屆WE大會上說的，「這次論壇沒有談及商業或者公司之間的競爭……我們談的是未來如何用科技改變人類生活，如何解決我們可能現在想不到的未來的很多問題。」

2020年的疫情也在不斷告訴我們：尊重科學、重視科學、投入科學，才能保持國家和民族的競爭力。只有沿著基礎投入、人才建設和市場機制不斷修煉內功，我們才會離「科學強國」越來越近。

全文完。感謝您的耐心閱讀。

參考資料：

[1] 任正非先生的講話為什麼激起所有人的共鳴，向松祚

[2]日本諾貝爾獎為何井噴，周程

[3]日美貿易戰留下的重要啟示，王廣濤

[4]楊振寧「科學探索獎」演講：做科研這樣更容易成功，趙廣立

[5]中國歷史縱橫談全集，蕭楓

[6]「我國大學人才培養模式須走出歷史慣性」，鄔大光

[7]77、78年我高考：張藝謀劉震雲易中天的高考記憶，文藝星青年工作室