21世紀中國與美國的科技較量

編譯 高斯寒

1999年，在全球即將進入21世紀之際，美國國家科學院、工程院、醫學院對于未來幾十年進行了一番展望。他們預見未來的世界中，昨日的科幻小說里的點子會進入市場：克隆動物，汽車內置會說話的電子道路圖，一包香煙大卻性能強大的電腦。今天重新閱讀這份報告，它遺漏了“房間里的大象”——中國。

《時代》周刊的《超越2000》特刊反思那個時期曾斷言：“中國無法在21世紀成長為工業大國。中國的人口太過龐大，國內生產總值又太小?！?到2010年時，這種局面開始改變。對于跨國公司而言，中國已經變成全球大眾市場商品的制造工廠。

現在，中國快速崛起。美國中情局局長威廉 · 伯恩斯（William Burns）強調“科技領域是與中國競爭和較量的主要競技場”。中國已經超越美國，成為全球頂尖的高科技制造國——2020年全年生產了2.5億臺電腦，2 500萬輛汽車和15億只智能手機。除了成為制造業大國，中國已經變成21世紀基礎技術（人工智能、5G、量子信息、半導體、生物技術、綠色能源）方面強有力的競爭者——在某些領域，中國早已成為全球第一；在其他領域，按照目前的軌跡，中國會在未來十年里超越美國。

作為美國在推進和應用科技方面的領導者之一，埃里克 · 施密特（Eric Schmidt）曾帶領谷歌公司成為全球領先的科技公司。他注意到“許多美國人依然對中國持有過時的想象”。他坦率地表示：“除非趨勢改變，否則到21世紀30年代，中國將成為一個擁有更龐大經濟規模、更多研發投入、更好科研條件、更強大的計算基礎設施，以及對于新技術有更廣泛部署的國家?！?/p>

中國與美國的“較量”

該報告檢視了過去20年里中國和美國在每種關鍵技術上取得的進展，要點如下：

在未來10年內對經濟和安全帶來最大沖擊的先進技術——人工智能（AI）——方面，用埃里克 · 施密特的話來說，中國如今是“全方位、并駕齊驅的競爭者”。

在5G技術方面，根據美國國防部國防創新委員會的說法，“中國在5G技術上勢必重現美國在4G技術上的建樹”。美國盡管在5G標準和芯片設計上占據優勢，但在5G基礎設施部署上落后中國好多年，中國也因此取得了在發展5G時代平臺方面的先發優勢。

量子信息科學方面，美國長久以來被視為領先者，但中國已經崛起——中國早已在量子通信上超越美國，并迅速縮小量子計算方面與美國的差距。

半導體產業方面，美國保持了優勢地位，這個優勢已經維持了將近半個世紀之久。但中國過去幾十年大力推進半導體研發，已經成為不容小覷的競爭者，很快就可能在兩個關鍵領域（半導體制造和芯片設計）追趕上美國。

在生物技術方面，全球十大最有價值的生命科學公司中，有7家是美國公司，但中國正在生物科技研發的各個領域快速跟進。中國科研人員已經縮小了在CRISPR基因編輯技術上與美國的差距，并且在嵌合抗原受體T細胞療法上已經實現超越。

在綠色能源方面，雖然在過去20年里，美國是新綠色能源技術的主要發明者，但如今中國是全球綠色能源技術的領先制造者、使用者和輸出者，將全面覆蓋未來的綠色能源供應鏈。

中國已成為世界排名第一的高技術制造大國，同時，制造業的巨大發展推動了研發進程，中國在某些技術領域已經超越美國。例如，中國的移動支付交易額是美國的150倍，中國在深度學習領域的專利數量是美國的6倍，中國的5G連接占全球的87%等。

中國模式正在挑戰美國在技術競爭宏觀驅動方面的傳統優勢，包括美國的技術人才輸送管道、研發生態系統和國家政策。正如美國國家安全委員會技術與國家安全高級主任塔倫 · 切布拉（Tarun Chhabra）和美國安全和新興技術中心認識到的，“美國不再是全球科學技術霸主”。

技術競爭的宏觀驅動因素

若要在科技競爭中取勝，需要在不止一個領域內實現領先。要在這些領域取得成功的基礎是建立良好的運行環境，讓公司、研究機構和個人在此環境下如魚得水。關鍵因素是科學技術人才的輸送管道、研發生態系統和國家政策等。

正如洛克希德·馬丁公司的前首席執行官（CEO）諾曼 · 奧古斯?。∟orman Augustine）所觀察到的，“人力投資的不足是美國技術優勢地位不保的重要原因。美國擁有全球最好的研究型大學，然而初等教育和中等教育體系完全沒有競爭力”。

2000年時，美國授予的科學和工程本科學位總數超過50萬個，全球領先，而中國的這項指標僅有不到36萬個。如今，中國的STEM（科學、科技、工程、數學）專業畢業生數量是美國的4倍多（130萬對比30萬），培養的計算機科學家數量接近美國的3倍（18.5萬對比6.5萬）。在國際K-12學生的科學技術排名中，中國在數學和科學的得分一直超過美國——在2018年，中國在國際學生能力評估計劃（PISA）中的得分名列第一，而美國名列第25位，該計劃評估了學生的數學、科學和閱讀水平。如今在美國畢業的計算機科學博士中，30%是美國人，20%是中國人。30年前，每20名中國留學生中只有一人在學成后歸國。如今，有八成的中國留學生選擇歸國。盡管美國在過往憑借從全球吸引人才的能力而獲益（財富美國500強公司中的將近一半由外國移民或移民的子女創立），但正如美國國家人工智能安全委員會所認識到的，“在我們的有生之年，美國第一次面臨在科學前沿輸掉人才競爭戰的風險”。

在21世紀初，美國是研發支出的全球第一，以現時購買力平價衡量，相當于2 700億美元。第二名是歐盟，支出額為1 800億美元。同一年，中國的研發支出是330億美元，僅為美國的12%。等到2020年時，中國上升到全球第二名，研發支出相當于美國的90%。按照目前的軌跡，中國的研發支出會在未來10年里超越美國。雖然美國在科學發展的長期驅動因素上保持了強有力位置（全球的基礎科學研究支出中有60%來自美國，只有20%來自中國），但中國側重將科學轉化為商業產品，目前在試驗發展上的年度支出比美國多出將近700億美元。全球十大最有價值的科技公司中有6家是美國公司，而在十大最有價值的獨角獸公司中，有6家是中國公司。在國際專利申請方面，中國在2019年超越了美國，成為專利合作條約（PCT）的最大用戶，申請了22%的PCT專利，而在2000年時的相應數據為0.6%。在此期間，美國的專利申請份額從42%下跌到22%。2016年，中國還超越美國，成為全球第一的科學出版物生產國，如今全球有超過20%的科研產出來自中國。

拜登政府認識到這些機遇和挑戰，提出的“美國就業計劃”目標是向半導體制造、清潔能源、生物技術和其他關鍵技術投入數千億美元，為未來科技突破奠定基礎，隨著時間推移，帶來新的生意、新的工作和更多出口。然而，美國國會在通過自身版本的就業計劃后，將2.3萬億美元的投資額削減一半，并移除了投資關鍵技術的條款。

中國的優勢首先在于理解科技競爭重要性。中國定下到2035年“進入創新型國家前列”的目標，制定吸收海外技術的國家戰略（通過投資、人才計劃、開源科學技術的收集、知識產權等），各省政府通過高科技園區之類的地方行動來執行這些戰略，擁有龐大的資金規模等。中國的科技生態系統也許到2025年就能在動態性、創新和競爭力方面媲美硅谷。

但是，中國能不能維持這條發展軌跡？有人列舉20世紀80年代的日本崛起的例子類比中國。在審視中國科技崛起的關鍵驅動因素后，這番類比的說服力減弱不少。以購買力平價來衡量，中國的國內生產總值（GDP）早已比美國的GDP多出15%，而GDP作為國力的基礎，使得中國能在過去20年里不斷提高研發支出，到如今達到美國研發支出的90%。相比之下，日本的GDP或者研發支出不到美國的一半。審視中國和日本的科技創新生態系統的話，會發現兩國的差異很大。在20世紀80年代，日本每年有8萬名STEM專業畢業生，剛興起的風險投資行業有100家公司，每年的風險投資有9億美元（是當時美國風險投資額的10%，金額以2020年的美元幣值來衡量）。如今，中國每年有130萬名STEM專業的畢業生，是全球第二大風投市場，擁有3 500多家風險投資公司，2018年的風險投資額為1 050億美元（為當年美國風險投資額的95%）。同時，日本的科技雄心受到加拉帕戈斯綜合征的束縛：日本的創新技術是在孤立環境下研發的，專門針對本土市場，但在海外市場就遭遇水土不服。相比之下，中國的技術在全球各地都高度融入。根據格羅夫的說法，中國的創新“規?；钡哪芰σ呀浭沟弥袊诩夹g價值鏈中崛起，從制造環節移向研發環節，再移向標準制定環節。

總的來說，雖然美國已經領導了過去半個世紀的技術創新且依然在多個技術領域保持優勢地位，但中國早已成為21世紀基礎技術方面的一名不容小覷的競爭者。

正如美國藝術與科學院的2020年報告《自滿的危害》所總結的：“鑒于亞洲諸國進步的龐大規模和速度（特別是中國），美國會發現，逆轉自身的下落勢頭會非常困難……若是忽視這個問題，美國影響全球事務的能力會不可避免地下降?！?/p>

資料來源HarvardKennedySchool