近年来的诺贝尔奖项中,奠基重大技术的研究和促成科学走向应用的技术占据了越来越多的位置。这可能意味着,认为中国高被引科学家数量爆棚会让中国更多更快地斩获诺奖的说法值得商榷。

12月10日,全球科技与文化界的目光再次聚焦斯德哥尔摩,2024年诺贝尔奖颁奖典礼如期举行。人们在广泛关注今年AI在诺奖中大放异彩的同时,也许并未意识到AI得奖其实也在延续诺贝尔奖的另一个趋势:近年来的诺贝尔奖项中,奠基重大技术的研究和促成科学走向应用的技术占据了越来越多的位置。

例如,今年的人工智能的突破,不论是物理学奖被颁给人工神经网络和机器学习领域的开创者美国普林斯顿大学的约翰·霍普菲尔德(John J.Hopfield)和加拿大多伦多大学的杰弗里·辛顿(Geoffrey E.Hinton),还是AlphaFold因对蛋白解析的革命性方法而获得化学奖,都体现着奠基重大技术的研究越来越受到重视。

相对于凝聚态和粒子物理等经典物理领域,人工神经网络、机器学习对实践应用的推动直接而强大。而AlphaFold不仅解开了蛋白质折叠这一长久科学难题,还为药物开发等应用领域带来了革命性影响。

同样的趋势其实在前几年诺奖中已经开始明晰。从高琨的光纤研究到雅克·杜博歇(Jacques Dubochet)、约阿希姆·弗兰克(Joachim Frank)、理查德·亨德森(Richard Henderson)对冷冻电镜技术(cryo-EM)的发展;从基因编辑技术路线到mRNA疫苗的研发,这些获奖成果最终落脚点都是改变人类生活或人类科研的重大技术突破。它们大致又分成对重大技术本身的开创性发展(如冷冻电镜、基因编辑和mRNA),以及推动重大技术进步的原创科研成果(如光纤技术的应用)。

这些研究催生了革命性技术的诞生,或者推动了技术走向实际应用的跨越。在这些革命性技术中,推动科研本身进展的技术格外受到青睐,例如,冷冻电镜为分子生物学提供了全新的观测手段,mRNA技术更是在新冠疫苗开发中展现了巨大价值。

今年斩获诺奖的两项人工智能技术,恰恰体现了这两个方面,人工神经网络和机器学习领域的研究奠基了人工智能的发展,而AlphaFold对蛋白结构的革命性解析则让生命科学研究与医药开发获得跳跃式发展。与之相比,经典的理论性成果近年来获得诺奖的机会似乎在相对减少。

虽然按照Nature发表的研究,科学研究的颠覆性突破正在减少[1],这可能为更多促进应用成果诞生的研究提供了角逐诺奖的机会,但这种转向无疑也源于现代社会对技术落地的迫切需求。探索基础科学的努力并未停止,但能对全球经济和社会产生直接效应的研究无疑更能引起评委的青睐。

那么,这样的诺奖趋势对中国而言意味着什么呢?

这可能意味着中国本土科学家获得诺奖的时间还要延后。在1990年代中后期,当时的中国科学院领导曾预言,中国有可能在2020年前后获得诺奖。当时的依据主要是科研条件、科研投入和科研与国际主流研究的衔接程度。不用问,当时的预期偏理想化。近年来,中国的高引科学家数量不断爆棚,这又让一些评论者认为,中国可能在未来二三十年像近年来的日本一样不断斩获诺奖。但如果用其成果是否导向对世界科技发展产生颠覆性影响的技术作为标准的话,这方面中国的路似乎还很长。

近年来,中国在科技领域取得了显著成就,高被引科学家数量和论文产出排名全球前列。然而,真正推动颠覆性技术的科学家数量仍然稀少。例如,当前一些重大技术的突破性进展:

  • 量子计算:谷歌的“量子优越性”实验背后是基础理论的长年积累。
  • 基因编辑:CRISPR-Cas9技术的开创性贡献来自于基础生物学的持续研究。
  • AI大模型:OpenAI的GPT系列背后是计算语言学和深度学习理论的基础推动。

中国在这些领域的基础科学创新较少能够直接推动颠覆性应用。这种现状反映了中国科技界尚需进一步夯实基础研究的创新能力。高被引本身并不能确保这些研究成果最终化为走向应用的技术。

可能有人会质疑,中国的高科技研发在很多方面,特别是在新能源或通信等领域已经走在了世界前列。这一点从中国的新能源汽车因强大的竞争力而不断被各国加征关税就可以看出来。既然诺奖指向了最终的应用,那么随着中国技术领域不断取得日新月异的进展,应该距离问鼎诺奖并不遥远了。

然而,不论是终端技术应用的突飞猛进,还是高引科学家的指数级增长,都不意味着中国正在快速接近获得诺奖所代表的革命性和引领性的成果。技术要走到产业层面的终端应用,必然经历多次多种革命性的突破,我们很难保证目前中国在产业上取得的引领性技术的研发过程中,有多少次颠覆性进展是源于中国的科学家。

以华为的5G技术而论,其成为国际压倒性解决方案的技术路线的原始创新,是源于土耳其科学家的研究工作。可能正因为如此,华为创始人任正非就多次强调基础研究的重要性。作为中国高科技研发最杰出的代表,华为肯定是最清楚在基础科学层面上缺乏原始创新的苦涩。

既然如此,那么完全体现基础科研引领性的高被引论文和高被引科学家近年来在中国的大量出现,不应该大大增加诺奖或类似级别国际表彰的获奖概率吗?也不尽然。虽然引领性的科研成果一般要以高引频次来衡量,但高引频次并不确保相关技术路线能导向应用,而且更重要的是,诞生高引的研究领域更有可能是热点而非颠覆性突破。
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