SpaceX的Falcon Heavy(重型猎鹰)成功首飞,这枚火箭将开启“超重型火箭(LEO轨道载荷50吨以上)”的廉价发射纪元。EDN近日发表了《1/10的成本3倍的运力,马斯克的火箭为啥这么牛?》一文,对重型猎鹰火箭进行了浅析。

本文我们就来探讨一下,别人家的私企怎么这么牛?除了航天航空技术,中国在其他科技方面与美国到底有多大的差距呢?我们看看知乎用户“者也”的文章:

中国的科技水平和美国差距有多大?

先来一幅图:

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本图数据由麦肯锡全球研究院使用了包含2万家上市公司信息的企业层面数据库计算得出,数据截止于2013年(强调一下,这已经是3年多前的数据了),共涉及33个行业,科技直接与产业化产值密切相关。

色块越靠近圆圈外围,表示该行业的科技创新能力越强。

由图可见,中美各自互有优劣。这里重点说中国的劣势。

其实针对中国科技劣势,中国为了促进科技发展,早在2006年的时候就发布了国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006━2020年)(国家中长期科学和技术发展规划纲要(全文))。

《规划纲要》确定了核心电子器件、高端通用芯片及基础软件、极大规模集成电路制造技术及成套工艺、新一代宽带无线移动通信、大型飞机、载人航天与探月工程等十六个重大专项,完成时限为十五年左右,这些重大专项是我国到2020年科技发展的重中之重。

2020年马上到来,从目前看在一些领域进步是相当明显的,比如大飞机等,但一些领域还需努力。

科学研究领域

中国在特种化学品、生物技术、半导体设计、医药(品牌药)等科学研究型领域的四大行业整体处于劣势。这些领域的特点是研发周期长,不是一朝一夕能够追赶上的。

个人认为,其中,需要优先努力突破的是半导体设计相关产业,因为该产业经济价值巨大。

2015年中国集成电路进口金额2307亿美元,耗费超过原油,成为我国第一大进口商品,出口集成电路金额693亿美元,进出口逆差1613亿美元。2016年中国集成电路进口金额依然高达2296亿美元,出口集成电路金额635亿美元,进出口逆差1661亿美元。

中长期科技规划重大专项中的01专项和02专项正是针对半导体产业。

01专项:"核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品"(简称"核高基重大专项")。02专项,即:《极大规模集成电路制造技术及成套工艺》项目。

目前看,两个专项的科研成果产业化应用还需要加强。

工程技术领域

(1)、中国在商业航空上与美国差距较大,不过差距正在缩小。大飞机C919已经首飞,支线飞机ARJ21已经投入商业运营一年多。

017ednc20180207 图为2015年11月首架ARJ21交付成都航空。

(2)、应用程序和系统软件,中国落后很多,以后全靠各位广大程序员了。

(3)、医疗器械领域,也是差距巨大。

国内的医疗器械市场基本上是以国外品牌为主导,在某些领域尤其突出,譬如在内窥镜领域几乎看不到国产品牌的身影;

影像诊断类产品基本是以“GPS”(通用电气、飞利浦、西门子 )为主,尤其是CT、MRI、血管造影机DSA技术壁垒高的行业仅有极个别国产企业占据极少部分医院市场。

在监护产品领域,迈瑞以52.6%的国内市场占有率远超GE及飞利浦,可说是唯一一局国产品牌完胜国外品牌!

医疗设备领域,国产需再接再厉。

客户中心型领域

应该说3年的时间,中国发展了很多,特别是互联网零售、智能手机、移动支付。

注意图中是2013年的数据,中国发展太快,一年一个样 ,何况已经过了3年。如今阿里今年都进世界500强了,共享单车都满大街了。所以,对一二十年中国超美国,还是很有信心的。

随着中国交通、互联网、快递物流网络等基础设施的完善,伴随中国经济的发展,靠着中国的人口优势(人口是美国人口的四倍多),中国双十一购物狂欢节秒杀美国黑色星期五。

下图为智能手机市场占有率。智能手机方面中国发展很快。

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以上是直接从产业角度的科技对比。

下面从专利和论文两个角度对比。

专利是自主知识产权的标志,是创新能力的体现。我们再看专利申请量,中国发明专利申请量是日本和美国的总和,没办法人多思路广,三个臭皮匠还顶一个诸葛亮呢! 2016年,我国共受理发明专利申请133.9万件,同比增长21.5%,连续6年位居世界首位。截至2016年底,我国国内发明专利拥有量达到110.3万件,是继美国和日本之后,世界上第三个国内发明专利拥有量超过百万件的国家,5年左右有望超过美国。

019ednc20180207 发明专利申请量(千),这里不包括实用新型

专利分为发明专利和实用新型专利!大家不要小看实用新型专利,2012年三星在与苹果的专利战中败诉使得谷歌Android阵营受到重创,谷歌企业发展副总裁David Lawee接受采访时对此表示,谷歌的确有做的不到位的地方,在保护知识产权方面不够积极。对于苹果的胜利,Lawee表示,“我们并不相信圆角矩形可以用来申请专利,我们没有意识到苹果会利用这个来保护iPhone,这也为我们敲响了警钟”。他居然说不相信,不相信,相信圆角矩形可以申请专利!

这里再强调一下实用新型专利与商标一样对于一个企业同样重要,特别是与产品有关的实用新型专利。

随着中国经济的发展,中国企业也不断进军国际市场,中国的国际专利(PCT)申请量也呈现高速增长的态势。2016年全球的国际专利申请数量增加了7.3%,达到约23.3万项,再度创下新高。按国家和地区分类,2016年美国共提交56,595项PCT申请,排名第一,美国已经连续39年位居PCT申请量全球第一。日本以45,239专利申请位居其次,中国以43,168项专利申请量排名第三。其中中国增长率高达44.7%,自2002年以来每年都实现了两位数的增长。按照这一趋势,2017年将“坐二望一”,超越日本,两年内有望超越美国(中兴再夺PCT国际专利申请榜首:连续7年位居前三-科技频道-和讯网)。总之5年内超越美国是没有悬念的。

在一个相互关联的、以知识为基础的全球经济体系中,创造者和创新者越来越依靠知识产权促进和保护自身的国际竞争优势。中国PCT国际专利和商标申请的持续增长,将在中国由“中国制造”走向“中国创造”的过程中,助力企业走向国际化。

020ednc20180207 国际专利top10企业和国家

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2014年中国国际专利申请还只有25000多项,短短两年的时间,2016年就达到43000多项,发展速度惊人。

从2016年世界百万人口国际专利申请量从排名看,人均PCT专利(每百万人口)80以上,排名前25位的,都是高度发达国家。人均PCT专利(每百万人口)15-80的,都是中等发达国家。2016年中国百万人口国际专利为31,按照中国目前高速增长的速度,5年左右能够达到英国83的水平,10年左右能够达到美国174的水平。这也是助推中国跨过中等收入陷阱迈入高收入国家,进而成为中等发达国家的一个保障。

022ednc20180207 图片来源2016中国国际专利申请数激增45%

看完专利,我们再来看科技论文,自古专利论文不分家,常规做法是先申请专利,待专利公开后再发表论文,大家操作时一定注意顺序把控好时间节奏。中国科技论文数量在2013年与美国基本持平,这里包含中文论文。看完数量,我们接着看质量。

023ednc20180207 图 科技论文数量(千)

说到论文质量,不得不说英语,英语是世界通用科技语言,高质量论文基本都是英文发表。像我国诺贝尔奖获得者屠呦呦先生以中文论文形式发表青蒿素的发现只是在特定历史时期出现。所以,有志于科研的各位,英语这一关是必须要过的了,四六级、雅思托福、该考的还是要考,新东方厨师烹饪学校也是借此东风一跃而上的!除非中国强大到科技辗轧全世界,全宇宙,那时我就用汉语发表论文,你能把我怎么着,爱学不学,火星网友也不例外!

评价论文质量大家主要看两大国际文献数据库:《科学引文索引》(SCI) 、《工程索引》(Ei),博士毕业、评职称、晋升大都要求这样的论文。2015年中国科技SCI论文统计结果表明,SCI数据库2014年世界科技论文总数为176.63万篇,比2013年增加了3.3%。2014年收录中国科技论文为26.35万篇,连续第六年排在世界第2位,占世界份额的14.9%,所占份额提升了1.4个百分点。排在世界前5位的有美国、中国、德国、英国和日本。排在第一位的美国,其论文数量为48.66万篇,是我国的1.8倍,占世界份额的27.5%。

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按照目前中国论文发表的速度,估计2025年左右能够超过美国。中国在科技论文方面其实应该加强国内期刊影响力构建,争取以后能够吸引高质量论文发表在中国期刊上。

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2015年全球自然指数排名top20

自然指数选取了68本学术期刊,虽然在科学共同体中有很高的共识,约占自然科学期刊总引用量的30%,但从学科分布上来说,它只包含化学、生命科学、地球与环境科学和物理科学,缺少数学、工程科学。因此,从学科体系的完整性上讲,用它来反映一个国家或地区的总体科研水平有偏颇之处,但可作为很好的参考。 排名中美国依然占据首位,中国继续保持第二。其中,中国分值仅为美国的约三分之一。但中国仍保持着稳步提高的势头,去年的分值比2014年增加4.8%,这一增速在前10名中最高,美国则下降4.5%,如果照此速度,超越美国需要10年左右的时间。排名中大部分国家不是原地踏步就是大幅下降。 (2016年自然指数排名 中科院蝉联科研机构全球第一)

最后总结一下,中国科技与美国互有优劣,在一些领域中国与美国差距巨大,但是通过努力,差距正在缩小。

可以说,未来的一二十年是中国在科技领域全面追平乃至赶超美国的时代。

其实,在未来影响人类的前沿科技领域,中国与美国差距不大,有的还领先美国。

超级计算机领域,中国处于领先地位。

在量子通信领域中国已经超越美国。量子计算也处于前列。

能源方面,页岩气落后美国,但是可燃冰开采领先。

可控核聚变研究领域中国也领先于美国。

人工智能研究方面,虽然没有谷歌阿尔法狗之类的标杆产品,但是也可圈可点。

2015年中国深度学习论文数量居第一,发了350篇。中国不仅在数量上完胜美国,在论文的质量上也取得了领先优势,体现在论文被引数上面。(华盛顿邮报:中国AI研究领先世界,深度学习论文数量及质量居第一)。

未来,人工智能将会全面影响人类社会,在各行各业掀起剧烈变革,各国之间在该领域的竞争将会进一步加剧。

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提及“深度学习”或“深度神经网络”的期刊论文数量

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被引超过一次的、提及“深度学习”或“深度神经网络”的论文数量

(原文发表于知乎,作者授权发表,如需转载请联系作者本人)

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