〈分析〉知識就是力量 一文看懂美中科技實力落差

智識就是力量,美中科技實力有差距(圖片:AFP)
智識就是力量,美中科技實力有差距(圖片:AFP)

從有人類歷史以來,科技一向是國家實力的關鍵。以近代科技史與經濟史來看,16~18 世紀,英國憑藉牛頓的經典力學理論與瓦特發明蒸汽機成為世界科技中心。

隨後西門子發明發電機、愛因斯坦提出相對論、普朗克奠定量子力學,德國一躍成為 19 世紀末、20 世紀初的科技強國。

但在愛因斯坦移民美國、1947 年貝爾實驗室成功研製出電晶體後,美國開始取代德國成為世界科技中心,並持續到現在。

日本科學史學家湯淺光朝提出當一個國家的科學成果數量占世界科學成果總量的 25%,就可以稱之為世界科學中心,而中國是否有潛力接續美國成為新的世界科技中心,將從下列各項做出分析:

研發經費與人力投入

2016 年美國研發支出達到 5103 億美元,位居世界第一;中國的研發支出則為 2378 億美元,位於第二,但不到美國的一半。2000 年~2016 年,中國研發內支出增長超過 20 倍,年複合成長率達 21.3%,而同期美國研發支出成長不到 2 倍,年均複合成長率只有 4.1%。

(資料來源: 中國恆大研究院) 主要國家國內研發支出
(資料來源: 中國恆大研究院) 主要國家國內研發支出

市場預估到 2024 年左右,中國在研發的整體資金投入將超越美國,成為世界第一。

從研發強度(研發支出 / GDP)來看,2016 年排名位居前列的國家,其研發強度普遍維持在 3% 左右,其中,韓國(4.24%)、日本(3.14%)、德國(2.94%)、美國(2.74%)排在前四。

中國方面,2016 年研發強度則達到 2.12%,相較於 2000 年的 0.89%,研發水準明顯提升,目前已經接近法國(2.25%),並超越英國(1.69%)等已開發國家,只是距離韓、日、德、美四國還有一定差距。

高等教育

研發實力就是人才實力,因此各國大學排名能看出其未來在研發實力方面的潛能,同時大學也是人類科技創新的灘頭堡。

根據偏重教學與研究能力的泰晤士高等教育世界大學排名中,2017 年全球前百大大學排行裡,美國大學占 43 所,其次為英國的 12 所、德國 10 所,中國共 5 所上榜,其中排名前 10 的大學基本都來自美國和英國,中國排名最高的清華與北大則在 20 名之外。

(資料來源: THE, 恆大研究院) 泰晤士高等教育排名前百大數量
(資料來源: THE, 恆大研究院) 泰晤士高等教育排名前百大數量

發明專利

專利可以分為發明專利、實用新型專利、外觀設計專利,其中,發明專利最能代表科技創新水平,且是衡量創新最具公信力的指標。美國專利密集度最大的幾大產業,如電腦、通訊設備、半導體等,均是典型的高科技產業。

高通過去憑藉在 CDMA 領域的布局,在 3G/4G 時代大發橫財,且高通利用核心專利授權收取的費用甚至被稱為「高通稅」。

根據世界知識產權組織(WIPO)統計,截止 2017 年底,全球共有 1043 萬件有效發明專利,其中,保有數量排名前五分別為日本(282 萬)、美國(236 萬)、中國(152 萬)、韓國( 99 萬)、德國(67 萬)。

(資料來源: WIPO, 恆大研究院) 主要國家有效發明專利保有數量
(資料來源: WIPO, 恆大研究院) 主要國家有效發明專利保有數量

中國近年來在專利方面急起直追,在申請數量上已經超越美國、日本,而在授權數量略高於美、日。不過,在專利的授權率與實際轉化方面中國仍有較長的路要走。

總結來看,中國研發實力與美國仍有一段差距,主要在於美國是全球人才聚集地,這其中涉及許多因素,文化、生活環境與品質等都是考量點。

而學校排名是研發實力的領先指標,在中國大學排名沒有大幅躍進的情況下,整體研發的品質要超過美國並不容易。此外,中國要接下美國科技大國地位,還有歐洲各國要追趕,如英、德。

即便中國有取代美國成為科技大國的潛力,但離實現還有很長一段路要走。畢竟每個時代科技大國的轉變,都是伴隨著劃時代的科技新發現。


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