截至2025年,日本获得诺贝尔科学奖(物理、化学、生理医学)的本土科学家已高达27人(不含日裔外籍科学家)。相比之下,中国本土科学家仅有屠呦呦一人获得诺贝尔科学奖。即便算上获奖时非中国籍的外籍华人,如杨振宁(已回归中国籍)、李政道、钱永健等,总数也不足10人。
用一个简单粗暴的算法:中国的人口超过十四亿,日本还不到一亿三千万。中国的人口超过十个日本,但是日本的诺贝尔奖(理化)总数是中国的二十倍!也就是说,日本的人均诺贝尔奖获奖率,是中国的二百倍!
这巨大的差距背后,到底隐藏着怎样的秘密?本文基于现有统计数据及相关分析资料就中日两国在诺贝尔奖竞技场上的差距及其深层原因谈些粗浅看法。
01
日本新世纪诺贝尔科学奖得主特征研究
日本新世纪22名诺贝尔科学奖得主中,9人获物理学奖,8人获化学奖,另外5人获得生理学或医学奖。14人出生在二战结束之前,其中出生在1926–1935年间的7人,1936–1945年间的6人,仅南部阳一郎一人出生于1921年。战后出生的8人中,有4人出生于1946–1955年间,另外4人则出生于1956–1965年间。换言之,2/3以上的诺奖得主出生在战败前。
22名诺贝尔科学奖得主中,南部阳一郎(物理)、真锅淑郎(物理)、下村修(化学)和根岸英一(化学)4人的获奖奠基性成果在海外做出,其中,南部、真锅和下村的获奖成果是60年代初在美国做出的。其余均主要在日本本土完成获奖成果。田中耕一(化学)、中村修二(物理)和吉野彰(化学)的获奖奠基性成果是在日本企业做出的。
除南部阳一郎和下村修外,其余诺奖得主都是在战后接受的高等教育甚至是高中教育,且都是在日本国内完成大学本科或专科学业的,其中在东京大学、京都大学、名古屋大学读本科或取得博士学位的人数最多,均在4人以上。在由原帝国大学改造而成的7所日本国立综合大学中,除九州大学外,都至少培养出了1名诺贝尔科学奖获得者。在日本私立大学就读过的只有大村智一人。(英语,真的那么重要吗?)
至此,日本新世纪22名诺贝尔科学奖得主中,绝大多数出生在二战结束前。他们几乎都是在1945年日本宣布投降后进入国立或公立大学读书,且大多是在1964年日本举办东京奥运会前后进入顶尖国立综合大学研究生院学习。1972年日本的GDP超越西德,成为仅次于美国的世界第二大经济体之后,他们在著名综合大学或企业研发部门取得了重大研究突破,从而为新世纪荣获诺贝尔科学奖奠定了基础。
02
战略定力:基础研究投入的天壤之别
2001年,日本政府制定了《第二期科学技术基本计划》,明确提出"50年内拿30个诺贝尔奖"的国家战略目标。当时国际社会对此普遍怀疑,甚至日本科学家野依良治也抨击这样的目标"很没脑子"。结果讽刺的是,野依良治当年就获得了诺贝尔化学奖。
日本在2001年提出的“诺贝尔奖计划”,是在其国内外形势均发生了重大变化的情况下,为谋求21世纪进一步发展,日本国家战略从引进技术为主的“收割型”战略,转变为以充实基础科学技术研究为主的“播种型”战略的重大转移的具体体现。这次转变被日本称为是继明治维新和二战后经济迅速腾飞两次胜利远航之后的“第三次远航”,其重大意义可见一斑。
如今时间仅过去20年,日本已经完成了目标的三分之二以上。日本人当年吹下的牛,正在变为现实。
日本之所以能够取得如此成就,首要原因是对基础研究的持续高强度投入。2000年至2021年间,日本基础研究投入占科研经费的比值平均为12.28%。相比之下,根据国家统计局数据,2024年我国基础科研经费占比为6.91%,虽较2020年增长了70%,但比例仍远低于日本。
更重要的是,日本政府和各类科研基金会为"冷门、产出难、周期长"的基础课题提供稳定经费,为科研精英营造了"耐得住寂寞、坐得住冷板凳"的科研环境。
与"收益高、见效快"的应用技术相比,基础科研"产出难、周期长",长期以来在中国科研领域相对"冷门"。然而,基础科研恰恰是一个国家科技发展的关键基石。
日本采取了与美国不同的知识生产路径。美国遵循"基础研究→应用研究→试验发展研究→产业化"的线性模型,而日本则选择了"应用研究→试验发展研究→产业化"的短链路径。这种路径选择使日本在知识生产的中端具有优势,企业创新和发明特别活跃。这种短链路径得益于产学官合作研究模式。
20世纪70年代以后的“技术立国”战略总体上呈现出以经济发展为动力、技术开发为目标、基础研究为前提的特点。而从20世纪70—90年代日本诺贝尔奖成果的产出过程上看,有相当一部分受益于当时如火如荼展开的“产学官”合作研究活动。应用驱动的合作研究、多元协作,以及一些开明企业贡献科学的理念都与诺贝尔奖成果有密切联系。如2001年名古屋大学教授野依良治获得诺贝尔化学奖,在一定程度上是与高砂香料工业和帝人株式会社等产业界的合作结果。2002年东京大学教授小柴昌俊因天体物理学获得诺贝尔物理学奖,在研究过程中除了得到政府给予的“特定研究资助”外,三井金属公司也提供了免费设备和试验场地,更以雄厚的技术与工艺实力在仪器设备方面提供了重要技术支持。
03
教育理念:好奇心的守护与泯灭
多位日本诺贝尔奖得主在回忆成长经历时,都提到了童年时代亲近自然、自由探索的重要性。
2002年诺贝尔物理奖得主小柴昌俊在《我不是好学生》一书中坦言,童年时代在学校后山与同学追逐赛跑、肆意玩耍的时光对他科学生涯影响深远。
2008年诺贝尔化学奖获得者下村修曾说:"我做研究不是为了应用或其他任何利益,只是想弄明白水母为什么会发光。"
日本中小学教师的教学自由空间较大,可以在大纲基础上自主设计课程。丰富多彩的课外活动和俱乐部文化,为学生多元发展提供土壤。
反观中国,以前的应试教育从小学就开始挤压学生的探索空间。2018年PISA测试显示,中国学生科学素养虽高,但"对科学职业的兴趣"排名靠后。这种教育模式虽然培养了技能,却磨灭了原始的好奇心。当然中国也一直在大力改变这种局面,将应试教育逐步转变为素质教育。
日本高等教育的过人之处在于其"实验室文化"。在日本大学的实验室,很少看到进口设备,大多是"Made in Japan"。教授们一边做科研,一边自己动手研制新设备,这种自主研发能力极大地促进了原创性研究。日本大学工程能力很强,为基础研究与应用研究的结合奠定了基础。日本大学强调基础研究的应用性和应用研究的基础性,日本政府制定的基础研究计划往往将涉及基础科学实验的长期应用研究项目也划入范围之中(如“科研费”计划)。日本大学中的科学研究一般基础研究占60%,应用研究占40%,基础研究包含了一定的应用目的或意识。二战后,日本赋予大学乃至高等教育相对自由的发展空间,从而使日本高校在基础研究、产学合作等方面形成特色,促进了国家科技实力的提升。
04
科研环境:长期主义与短期主义的对决
日本科研环境的稳定支持为长期研究提供保障。非竞争性经费占主导,学者可以获得长期资助,不必为短期考核所困扰。
小柴昌俊的中微子研究持续15年,最终获得2002年诺贝尔物理奖。坂口志文关于调节性T细胞的关键研究发表于1995年,等待了30年才获得诺贝尔奖认可。
相比之下,中国科研经费分配中竞争性经费占比超过70%,可以理解的是科研经费分配制度制定者是希望通过经费竞争来促进人才的进步和课题的创新,本意是好的,但是由于平均课题周期不足3年,申请评价体系不完善,导致课题申请者往往追求“短平快”的模式。而这种"短平快"的模式难以支撑需要长期积累的重大突破。
日本大学教授享有高度自治权,终身制保障了研究的连续性。日本高校老师不会因为在一段时间内没有出成果而担心失去职位,可以长期潜心研究。
而中国高校行政化管理严重,青年教师疲于申请经费和应付考核。"学术行政化"、"工程攻关型"评价体系导致有潜力的科学家过早被挤出一线。
企业在科研创新中的参与程度也存在差异。
日本企业创新意识强并注重持续投入,对科技人才有较强吸引力。受益于企业文化特点,日本存续百年以上的企业有2 万多家,存续200 年以上的有近千家。许多日本跨国公司既有近百年的发展历史,又有做百年老店的强烈愿望,从而不断积极投入,推动技术创新及配套管理创新, 企业呈多角化、集团化,紧跟或引领世界相关产业发展。
日本优秀制造业技术创新企业为顶尖科技人才提供了施展才能的环境,诺贝尔物理学奖获得者中村修二在日亚化学完成了蓝光二极管,诺贝尔化学奖获得者田中耕一在岛津制作所完成了生物高分子构造解析方法,诺贝尔化学奖获得者吉野彰在旭化成完成了锂离子二次电池等标志性诺奖科研成果。日本人诺奖获奖者中有10.7% 来自企业,彰显了日本企业对技术创新和基础研究的重视程度。
日本在重视基础研究的同时,形成了独特的"产研共生"生态。东芝、索尼等企业长期资助基础研究,而不是只关注短期能见效的应用研究。这种企业界的长期支持为科学家提供了稳定的研究环境,是日本诺贝尔奖辈出的重要社会基础。
而中国企业发展历史较短,在科研研发投入上都相对捉襟见肘,更偏重于科研成果的产业化,而容易忽视本身与高校合作、基础研究的重要性。
05
社会文化:对科学家的尊重与崇敬
日本社会对科研人员的高度尊重也是重要因素。有调查显示:大学教授的职业威望在日本187种职业中排名第三,仅次于法官和律师。这种社会地位吸引优秀人才投身科研。
每一位诺奖得主的出现,不仅引发媒体密集报道,更成为校园、企业、政府主流精英学习和致敬的榜样。他们的学术故事被编入教科书、制作成纪录片,成为无数年轻学子的志向灯塔。
相比之下,中国社会存在较强的"实用主义"倾向,对能快速带来经济效益的应用技术关注度远高于基础科学。几十年前,很多七零后、八零后小时候的理想是"长大后成为科学家"。
而如今的孩子,有人想做网红,有人想当明星,立志成为科学家的孩子还有多少?
06
我们的机遇和改变
随着近些年在教育体系和科研创新体系的改革,作者还是相信在未来我们国家会展现出强大的科研潜力,有望实现诺贝尔奖数量上的突破。例如以下几个方面:
- 量子通信:潘建伟团队实现千公里级量子密钥分发和量子隐形传态,奠定全球量子通信网络基石
- 铁基超导:赵忠贤团队在高温超导领域取得突破,推动超导机理研究并获国际大奖
- 中微子振荡:大亚湾实验精确测量中微子混合角θ13,为粒子物理标准模型补上关键拼图
- 北斗卫星导航系统:完全自主的高性能全球导航系统,跻身世界四大核心GNSS之一
- 特高压技术:中国率先攻克了±800千伏直流、1000千伏交流特高压输电的商业化运营的技术方案,解决了远距离、大容量、低损耗输电的世界性技术难题。
我们还需要什么样的改变?
1. 重新审视基础研究的价值
日本的成功告诉我们,基础研究是一个国家科技发展的关键基石。中国需要打破功利导向,重建"为科学而科学"的精神,给基础研究更多耐心和空间。
近年来,中国在论文总量、专利数量上已超越日本,量子技术、空间站等领域已世界领先。但这些优势主要集中在应用研究领域。中国需要提高基础研究投入占比,优化科研投入结构。
根据数据显示,中国2022年的R&D经费投入结构中,基础研究、应用研究与试验发展研究的占比为6.57%:11.3%:82.1%,与发达国家典型的15%:20%:65%相比,基础研究投入明显偏低。
2. 改革科研评价体系
中国需要改革科研评价体系,减少行政干预,提高对失败的容忍度,完善人才流动和自由探索机制。
日本的经验表明,稳定支持而非频繁考核,是产出重大成果的关键。中国科研人员目前面临的主要压力包括:"帽子工程"、论文指标、职称晋升等外部压力,这些压力使得研究人员难以专注于需要长期积累的冷门难题。
3. 教育理念的彻底转变
中国教育需要从应试导向向创新导向转变,减少应试束缚,增设探究性课程,保护学生的好奇心和探索欲望。
日本教育注重培养学生对科学的内在兴趣,而不是将教育视为通往好工作的跳板。多位日本诺贝尔奖得主都强调,他们从事科研是出于对自然现象的好奇,而不是为了应用或其他利益。
4. 构建崇尚科学的社会氛围
中国需要提升科学家的社会地位,鼓励"非功利性探索",营造更加尊重科学探索的社会氛围。
日本社会对科学家的尊重体现在各个方面:企业愿意参与基础研究投资,公众耐心等待"无用研究"数十年后结出硕果,政策确保不会因短期看不到成效而"一刀切"断供。这种全社会共同承担风险的耐心,是日本能够持续产出诺贝尔奖级成果的重要社会环境。
结语
日本诺贝尔奖的丰收不是偶然,而是系统性的国家战略、教育理念、社会氛围与科研体制共同作用的结果。
我们国家要想迎头赶上,必须从根本上改革科研评价体系,增加对基础研究的投入,改善科研环境,减少行政干预,营造更加宽松自由的学术氛围。
科学创新没有捷径,唯有通过制度保护原创探索、教育培育批判精神、社会给予耐心与尊重,才能收获历史的惊喜。
在现代文明社会,国家间的最大竞争在于科研领域的互相超越。尤其是面对曾给中国带来深重灾难的日本,真正的较量并非来自仇恨宣传,而是依靠冷静、理性的心态和在基础科研方面脚踏实地的努力。
相信随着我们国家科研环境的不断改善,未来也会有越来越多的中国科学家站在诺贝尔奖的领奖台上。只是这需要时间,需要耐心,需要整个社会的共同努力。