朱天：全球比较看中国创新能力
【继《中国GDP数据的几个认识误区》和《中国会掉入中等收入陷阱吗？》之后，被观察者网读者封为“数据帝”的经济学家朱天，再次赐稿观察者网，用十分详实的数据，从多个角度，在全球范围内比较分析，中国的创新能力水平到底处在什么样的位置。关于中国创新能力水平，中国舆论妄自菲薄的居多，文章对这些流行观点也做了有说服力的回应。文章可不短，全文有8000多字，但耐着性子读完，定会发现干货满满。】
中国的创新不足一直以来被作为既成的事实而为人诟病，让很多中国人为之痛心疾首，也让某些西方政客和评论家沾沾自喜。在网上随便搜索一下“创新不足”四个字，就可以看到铺天盖地的文章或发言，批评中国创新不足的现状，痛陈中国创新不足的种种原因——无外乎是体制的弊病或者文化的缺陷，警告创新不足将拖累中国经济的可持续增长。
确实，我们的现代生活中几乎所有的用品都可以说最先都是西方发明的。很多高科技产品和设备虽然是中国制造，但是核心技术却是发达国家的。我们用的苹果手机虽是中国生产的，但中国的附加值只是整个手机价值的零头。中国有数十万从事基础研究的科学家，但年年的诺贝尔科学奖都与中国无缘；而瑞士这个只有几百万人口的小国却产生过二十多个诺贝尔科学奖。
与发达国家相比的创新不足是所有发展中国家的特征
与西方发达国家相比，中国的创新确实不足，相当地不足！但是，这样的比较可以用到世界上所有发展中国家身上——不只是中国创新不足，巴西、墨西哥、土耳其这些人均收入一直高于我们的发展中大国的创新其实还要差，更不用说其他更为落后的发展中国家了。
事实上，不只是中国本土没有产生过诺贝尔科学奖成果，可以说所有发展中国家本土都没有产生过诺贝尔科学奖成果。与西方发达国家相比之下的创新不足不是中国所特有，而是全世界所有发展中国家的特征。这样的创新不足显然不是简单的体制问题或者文化问题，毕竟世界上约140个发展中国家的体制和文化林林总总、各不相同。
拿一个发展中国家的技术创新水平与发达国家简单地相比意义不大。根本不用比，一定差距很大。发展中国家相对于发达国家在技术创新上的落后是再正常不过的事，否则倒奇怪了。没有听说一个国家经济发展水平不高，但科技水平却是世界领先的。
科技创新能力最强的那些国家也是世界上最发达的国家。如果要质问为什么中国（或者任何一个发展中国家）与发达国家相比创新不足，就等于质问中国（或者任何一个发展中国家）为什么还没有成为发达国家。既然中国自改革开放三十多年来与发达国家的相对差距在不断缩小，我们现在经济还不够发达、科技还相对落后的状况，如果非要怪谁的话，就只能怪改革开放前一百多年的内乱和外患让中国错过了，十八世纪从西欧驶出的工业革命和科技革命的列车。
对于像中国这样的发展中国家来说，关键的问题不是我们与发达国家的差距有多大，而是这个差距有没有在缩小，缩小的速度快不快，创新体系的效率高不高。本文通过用数据来比较中国与发达国家和其他发展中国家在技术创新的水平、能力和效率上的差别与变化，期望能够回答这些问题。
学术界在比较各国科技创新水平和能力时常用的定量指标有，专利申请数、科技论文的数量、研发的投入及科研人员的数量等。不只是看总量，更重要的是看相对于人口或者经济规模的创新指标，还要看这些指标的变化。
中国发明专利的增长全球第一，创新水平超过所有其他发展中国家
表一比较了中国与主要发达国家和发展中国家（或地区）的发明专利数。本文所说的专利只限于发明专利（inventions），不包括更容易获得的实用新型专利（utility models）。中国专利申请总数在2012年首次超过美国，跃居世界第一位（见表1第3列），这是一个了不起的成就——因为就在2002年，中国的专利申请总数还不到2012年的10%，世界排名第七。
专利申请总数第一当然不说明中国现在已经成了世界上最具创新力的国家，其实还差得很远。因为中国也是人口最多的国家，所以按人口平均以后的专利申请数中国就比发达国家落后多了。从表1第2列可以看出，中国每百万人口专利申请数大约只有韩国和日本的10%，不到美国的30%，也显著低于英法德等其他主要发达国家。
但是另一方面，我们也应该看到，中国的每百万人口专利申请数已经超过、甚至大大超过了多年来发展水平一直高于我们的国家，包括曾经的超级大国俄罗斯、东欧大国波兰以及中上等收入的发展中大国土耳其、巴西和墨西哥。中国的人均专利数更是数十倍、甚至数百倍于发展水平低于中国的所有中等收入和低收入国家。
在比较各国创新活动时，学界一般采用专利申请数而不是专利授权数作为主要的指标，这是因为专利申请通常需要几年时间才会得到批准，所以专利授权数不如专利申请数更快更准确地反应当期的创新活动。另外，专利申请最终获得授权的比例是比较稳定的，所以无论用申请数还是授权数作为比较各国创新活动的指标，最终的结果应该差别不大。确实，从表1第4列“每百万人口专利授权数”得出的比较结果与采用“每百万人口专利申请数”的结果是基本一致的。
也许有人会说中国申请的专利虽然数量很多，但质量可能不高，尤其是在国内申请的专利，比不上发达国家。不过，世界知识产权组织认为，虽然各个国家的专利法不尽相同，但所有国家授予的发明专利都必须满足相似的标准，即必须是新颖的、非显而易见的，及有工业应用性的。尽管如此，中国专利的质量平均说来还是可能低于发达国家，但是应该不会低于其他发展中国家。
中国在国际上申请的专利质量是由外国的专利机构审核的，所以也许国际专利的申请在质量上更有可比性。各国企业、科研机构和个人申请国际专利的一个主要的途径是通过世界知识产权管理的专利合作协议即PCT（Patent Cooperation Treaty）这个平台。表1第5列给出了一些主要国家和地区每百万人口PCT国际专利申请数，可以看出，中国与发达国家之间的差距很大，但是仍然超过比中国更发达的俄国、波兰和土耳其，更是大大超过其他发展中国家。
通过对世界各国专利申请数的比较分析，我们可以清楚地看到，虽然中国的创新水平与发达国家相比还有不小的差距，但是与所有其他发展中国家，不管是比中国富裕比，还是落后的国家相比，中国的创新水平都遥遥领先。
下面让我们再来看看中国的创新水平与发达国家的差距是否在缩小，缩小的速度有多快。表2给出了一些主要国家和地区的发明专利申请和授权数在最近十几年里的增长速度。可以看出，无论用哪一个指标，中国的发明专利年复合增长率都接近甚至超过30%，是全世界最快的，不只是远远快过发达国家，也同样快过其他发展中国家。
因此，我们可以肯定地说，中国的创新水平与发达国家的距离正在快速的缩短。这一点在图1中尤其明显：在1992年的时候，中国的专利申请数与印度和拉美加勒比地区（指该地区全部国家申请数之和）相比是处于同一个数量级的。但到了2012年，中国的专利申请数超过了欧洲（全部欧洲国家申请数之和）、美国和日本，而其他发展中国家的专利申请数与发达国家的差距却没有明显地缩小。
从图1中还可以看到，中国专利申请数在2002-2012十年间的增长速度要大大快于1992-2002的十年。在这个意义上，可以说中国在十几年前就已经开始了向创新型经济的迅速转型。
从下一个图（图2）显示的PCT国际专利申请数的变化看，我们可以得出同样的结论：在2004-2013的九年间，中国的PCT国际专利申请数增长了10倍以上，远远超过其他国家和地区，与发达国家的距离大大缩短。事实上，中国的中兴和华为两家公司已经是PCT国际专利申请数名列前茅的公司，进入了世界前三名的行列，这在十年前是不可思议的。
中国的研发能力和效率已遥遥领先于其他发展中国家
专利数是一个国家创新活动的产出，研发支出和研发人员则是创新活动的投入，也是一个国家创新能力的指标。由表3可以看出，发达国家的研发支出占GDP的比例是最高的，研发人员在总人口中占的比例也是最高的；中国的研发支出占比虽然与发达国家相比（尤其是与日韩相比）还有一些距离，但已经比较接近，而且远远高于其他发展中国家。中国的研发人员占比还不到发达国家的1/3，但也明显超过其他发展中国家。
中国的研发支出占GDP的比重自1996年以来不断上升，速度超过所有主要发达国家和发展中国家，这由图3中可以清楚地看出。给定中国GDP这十多年快速的增长，2011年的GDP在去除通货膨胀因素后是1996年的4倍，而我们的研发支出则由1996年占当时较低的GDP不到0.6%的水平增长到2011年的1.8%。也就是说，中国的研发支出在15年间按不变价格计算增长了12倍！
当然，研发支出的大幅增加并不必然是好事，如果我们的创新体系效率很低，研发支出的增加不一定会带来相应的创新产出的增长。那么，中国创新体系的效率到底高不高呢？世界知识产权组织提供了一个指标来衡量国家创新体系的效率，就是每百万美元研发支出所带来的发明专利的申请数。
图4比较了中国与几个主要发达国家和两个人均收入高于中国的发展中国家土耳其和墨西哥在1997-2011年间该指标的变化情况。可以看出，中国每百万美元所获得的专利申请数由1997年的2个上升到2011年的约3.5个，与效率最高的韩国非常接近，所以按这个指标来衡量，中国的创新效率其实在不断上升，超过了主要发达国家的水平。
中国的国际学术期刊论文发表量全球增长最快
技术创新离不开基础的科学研究，科学研究的水平决定了技术创新的潜力和后劲。那么，中国在基础的科学研究上的水平究竟如何呢？进步有多快呢？科学论文发表数是衡量一个国家基础研究水平的主要指标。
这方面最权威的数据来源就是汤森路透集团（Thomson Reuters）的“科学引文索引”（Science Citation Index或SCI）及“社会科学引文索引”(SSCI) 数据库。这个数据库收集了国际上各学科和专业领域主要学术期刊上的文章信息，这些期刊95%以上是英文的，也包括少数中国国内的一流学术期刊（大多也是英文的）。
表4的原始数据就来自这个数据库。从该表第3列看，中国已经成为在国际学术期刊上发表论文数量第二多的国家，仅次于美国。不过该表第2列则告诉我们，按人均论文数量，中国只有不到英国和美国的10%。（由于该数据库中绝大多数是英语期刊，英美两国的科研水平很可能被高估了。）
但是另一方面，我们也可以看到按人均论文数衡量的科研水平，超过中国的都是远比中国更发达的国家。中国的科研水平可以说超过了所有其他发展中国家，包括人均收入高于中国的拉美国家。
更加值得注意的指标是第4列的论文增长率。发达国家发表的科学论文总量在2001-2011十年间没有太大变化，而中国论文的年增长率则超过了15%，远远高于其他发展中国家的增长率。中国与其他发展中国家在科学论文发表数量增长态势上的巨大差别从图5看得尤为清楚。
有人可能会说，光数量多没有用，也许中国作者发表的论文质量更低呢。这个可能性当然存在，但是首先，上面图表中的论文都发表在质量相对较高的国际学术期刊上；其次，论文的数量其实是质量的基础。学术界的人都知道，一个国家、一个机构乃至学者个人论文的数量与质量其实是高度正相关的，写出高质量论文的学者通常（当然不一定）也是论文数量更多的学者；同样，一个论文数量少的国家也不可能是论文质量最高的国家。
从表4也可以看到，人均论文数量多的国家都是发达国家，这些国家的论文质量平均说来当然也更好。中国的人均论文数量明显低于发达国家，估计平均质量也要低一些；但是另一方面，我们的人均论文数又显著高于其他发展中国家，质量绝对不会比它们更低。
引用率是衡量科学论文质量的重要指标，发表高引用率论文多的学者就是专业内最有影响的学术领头人。表4第5列给出了这一类学者在世界主要国家和地区的分布情况。数据来自汤森路透最新的研究报告《世界上最有影响的科学头脑：2014》（The World’s Most Influential Scientific Minds: 2014）。
该报告公布了在2002-2012年间全世界在SCI和SSCI期刊上发表高引用率论文（指同一领域和同一发表年份的论文中引用率在前1%的文章）数量最多的约3000名作者的名单。
可以看到，中国（不包括港澳台地区）有112位这样的作者，数量上仅次于美国、英国和德国，超过了日本和法国，更是把俄国远远甩在后面。不过从每千万人口中高引用率作者的数量（表4第6列）来看，中国与欧美发达国家的差距还非常巨大；但另一方面，中国又遥遥领先于其他发展中国家。
其实，最前沿的基础研究从来都是发达国家的游戏，令人惊讶的不是为什么发展中国家没有多少世界领先的科学成果，而是为什么作为一个人均收入还处于世界中等水平的发展中国家——中国，已经拥有相当数量的世界级学者。
权威国际机构看好中国的创新能力
虽然很多中国人对自己国家的创新能力和水平评价很低，但是由权威的世界知识产权组织联合美国康奈尔大学和欧洲管理学院（INSEAD）共同发布的“全球创新指数”（Global Innovation Index或GII）却没有低估中国的创新能力。
在其最新的2014年143个国家创新指数的排行榜上（见表5），中国位居第29名，排到了意大利和葡萄牙等欧洲发达国家的前面，而排在中国前面的全部都是远比中国发达的高收入国家。显然，根据这三家机构的评价标准，中国是所有发展中国家创新能力最强的，超过很多人均GDP高于中国的中上收入国家，更是将其他发展中国家远远抛在后面。
我们从全球比较的角度、通过采用各类跨国数据对中国的创新水平、能力和效率进行了多个维度的定量分析，得出的结论都是一致的：中国的科技创新水平与发达国家相比还有很大的差距，有很长的路要追赶，所以还是要虚心学习，没有资格妄自尊大；但另一方面，我们也完全没有必要妄自菲薄，因为中国的创新水平已经大大超过了所有收入水平与我们相当或高于我们的发展中国家。
与此同时，中国科技进步的速度也是世界上最快的，不只是远远快过发达国家，也远远快过其他发展中国家。在可以预见的将来，也许是三十年后，中国的科技创新水平应该会全面赶上发达国家。
流行观点犯了简单类比的错误
所有关于中国创新不足的流行观点大概都犯了简单类比的错误，即只是将中国与发达国家（尤其是美国）相比或者将现实与某种理想状况相比。其实不需要看数据、做研究也都能感到中国的科技水平明显落后于发达国家，但这样的简单类比无助于我们理解造成这种差距的原因。
简单的类比通常让人得出中国与发达国家的差距乃体制所造成的结论。可是，中国过去十年里在政治、经济和科教体制上并没有发生什么根本性的变化，却在基础科研和技术创新上取得了空前的进步。虽然中国的各种体制有太多的不尽人意之处，但显然没有影响到国家科技创新水平的快速崛起。即使可以将发达国家的制度立即照搬到中国，也很难设想，我们的科技进步还能更快。
如果以为只要有一个“好的”体制，一个发展中国家的科技创新水平就可以迅速赶上发达国家，那就把科技进步想得太简单了。若真的只是体制问题，我们就不能理解为什么全世界一百多个发展中国家没有一个通过体制变革而成为领先的创新型国家。事实上，中国已经是所有发展中国家创新水平最高、也是全世界创新能力增长最快的国家，难道说中国拥有世界上最佳的创新体制吗？这大概不会是体制决定论的信仰者所希望得到的结论。
简单类比的方法也容易将中国与发达国家的差距归结为文化上的差别，好像中国文化天然不利于创新。殊不知这种差距非中国所特有，而是文化各异的所有发展中国家（包括一直比中国富裕的中上收入国家）的特征。如果中国文化真的不利于创新，怎么解释二十年来中国创新水平举世无双的进步速度呢？
对于研究技术创新的学者来说，真正有意思的问题不是为什么中国创新还很不足，而是为什么中国的创新力在过去二十年的增长远远快过世界上所有国家，尤其是其他发展中国家。那些探讨中国创新不足的制度和文化原因的“研究”和“分析”其实都是无的放矢、空穴来风。
技术进步与经济发展是一个铜板的两个方面：中国经济的高速发展既增加了对技术创新的需求也提供了技术创新的条件，而技术创新能力的快速成长又反过来促进了经济的发展。因此，中国创新能力增长之谜与中国经济增长之谜不过是同一个谜底的两个谜面。