中国在生物技术、计算科学和空间科学方面都取得了重大进展，那中国未来是否会超越西方国家呢？
1992年的夏天，在中国东北部城市长春的吉林大学，我认识了彭笑刚，他当时是化学系的一名研究生。他告诉我，他的梦想是有机会在美国顶尖实验室工作。笑刚显然聪明又勤奋――据我所知，中国大多数理工科学生皆是如此。我祝他好运，同时不由得想，他已准备迎接一个巨大的挑战。
四年后，作为《自然》杂志的编辑，我编辑出版了一篇关于纳米技术的论文――加州大学伯克利分校的世界领先化学家的相关研究，其中就有笑刚。这篇发表于1996年的论文如今已被收录在长达10卷的《自然》杂志史上最优秀论文纲要中，其译本已在中国出版。
随后，我目睹了笑刚在美国的成功。他于2005年成为阿肯色大学的终身教授。但在最近，当我有机会与笑刚再次接触时，我发现他已经搬回了中国，如今就职于浙江大学。
对笑刚来说，美国似乎不再是唯一的“机会之邦”，因为当下，中国的科学家在中国国内实施科学研究也一样能够产生全球影响力。
伴随着中国经济的崛起，中国的科学实力也在不断增强。2018年1月，美国国家科学基金会报告称，2016年中国的科学出版物数量（42.6万）首次超过了美国（40.9万）。怀疑者可能会说，科学出版物重在质量，而非数量。但是，认为中国和东亚其他国家一样，只会模仿而不会创新的观点肯定是错误的，既傲慢又陈旧。在几个科学领域，中国正开始引领世界潮流。1992年当我参观中国实验室的时候，只有部分高校（例如，北京大学）的资源看起来才能够与西方国家优秀大学相提并论。而如今，中国的顶尖科学家能够获得的资源令许多西方同行羡慕。曾经一度，中国最优秀的科学家移居国外以谋求更好的发展；如今，中国的博士后研究人员则普遍在西方国家的一流实验室里获得经验后选择回国发展――中国政府将帮助他们建立实验室，相比之下，西方能提供的实验室就黯然失色了。
很多人都被“千人计划”吸引而回到中国――年龄在55岁以下（无论中国公民与否），受聘于名牌大学和研究所的全职岗位，获得的薪水和资源都高于正常水平。中国科学院微生物研究所的高福，取得了牛津大学博士后学位，继而又获得了哈佛大学博士后学位，他说：“三四十年前，邓小平将中国很多的学生和研究者送往发达国家去学习，现在是他们报效祖国的时候了。”
香港科技大学的一名物理学家陈子亭说：“与香港的大学相比，中国一流大学为科研人员提供的待遇可能高得多。他们能够提供更多的实验室并帮助安排配偶的工作，致使香港这里的青年教员招聘工作越来越具有挑战性。”其他富裕的东亚国家和地区，如新加坡和韩国，也感受到了同样的压力。
中国政府以坚定的决心有条不紊地致力于追求科学的引领地位。中国的年度研发支出从1995年到2013年增长了30多倍，到2016年达到2340亿美元。来自中国的国际出版物数量与这一增长保持同步。伦敦弗朗西斯?克里克研究所的干细胞生物学家罗宾·罗佛尔-巴杰（RobinLovell-Badge）说：“对于某些中国研究人员来说，经费是充足的，可能比国际上的竞争对手更多，这往往为中国研究人员带来竞争优势。”
中国科学院上海神经科学研究所所长蒲慕明表示，最终目标是形成一个本国的自主创新的研究环境。他说：“中国政府开始认识到，大规模投资和海外人才招聘是不够的。我们需要建设基础设施，建立机制，以促进中国国内科研的创新。”这并非易事，而且不会在短期内实现。他补充道：“国家领导人表示，科研领域是允许冒险行为的，但是对科学家和项目进行评估的系统，以及大学课程中的指导思想和方法却又不鼓励冒险。”
不过，中国的实力在某种程度上也可以归因于绝对数量。陈子亭说：“一个国家总是有一定比例富有才华而具创新精神的人。中国的人口众多，正是其优势所在。”
中国科研机构鼓励研究人员发表高质量论文的一个颇具争议的方法是提供现金奖励。一项调查发现，2016年，发表在《自然》或《科学》杂志上的一篇论文能让作者获得近4.4万美元的奖金，甚至有时一篇论文的最高奖励多达16.5万美元（约100万人民币）。
根据中国科技大学的量子物理学家潘建伟的说法，作为全球科技舞台上的一个相对迟来者，中国需要这样的奖励措施来保持热情。对此，陈子亭表示：“奖励制度是透明的，高层管理者的期望表达得很清楚。我在中国的大多数朋友都认为这不是一个问题――很多人都觉得，任何规则，哪怕是简单而幼稚的，总比没有规则的好。”
但这是否会诱使研究人员作弊――伪造结果或择优而取，从而可以声称有一个重大的科学发现呢？2016年对现金奖励的调查显示，剽窃、代笔论文以及其他为发表论文所做的科研不端行为出现了上升趋势。蒲慕明表示，无论如何，现金奖励的做法并不普遍。他说：“只有少数几个级别较低的研究机构在这样做，而不是中国科学院或顶尖大学。”他认为，在中国，学术不端行为和欺诈行为的问题在更大程度上与质量监控不力或缺乏惩罚性措施有关。
然而，这种模式似乎很清晰，值得其他国家注意：中国在科研领域的这种方法似乎是为了确保顶尖研究人员得到充足的资金和资源，使他们能够继续很好地进行科学研究。
克隆、胚胎学和病毒学
上海的一个实验室成功克隆出了两只猕猴――最近这一消息成为全球的新闻头条，不仅仅是由于该科学成就令人震撼，还因为其对人类的影响。虽然从绵羊（1997年的克隆羊“多莉”）到猪、狗、牛等哺乳动物都曾被成功克隆，但灵长类动物的体细胞克隆却一直没有解决。蒲慕明及同事们攻克了这个难题―――他们把猕猴的卵细胞进行了处理，将克隆个体的遗传物质放置于一组分子混合物中，这些分子唤醒了促进胚胎发育所需的基因。到目前为止，中国的研究团队用于克隆的细胞核是从其他猕猴胎儿身上提取的，而不是从成年猕猴身上提取的。但蒲慕明告诉我说：“我认为用成年猕猴体细胞进行克隆也将很快实现，可能在一年内完成。”
2018年1月，中国科学院克隆出了两只小猕猴宝宝“中中”和“华华”
这种关于人类近亲的克隆实验很容易引发伦理争议，而因为期间有多次失败――在79次尝试中只有2只存活下来，更是引发了人们对伦理道德方面的忧虑。尽管如此，这项工作仍然使人类克隆繁殖理论上看起来更加可行。虽然围绕这类研究存在伦理问题（许多国家是禁止的，包括英国），但已经开展的工作和成效证实了一种观点，即如果中国锁定某个特定的科学研究或技术，那没有实现不了的。
在干细胞科学和再生医学领域，蒲慕明断言中国已经成为世界引领者，这是有充分理由的。中山大学的研究人员也创造了类似的奇迹――2015年，他们宣布高精度基因编辑人类胚胎――不是用于生殖医学，而是检查一种技术的可行性――利用无法进一步发育的体外受精胚胎，编辑致病基因变异。尽管相关的工作已经在英国获得许可并得到实施，但由于伦理道德原因，顶级必威体育备用地址 《自然》和《科学》杂志拒绝发表相关研究。巴杰说：“基因组生物学在中国的发展得到了政府的大力支持，政府在基因组测序项目上投入了大量资金。”
或许有人倾向于将中国在一些科技领域的主导地位归因于宽松的监管环境，但巴杰表示，情况可能并非如此。他说：“在中国关于猪和猕猴的实验比在欧洲和美国要容易得多，而且成本也要低得多――这未必同动物研究伦理有任何关系。最优秀的科学家希望自己的工作能够在西方得到认可，所以很多都接受了西方科学研究的培训，他们的设备也是按照西方的指导而设计的。但是，不能说在中国进行科研没有任何限制。可能没有严格的法律或法规，但有严格的指导方针――如果不能遵守的话，对于参与研究的科学家来说可能会有严重后果。”
中国在生命科学其他领域也取得了长足进步。中国自2013年出现首例致命性禽流感以来，每年都会受到类似病毒的严重影响，这使得病毒学研究有了非常迫切的需求。高福表示，自2002―2003年间一种始于广州的、特别致命的流感（导致SARS）爆发后，中国的研究人员已经对病毒性传染病有了多方面的了解。
高福重点研究像禽流感这样的人畜共患病毒是怎样从动物跨物种传播到人类的。他研究了SARS、埃博拉、寨卡病毒和MERS（中东呼吸综合征）病毒的结构和分子机制，这些病毒都有可能对全球构成健康威胁。高福表示，中国政府在这个领域投入了大量资金，但他并不幻想中国能很快达到世界领先水平。他说：“在我看来，我们的科研总体上还远远落后于美国。我们需要一个更好的机制来鼓励企业发展基础研究。”
量子互联网
2018年1月，中国研究人员宣布，他们已将数据安全加密，利用量子力学的原理，通过卫星传送到奥地利的维也纳――这是“量子互联网”的应用前景展示，对此荷兰代夫特科技大学的量子物理学家罗纳德?汉森（Ronald Hanson）向我描述说：“这是未来量子网络发展的一个里程碑事件。”
量子信息技术利用量子物理学的反直觉原理来处理信息――这种信息在当今的电子设备中，用二进制码是无法处理的。在某些任务中，与普通计算机相比，量子计算机的运算速度更快，计算信息更多；而量子通信网络――量子互联网――则可以按照自然的基本量子定律，使用防篡改的数据加密方法。所谓的量子密码学原理是在20世纪80年代研究出来的，但将它们应用于长距离传输中的光信号信息编码是一项巨大的技术挑战。
在这方面中国的做法再次体现了其勇敢的冒险精神。政府已经开始为从上海到北京的量子通信系统安装光纤网络。但对于较长距离的光纤传输来说，这并非万无一失，因为光信号在光纤传输过程中会变得过于微弱。光信号必须通过大气，利用激光器将轨道卫星与地面站连接。2016年，中国发起了一项名为“空间尺度量子实验”（Quess）的国际项目，并发射了一颗用于量子数据处理的卫星“墨子号”（以中国古代先贤哲学家墨子为名）。
中国的“墨子号”量子卫星
这一人造卫星的研究工作是由潘建伟领导的，他曾在维也纳取得博士学位，师从安东?塞林格（Anton Zeilinger）教授――量子信息科学领域最有影响力的科学家之一。有了这样的背景，潘建伟可以在该领域挑选一份好工作，但他却选择于2001年回到中国。2009年，他负责为庆祝中华人民共和国成立60周年的阅兵仪式建立“量子通信热线”；2012年，他获得了著名的两年颁发一次的“国际量子通信奖”。
在该项技术的发展和运行方面，潘建伟的成功似乎是不可阻挡的。2017年，他在合肥的研究团队演示了从西藏阿里的天文观测基地到1400公里以外的卫星“墨子”之间的量子（光子或光粒子）首次远距传输，吸引了更多新闻媒体的关注。这一壮举并不像听起来那么科幻――量子隐形传态，与《星际迷航》中的版本不同，不涉及任何物质传播――但这可能是量子通信的一个重要手段。该研究团队还报告了在中国地面站和“墨子”之间实现量子加密的传输。
长征二号F运载火箭携带中国的神州十一号载人飞船于2016年10月在中国甘肃酒泉发射升空
最新的进展是把这些密钥从北京一直传输到维也纳。也就是当“墨子”在中国上空飞过时，从北京附近的兴隆天文台向“墨子”发送一个携带量子信息的激光信号，之后当“墨子”穿过奥地利夜空时，再将该信息传递给格拉茨激光卫星观察站。兴隆和北京之间的连接，以及格拉茨和维也纳之间的连接，是通过当地的光纤网络实现的。以这种方式，位于北京的中国科学院和在维也纳的奥地利科学院（塞林格担任院长）之间举行的一场视频会议，通过量子加密确保了极大的安全性――这是一个惊人的试验，预示着量子互联网未来的无限可能性。
潘建伟表示，到目前为止，Quess取得巨大成功的关键是在中国广大专业人士的协同与合作。他说：“当不同学科领域的研究者共同协作，进行联合研究时，他们就能实现真正的创新。”
潘建伟表示，到国外进行技能学习对中国研究人员来说仍然很重要，而且这种情况还将持续一段时间。但同时，也有越来越多的国外研究者到中国来学习。他说：“在我的实验室里有相当一部分来自发达国家的外国学生，甚至其中一些还在学习汉语。”
空间技术
在中国，似乎没有什么目标是无法实现的――没有任何东西可以阻拦。中国航天局计划于2018年6月发起一项探月太空任务――发射一颗卫星，将于2019年引导一枚搭载着一架机器人着陆器的火箭发射至月球背面。卫星连接对于将数据从探测器传回地球至关重要。这是准备工作的一部分，目的是于21世纪30年代进行载人登月任务。在抢占太空优势方面，中国已被视为美国、欧洲和俄罗斯的有力竞争者，尽管目前，中国已表现出想要与欧洲合作的热情。如果中国的天宫三号在21世纪20年代初能成功发射，它将搭载三名宇航员――可能包括来自其他联合国成员国的宇航员。中国甚至还与欧洲航天局讨论了建立月球基地的问题。
中国登月计划的进一步大胆尝试
尽管中国有着明显的协作精神，但其在空间技术方面的雄心壮志使人不禁联想到15世纪郑和开创性的航海之旅，如今有一些历史学家认为这是明朝皇帝表现“软实力”和神圣统治的一种方式。在海上从来没有看到过像郑和宝船这样壮观的景象：它们使欧洲人――如瓦斯科·达伽马（VascodaGama）探寻世界的船只相形见绌。现在很多人都在思考，在科学和技术领域，上述中国全盛时代是否正在回归。
资料来源The Guardian
责任编辑 游溪
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本文作者菲利普·鲍尔（Philip Ball）英国著名科学与科普作家、《自然》杂志顾问编辑。