贵州500米口径球面射电望远镜计划于今年9月完成

 

 

2015年12月中国发射暗物质粒子探测卫星“悟空”时的场景

 

 

 

资料及图表来源：Nature.com官方微信号“Nature自然科研”

 

本周四出版的英国《自然》杂志时隔多年又推出了一个中国特辑，这是继2004年首次推出中国特辑———《中国之声I》《中国之声Ⅱ》、2008年推出《中国的挑战》后，第四次聚焦中国科技发展。对前三个特辑，本刊都做过详细报道。

 

从最初的西方科学家看中国科技，到吸纳越来越多本土科学家的声音；从对中国科研体制存在的问题提出批评和谏言，到今天对中国科学家在越来越多前沿领域所做的有影响力　的工作给予肯定和赞誉，《自然》　中国特辑系列让我们看到的是这十多年来中国科技迅猛的发展轨迹。

 

本次的中国特辑题为《科学在中国》，内容包括介绍十位跻身世界前列的“科学之星”、一篇新闻特写、两则评论以及用五张图表来反映的“数字中的中国科研”。本刊选取其中精彩内容，以飨读者。

 

数字

 

从数字看中国科研

 

最近几年，中国迅猛的经济增速出现放缓，但是国家对科学的雄心没有减退迹象。

 

中国发表的研究论文，数量超过了除美国以外的任何国家，每5篇全世界范围内引用率最高的论文中，大约有1篇会有中国研究者的名字出现。

 

在过去10年中，中国发表的研究论文占世界的比重从13%增长到了20%，同时中国发表的引用率最高的论文比例也表现出了类似的增长。

 

中国现在的科学家数量超过了美国。但考虑到中国人口超过13亿，从科研人才密度的角度来说，中国依然排在其他主要科学大国之后(见上图)。

 

来自中国主要基础科学资助机构——国家自然科学基金委　(NSFC)的数据显示，中国的女性科学家现在占所有获得NSFC基金的科学家中的1/4。这个数字和美国和欧洲研究机构的报告类似。

 

随着经济发展和科研投入比例的增加，中国的科研支出增长迅速。从绝对值来看，中国的研发投入仍然只有欧洲的2/3，但考虑到中国较低的工资水平，中国科研支出的购买力比欧洲高，并且预期在2020年之前超过美国。

 

中国现在在研发上的投入已经超过国民生产总值　(GDP)　的2%，这个比例比欧盟高，并且希望在2020年前达到2.5%。然而，中国的研发投入只有5%用于基础研究，这个比例比其他领先国家低许多。中国大多数研发投入都致力于开发商用相关的技术(见上图)。

 

特写

 

中国首先攻克了DNA测序现在又想统治精准医疗

 

6年前，中国成为了DNA测序的全球领袖———当时都归功于一家企业，华大基因。当时，这家公司拥有128台全世界最快的基因测序仪，一支初出茅庐的青年生物信息学家大军，与全世界顶尖研究人员合作，发表了从远古人类到大熊猫等各种生物的基因测序结果。

 

6年后的今天，情况已经大不一样。曾经赋予了这家公司称霸市场能力的机器都已经过时，尝试开发自己的工业级全基因组测序仪遇到障碍，与此同时，装备着最新的测序仪的竞争对手开始出现。

 

今天，中国作为一个范围更广的测序大国正在经历复兴。

 

推进这一切的，是中国在今年3月公布的一个为期15年的精准医疗计划，这一计划预算高达数十亿美元，足以匹敌美国的同类计划。如果这些努力达成目标，医生们便可有望根据患者的基因组和生理机能，选择对其病症最有效的治疗。

 

评论

 

东方并非蛮野无序

 

全世界首篇，包括至今仅有的两篇关于修改人类胚胎基因的论文，均来自中国的实验室。对很多人来说，这是中国从一个以农业和商品制造为主的封闭社会，成功转型为世界创新领导者的又一标志。而对另一些人来说，这类研究是最近十年来，反映中国在监管方面松懈，或者说从文化上对基本伦理争议不太关心的系列事件中的最新案例。

 

在道格拉斯·西普和裴端卿看来，认为中国的科研雄心会致使其无法在生命科学领域，特别是涉及人类胚胎的研究上审慎行事的担忧，被过度夸大了。事实上，中国在管理编辑人类卵子、精子或胚胎的基因，以及在科研中更广泛地使用人类胚胎方面，都表现出了谨慎和克制。

 

未来还会有巨大挑战，特别是在生物技术的商业化应用方面。在国际监管标准需要不断演化，才能紧跟科研发展快速步伐的时代，中国应该获得鼓励，确立自身科研超级大国的地位，与其他成熟的科研强国一起并肩不仅成为科研上的创新者，也成为监管方面的开拓者。

 

道格拉斯·西普是日本理化学研究所发育生物学中心研究员、庆应义塾大学医学院教授，裴端卿是中国科学院广州生物医药与健康研究院华南干细胞与再生医学研究所再生生物学重点实验室教授、广州生物医药与健康研究院院长。

 

中国大力推动基础研究

 

中国国家自然科学基金委主任杨卫的评述，在指出如何提振中国基础研究的同时，也介绍了近几十年来我国在基础研究中的投入，以及未来5年最有可能迅速发展的基础科学领域。

 

中国国家自然科学基金委(NSFC)成立于1986年，一开始的预算仅有8000万元人民币，如今的规模已经扩大了300倍以上，2016年的拨款达到248亿元。

 

未来5年里，NSFC将资助有望实现快速突破的项目和跨学科研究热点——

 

包括数论、几何、分析和理论物理等基础学科研究在内的被称为“朗兰兹纲领”的计划；四川的一个探测暗物质的地下地球物理实验室；预计于今年9月份完成的位于中国西南地区贵州省的500米口径球面射电望远镜　(FAST)；以及将推动我国天体物理学、宇宙学和地球科学研究，计划于未来5年内发射的24颗科学卫星(其中4个在今年发射)。

 

其他有发展前景的领域和研究机构包括分子化学与量子催化，这是中科院大连化学物理研究所的一个研究重点；合肥中国科技大学的量子通讯与量子计算；上海生物医学科学与创新园区的神经回路和脑科学研究；国家蛋白质科学中心　(北京和上海)　的蛋白质组学研究重点；以及一些致力于基因编辑、以分子方法治疗癌症和传染病研究的团队。我们还需要开展促进中国“绿色科学”(如地球科学、海洋科学与环境科学)的跨学科研究。

 

人物

 

中国的科学之星

 

“从古老的DNA到中微子和神经科学，中国的顶尖研究者们正在发挥巨大的影响，并提升着中国在全球科学界的地位。”《自然》　杂志介绍的10位中国科学家是：

 

1.最早在小麦和水稻等农作物上使用CRISPR-Cas9基因编辑技术的高彩霞；

 

2.成功绘制出冰河时期欧亚人群遗传图谱的付巧妹；

 

3.带领中国大亚湾反应堆中微子实验团队发现中微子新振荡模式的王贻芳；

 

4.首次揭示人源葡萄糖转运蛋白GLUT1的晶体结构、并持续在蛋白结构解析领域做出重要发现的颜宁；

 

5.带领中科院国家空间科学中心进行国际合作、推动中国空间科学到达巅峰的吴季；

 

6.在量子信息技术领域首次实现八光子纠缠态、被称为“纠缠光子巫师”的青年科学家陆朝阳；

 

7.带领团队研制出深海载人潜水器“蛟龙号”、成功完成7000米级深海挑战的崔维成；

 

8.为中国大陆对外交流搭建桥梁，对提升中国科学和生物技术水平作出重要贡献的神经生物学家叶玉如；

 

9.帮助揭开南极冰盖历史的国家海洋局极地考察办公室副主任秦为稼；

 

10.以及加强环境评估与监测透明度，提升中国政府监管力度，确保地方政府和企业遵循污染和工业发展规范的中国环保部长陈吉宁。