创新基金会：大陆创新能力正超美

在OpenAI发布其ChatGPT后不久的1月23日，美国信息技术与创新基金会 (Information Technology and Innovation Foundation ITIF) 发表研究报告，称中国大陆的创新能力正在超越美国，并在创新总产出方面已超过美国 (下图 nature)。研究报告指出，中国大陆正利用其庞大的经济和人口的优势，在创新指标的总产出方面，例如科学和工程文章发表数量、博士学位授予数量，以及先进产业的产出等方面超过了美国。或许很多人会认为这是ITIF为了拨款而高呼“狼来了”。但ITIF乃一非赢利科技智库，即它不以赚钱为目的，而是向政府和企业提供通过自身严谨研究得出的专业意见、建议等。此次ITIF发布关于中国大陆创新能力报告，也是建立在ITIF研究人员调查分析大量相关信息资料的基础上：在大陆已发生、正在发生以及将要发生与科技创新关联的活动和事实。譬如 --

港口“智能终端”

在中国大陆天津港一座办公楼的三层上，有一间很大的办公室。工作人员可通过办公室落地窗看到500米开外停泊在港口的轮船和装卸起重机。但见一辆辆的卡车鱼贯而入的驶至起重机下方，或装上起重机从轮船上卸下的集装箱货柜，或从卡车上抓起集装箱货柜，将其卸放到轮船上。完事后那些卡车接着返回港口指定地点，或装上将由轮船载运的集装箱货柜，或卸下轮船送来的集装箱货柜，就这样周而复始，直到完成所有的集装箱货柜装卸。重点来了，执行任务的不是传统装卸起重机和运送集装箱货柜的卡车，而是没有人员操控的自动运转机器 -- 起重机上无人操作，卡车上没人驾驶。不过虽然现场所有操作无人参与，这些装卸和运送过程却全都在工作人员的掌控之下 (下图 YAKIMA HERALD-REPUBLIC)。

这些掌控人员就在三层楼上的那一间被称作“控制室”的大办公室里，掌控人员的正式名称叫“操作员”。当然，操作员并非都挤在落地窗前遥观自动起重机的装卸和自动驾驶卡车的运送。落地窗再大，也不能同时容纳十几名操作员。即使落地窗够大，窗前的操作员也看不清运行细节，眼睛很大也看不清，戴上几百度上千度的眼镜也不行。操作员是通过计算机荧光显示屏来观看这一切 (下图 ABB)。显示屏上同步展现着由计算机实时控制的起重机装卸船舶集装箱货柜的视频。更重要的是，每名操作员可同时监控多达六台起重机装卸，也就是一名操作员可同时管理6艘轮船的装卸，而非传统的一艘轮船装卸。

这是中国大陆最繁忙的天津港“智能终端”运转港口货物装卸的一个普通场景。由于有了5G，高速网络允许起重机或卡车在1/100秒内对操作员发出的指令做出反应，而相关货船距控制室500米。如果传感器显示运行出现问题，操作员可以马上接管起重机或卡车的运营。该智能终端拟将“接管率”降低到0.1%，即每1000只集装箱货柜中仅有一只集装箱货柜需要人工操作，其余999只集装箱货柜则由计算机全程管理。保证“智能码头”正常运行的智能终端是由大陆著名的华为科技公司构建的，现支持88辆电动卡车自动驾驶运送货物，卡车上的电池由风力涡轮机充电 (下图 VIR)。因此，由华为科技公司构建的智能终端系统比传统人类驾驶的汽车更安全环保。200名员工可运送过去需要800名员工一样多的货物。据信该“智能码头”解决方案如果不是世界唯一，也是世界上最先进的智能系统。而且，该“智能码头”解决方案可应用于其他港口的运行管理。

还有其他一些大陆在科技领域赶超美国的事例 –

• 2019年1月3日中国大陆飞船成功地在月球背面着陆，此系人类首次。迄止本文发布时，依然是人类唯一。
• 2019年，中国大学共培养了49,498名STEM领域的博士，而美国大学培养了33,759名。
• 2021年中国大陆科学家建立了世界上第一个集成量子通信网络，将700多条地面光纤与两条地面到卫星链路相结合，为全国用户在4600公里的总距离内实现量子密钥分发。此技术的重要意义在于，量子通信不可破解，至少现有技术无法破解。迄今，该量子通信网络保持其世界仅有的头衔。(下图1 PHYSORG)
• 2022年，中国大陆两大电池制造商的全球市场份额合计达到50%。
• 2022年，中国大陆新能源汽车产销分别完成705.8万辆和688.7万辆，连续8年位居全球第一。
• 2022年大陆出口了67.9万辆新能源汽车，居世界第一。新能源汽车包括纯电动汽车（EV）、插电式混合动力汽车和氢燃料电池汽车。
• 中国大陆公司在全球主要5G专利申请中占34%，为所有5G技术专利申请国中总数第一。5G的最“标准基本专利”(SEP)有助于一国发展新一代先进产业。
• 大陆公司在消费型无人机占全球总量的70%，而其工业型无人机占据了50%的市场份额、是世界第一大军用无人机出口国 (下图2 ASIA PERSPECTIVE)。
• 《科学》杂志在2022年8月17日的网刊上刊登了布兰纳德(Jeffrey Brainard)和诺米尔(Dennise Normile)的一篇报道，称日本国家科学技术政策研究所(National Institute of Science and Technology Policy)的研究报告《2022年科技指标》经调研后确认，中国在世界已发表的被引用前1%的科学论文数量方面超过了美国，首次成为世界领先者。根据日本人的调研统计，世界各国2018年、2019年和2020年发表的论文中，中国占27.2%，美国占24.9%。 
• 2023年一月的一份统计显示，中国大陆移动支付渗透率约为95.1%，处于世界领先地位。

中国大陆具有优势或与美国并行的还有：高铁制造及运营、量子计算、轮船制造、风能设备、太阳能设备，……。即便如此，中国大陆能否最终在科技方面超越美国，仍然是一个大大的问号。因为当代尖端科技的基础，包括大陆已经和正在取得赶超美国的科技领域，是建立在半导体技术上的。而美国与大陆围绕半导体芯片制造的博弈正趋白热化，两国的(争霸)命运很可能取决于美国建墙是否成功，或者说中国大陆能否建立起独立的半导体制造体系。君不见，那边厢OpenAI刚推出ChatGPT4，大陆百度的“文心一言”也登场竞技，并在中文理解及多模态生成方面比ChatGPT4表现更优。美中在人工智能领域的你追我赶显示，Anything is possible，政治科技形势持续演进，万事皆有可能 -- 大陆可能最终在科技方面超越美国，而美国也可能继续执天下科技牛耳 (下图 POLITICO)。

参考资料 

美国之音. (2023). 美国智库警告：中国创新能力正在超过美国. VOA. 链接  https://www.voachinese.com/a/itif-report-china-overtaks-us-innovations-20230123/6930761.html

Brainard, J. & Normile, D. (2022). China rises to first place in most cited papers. Science. 链接 https://www.science.org/content/article/china-rises-first-place-most-cited-papers

Chen, YA., Zhang, Q., Chen, TY. et al.(2021). An integrated space-to-ground quantum communication network over 4,600 kilometres. Nature 589, 214–219 链接 https://doi.org/10.1038/s41586-020-03093-8

Clay, I. & Atkinson, R. D. (2023). Wake Up, America: China Is Overtaking the United States in Innovation Capacity. ITIF. 链接  https://itif.org/publications/2023/01/23/wake-up-america-china-is-overtaking-the-united-states-in-innovation-capacity/

McDonald, J. (2023). China's Huawei looks to ports, factories to rebuild sales. abcNEWS. 链接 https://abcnews.go.com/Business/wireStory/chinas-huawei-ports-factories-rebuild-sales-96624566

Normile, D. (2019). Chinese spacecraft successfully lands on moon's far side and sends pictures back home. Science. 链接  https://www.science.org/content/article/chinese-spacraft-successfully-lands-moons-far-side-and-sends-pictures-back-home