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美國拒簽工科生,中國科技進步靠什麽?
2021-07-22 10:07:14

7月6日,一個關于似乎早在意料之中的消息刷屏了:美國拒簽500多名中國理工科研究生。

理工科教育是一個國家科學技術發展的基礎。這500多名申請赴美攻讀博士或碩士學位的研究生,大部分學習電氣電子工程、計算機、機械、化學、材料科學、生物醫學等理工類專業。其中絕大多數辦理簽證的時間是在美新政府上台後,也就是今年甚至最近剛剛發生的事情。

为什么是意料之中呢?因为美国对于中国留学生的打压也不是一两年了,有人甚至因此被美国安上“间谍”罪名遭受牢狱之灾。特别是懂王在任时,直接点名出了一个 《禁止特定中国留学生和研究人员入境禁令》(1104号禁令),简直就是学术界的《排华法案》。拜登政府虽然名义上推翻了懂王的很多具体政策,但打压中国科学技术的战略目标却没有动摇,拒签留学生算是一脉相承了。

而根據美國一學術機構的統計,如果拜登政府死咬著不松,那麽大約每年有3000至5000名理工科中國研究生以及理工科訪美學者赴美簽證將受到影響。

但對于普通中國老百姓而言,這事又有點出人意料。留學,曾經是獨一無二的鍍金利器,海歸更是精英的代稱。但多年之後,在中美關系如此劍拔弩張,政策歧視如此嚴重,疫情又如此嚴峻的當下,不但海歸們風光不再,甚至留學熱本身都成了反思的素材。有的人甚至對這次事件表示:拒了正好,就不該去!

然而現實是,目前中國的理工科教育依舊需要從西方“取經”,大量中國留學生與學者依舊需要冒著“生物病毒”與“政治病毒”的危險踏上大洋彼岸。這是一個從“科學儀器”開始的長期曆史疑難雜症。

1

工欲善其事必先利其器。科研的競爭,往往也是科學儀器的競爭。

2017诺贝尔化学奖被授予来自英国、美国、瑞士的三位科学家,理由是 “研发冷冻电子显微镜,用于测定溶液中生物大分子高分辨率结构”,直接开启了生物化学的革命。

據統計,到2017年,諾貝爾獎自然科學獲獎項目中,因發明科學儀器而直接獲獎的項目占11%。而且72%的物理學獎、81%的化學獎、95%的生理學或醫學獎都是借助尖端科學儀器來完成的。

5月28日,中國科學院第二十次院士大會、中國工程院第十五次院士大會和中國科協第十次全國代表大會,在人民大會堂同時召開。會上,國家領導人特別指出,要從國家急迫需要和長遠需求出發,在石油天然氣、基礎原材料、高端芯片、工業軟件、農作物種子、科學試驗用儀器設備、化學制劑等方面關鍵核心技術上全力攻堅,加快突破一批藥品、醫療器械、醫用設備、疫苗等領域關鍵核心技術。

這裏點出的領域,很多都上過無數次的熱門了,而科學試驗用儀器設備似乎打中了人們的認知盲點。其實,無論是長遠的芯片等高科技産業,還是最急迫的醫療行業,都離不開科學儀器的支持。也恰恰是這個領域,中國確實被卡脖子到離開國外供應,就寸步難行的境地。

6月下旬,中國科學院電工研究所副所長韓立說,我國高端科學儀器現狀慘淡——多種科學儀器基本被國外廠商壟斷,某些類型的儀器國內廠商市場占有率甚至趨近于零。

在醫院設備裏,廣爲人知的CT、核磁共振儀、大型X光機等等高端設備,基本被GE、飛利浦、西門子三家瓜分。科研領域,比如,核磁波譜儀,是分析各種無機物有機物成分結構的神器,國産僅0.99%;液質聯用儀,用于藥物開發、食品分析、環境檢測,國産占1.19%;X射線衍射儀,化學、化工、材料、冶金、石油等領域必不可少,國産1.32%……

人民日報曾走訪了上百家企業發現,生産線和研發中心裏的科學儀器,統統都是“美械師”、“德械師”甚至“日械師”。大衆很難相信,今天的中國科研裝備現狀,居然淒慘到了百年前“萬國造”的時代。

2018年的國家科技基礎條件資源調查工作顯示,在單價超過50萬元的大型儀器中,國産品占有率爲13.4%左右。據海關統計,2016年進口儀器儀表449.6億美元,僅次于石油和電子器件,是第三大進口産品。隨著中國尖端科技研發的井噴,基礎的科學儀器進口需求反而越來越高,在2019年已經高達519.93億美元,逆差接近200億美元。

雖然國家一直鼓勵自主研發,但當前成果還是主要集中于中低端領域,越高端依賴性越嚴重。2021年,美國化學會旗下期刊《化學與工程新聞(C&EN)》評選的國際排名前20名科學儀器公司中,美國上榜8家頂尖科研儀器廠商,日本上榜5家,德國和瑞士各上榜3家,英國上榜1家。中國作爲GDP排名第二,工業總産值獨霸全球的國家,沒有一家。

如果說有些行業中國是大而不強,科學儀器這裏真是的連大都談不上,把國內頭部廠家捆在一起都不如人家一個,很多高精尖儀器甚至連山寨都搞不出來,重點!有些連TM山寨都搞不出來!

有人說,半導體領域最難的是光刻機,可在“科學儀器”這裏,似乎到處都是“光刻機”。如果說中國産品壟斷了全球的貨架,那麽日德産品就占據了中國的流水線,而美國産品則充斥著中國的實驗室。

上世紀90年代初,美國商務部下屬機構出過一份報告:儀器儀表工業總産值只占工業總産值的4%,但它對國民經濟的影響達到66%。也正是美國,控制了今天全球科學儀器的高端市場。

在激烈的貿易戰中,美國商務部就曾起草一份法規,擴大對華禁售範圍,把任何他們認爲有可能涉及軍用的東西,即便是民間購買、醫療用途,統統一刀切,其中就包括了數字示波器這樣的科學儀器。這是中美貿易戰的火花第一次濺到“科學儀器”這個小衆領域,也再次敲響了一記“卡脖子”的警鍾。

而尴尬的是,即便美國不屑于卡這塊的脖子,在國産科學儀器淒慘的現狀下,相關的科研環境也飽受折磨、苦不堪言。

2

2018年12月5日深夜,北京大學核磁中心地下一層,10台價值20億元的核磁共振波譜儀正在無人幹預的情況下滿負荷運轉。

突然間,一團白霧噴出,尖銳的聲音隨之響起。研究人員趕來發現,儀器發生了嚴重故障,而且一時間無法逆轉,隨即聯系儀器制造商布魯克公司,要求其在調查清楚儀器失超原因後,盡快提供解決方案。關鍵時刻,布魯克公司卻把手一伸,“先拿23萬人工費出來”,閉口不談造成故障的原因。

要是維修失敗,這23萬科研經費等于扔水裏了。核磁中心不答應這種明顯有違市場公平的條件,要求對方在一個星期之內給出方案,然而十天之後,對方毫無動靜。

北大核磁中心算是同類型實驗室中數一數二的存在,從布魯克購買的核磁共振波譜儀也是全國最多,妥妥VVVIP。無奈,德國布魯克公司更是一個超級壟斷巨頭。

如果說其他高端儀器設備,雖然也差不多100%進口,但好歹還有幾個外國品牌競爭,而核磁可就布魯克一家獨大。作爲一家初創于德國的高端分析儀器制造商,布魯克公司的核磁共振部門BioSpin于2008年在美國上市,其最大競爭對手安捷倫公司于2014年退出核磁市場後,完全壟斷了市場。

據有關數據:截至2018年,中國核磁共振波譜儀的市場保有量約爲1800台,美國瓦裏安(Varian)占有量約爲300台,日本電子(JEOL)50台,武漢中科牛津波譜50台,剩下1400台基本由德國布魯克公司生産。

一個願打一個願挨,市場行爲,就是欺負你怎麽滴?但如果連北大核磁中心都可以欺負,全國103所大學、190多家布魯克公司設備的用戶那不就是任其揉捏?

北大核磁中心怒了,決定帶著大家一起維權!2018年12月23日,經有關單位核准,布魯克核磁用戶維權特別委員會臨時成立,全國各路受害者齊聚一堂,調查取證,對布魯克公司喊話,要求解決整個中國區的售後維修問題。

面對這樣的陣勢,布魯克公司依舊態度強硬,反而要求一對一解決問題,而且第一次談判時避重就輕、把整體問題代換成偶然失誤,談判僅僅20分鍾就不歡而散。

爲什麽布魯克爲什麽如此囂張?無他,其中利潤實在太豐厚了。2016年,中科院某實驗室的一台室外機出現故障,報修後,布魯克借口保修期已過,直接要求花20多萬元重新購買。研究人員感覺不對,就另找了一個廠家修好,只花1萬多。沒想到,布魯克聽說此事,竟然直接威脅這家公司立刻中止與中科院的這個實驗室的合作。

中科院該實驗室、北大核磁中心的遭遇不是孤例。布魯克報價2.2萬元的交換機,與淘寶200多元的是同款,布魯克報價20萬元的配件單元,其他公司報價2萬元就能搞定。

巨頭們在華肆無忌憚的背後,是全球科學儀器行業進入"一超多強"的大壟斷時代。所謂一超,便是科學儀器行業的超級霸主,賽默飛世爾。

2006年,英国Thermo (赛默)和美国Fisher(飞世尔)合并后,就开始了持续20年的并购狂潮,让很多独立品牌从市场消失。通过200多次并购,Thermo Fisher不断完善在各个行业领域的产品线,控制了很多品牌成为行业老大,形成了科学仪器领域航母战斗群般的存在。

與此同時,在特定領域也形成了一個個占山爲王與賽默飛世爾抗衡的強者,比如核磁領域的布魯克,比如病理領域的德國徕卡。

賽默飛世爾旗下有個病理品牌Shandon珊頓,2008年又並購了德國知名病理品牌Microm美康。放眼全球,對手只剩下德國徕卡和日本櫻花。其中,德國徕卡早已經占據先機。它在1995年就在華成立了全資子公司,在很多省份的市場占有率甚至最高做到了90%以上,一度成爲組織病理切片機的代名詞!賽默飛世爾重金砸了十年,也沒有把徕卡從市場的絕對壟斷地位上拉下來,最終以約11.4億美元的現金出售解剖病理學業務。

爲什麽國外科學儀器企業要如此追求各種形式的壟斷?因爲科學儀器行業的最典型特征——體量小,投入大,但一個賽道利潤市場就那麽多。正因爲體量小、利潤空間有限,所以賽默飛世爾才需要不斷擴張、壟斷,從而攫取更多利潤。一旦壟斷形成,巨頭們哪怕不用一分錢研發,也能躺著賺錢,後來者就要承受投入與回報不成比例的艱難考驗。

“請您多用、狠用,不嫌棄地用我們的國産儀器,多給我們使用反饋,幫我們逐步提升與國際品牌的競爭力。”在2021年6月,由中國農科院舉辦的中國科學儀器自主創新應用示範基地在成立儀式上,面對國內科研單位代表,一位儀器行業的老兵幾乎用上了懇求的口吻。

3

現代科學經過幾百年發展,早就過了靠燒杯和試管就能開創一個學科、掀起一次革命的時代。沒有高端科學儀器,再先進的理論都只能是瞎子手裏的槍。

2013年,清華爲了在生命科學領域“趕英超美”,以3000萬一台的價格從美國FEI公司進口了全套冷凍電鏡設備。爲了講價,負責清華生命科學研究的施一公教授整整與美國人磨了兩個星期,最後效果是其團隊如開挂一般,頻頻在《細胞》、《自然》、《科學》三大頂級學術期刊上發文。

由于施一公團隊總是依靠依賴冷凍電鏡的成果發文,還被扣上了“水”頂級期刊的大帽子。水不水這裏無法評價,但這種“神器在手,立馬飛升”的現象至少反映出,中國的科研前沿領域的的確確受制于高端儀器設備的滯後,更反映出對于科學儀器需求的迫切性。

然而越急,越容易出事。爲了在科技樹上趕超式追趕歐美,中國科研經費投入多年激增,高居全球第二,成了全球科研儀器行業增長最快的市場。面對這麽一塊大蛋糕,國際儀器巨頭們絞盡了腦汁,不惜用上灰色甚至黑色手法。

中國法院網曾經刊登的一篇文章《揭秘科研經費腐敗黑洞:一人搞科研全家隨便吃》就指出,很多科研項目在涉及儀器設備時,能用進口通通都按進口的、最貴的價格申報。一些國外儀器的設備經銷商很早便會盯上項目負責人,通過回扣的方式讓科研人員購買他們的設備。

比如,南京理工大學研究生院生産的高端光學測量儀器幹涉儀,各項技術指標都不比國外儀器差,價格只有國外儀器的1/4,要便宜七八十萬元,但很多科研機構還是要購買國外的儀器。再比如,此前,相關案件曾披露,國內一名實驗設備采購員在爲本單位采購聚焦顯微鏡、分析儀等儀器過程中,一次就收受儀器設備廠商給予的好處費近萬美元。

這種現象司空見慣,防不勝防,讓本就處于落後追趕的國産儀器行業進入了惡性循環,陷入了更尴尬的境地。國家砸錢越多,國産科學儀器行業越慘,因爲連低端市場都沒了。

“我們現在的處境比以前更惡劣了。過去是省一級,現在連縣一級都開始大規模要求采購進口儀器。”2015年,國産儀器行業在長春的一次沙龍上,一位從業人員認爲,政府采購招標方越來越多通過各種手段采購進口儀器。2017年在西部某省的教學設備采購清單上,國産儀器幹脆全軍覆沒。

沒有市場,就沒有反饋和數據,即便拿到投資,也無法改進産品,最後越來越落後,差之千裏,甚至陷入了低端産品的惡性競爭中,進一步在圈子裏敗壞了口碑。

“中國人購買科研儀器的熱潮,不知道救活了多少外國公司!”一位科技部原副部長對此痛心疾首。

4

中國人真的做不出高端科學儀器嗎?當然不是。其實,科研實力強,科學儀器必然也不弱,而中國科學家們在創造工具這各事情上並不次于其他國家。

在上個世紀末之前,由于現實條件限制,除了少部分設備能夠自己提供外,中國科學家們大多數研究往往不需要儀器或者使用低端儀器就行,甚至很多研究幹脆是“有儀器就做,沒儀器只能作罷”。後來情況好點了,也是哪有機器就去跑一跑、測一測,出一點成果。

這是因爲高端儀器往往涉及禁運很難買到,即便能買也比國外晚很多,科研創新自然慢人很多拍,最後就算有了儀器,如果沒有維護能力,也很難發揮最大作用。

這麽下去不是辦法。國外壟斷控制儀器的問題,嚴重阻礙了原始科研創新,也成了中國人創造新工具的動力。

“多波段脈沖單自旋磁共振譜儀”,是一種能夠在不破壞研究對象的前提下,提供微觀物質內部結構信息的設備,對前沿基礎科學以及我國開展原創性研究能力意義重大。2013年初,中科大杜江峰院士團隊開始了這款高精尖設備的研發。而當時有一個德、美國團隊也在走同樣的方向,于是就把相關技術和産品對華禁運。2016年,等杜江峰團隊攻克了技術,連關鍵傳感器的原料都給禁了。但這反而逼著中國的科研人員一步步、全鏈條掌握了整套核心技術。

“在这个过程中,能明显感觉到国外仪器厂商对我们的态度,经历了几轮反转。” 一位研究人员对当时外国人的心态转变记忆犹新。“我们实验室有近40台装备,除了2009年买过一台进口仪器外,这12年来没买过成套装备,基本上自己想到的、需要的,都由自己做。”

但杜院士也認爲,實驗室做出的儀器只要指標上滿足就行了,但要變成批量生産的標准化産品還有很長的路要走。從零到一突破的確很艱難,但從一到萬的市場推廣卻更加凶險。

1973年,中國就開始了第一台激光測速儀的試驗,而且是由清華大學、中科院力學所等好幾個科研單位和院校八仙過海。兩年之後,中國第一台激光多普勒測速儀就下線了,還由銀河儀表廠小批量生産了五台,每台5萬元,比當時進口一台2-3萬美元(彙率八點多)要節省得多,性能同樣先進。

可惜,這種小規模生産無法養活銀河儀表廠七八百職工,激光多普勒測速儀的産學研合作也只能草草結束。後來,銀河儀表廠更是在了市場化的浪潮徹底沈淪了,只能靠生産低端産品續命。

銀河儀表廠只是中國國産儀器淪落的一個縮影——不是輸給技術競賽,而是輸給了經濟規律,失去了發育的土壤,自然連高端儀器的山寨都無能爲力,永遠被人壓著頭打。

中國國産“科學儀器”仿佛從近三十年的經濟狂飙中,直接掉隊了。在國際對抗日益激烈的今天,科學儀器之痛,已經不單單是一個産業的問題,一個經濟問題,也是一個曆史難題,更是中國科研體系至今要依賴歐美的重要原因。

科學無國界,但科學家有,儀器設備廠更有。時至今日,國産儀器行業的慘淡已經證明,市場、資本規律主導下,隨著國際壟斷巨頭的成型,中國科學儀器的境況只能越來越惡化。長此以往,中國科研體系將永遠擺脫不了對國外的依賴。

“我經常跟年輕人說,要有情懷,高端科學儀器動不動就要上百萬上千萬,(利潤)不像手機産業鏈,如果沒人去做,只靠市場牽引,是做不成的。”杜江峰院士如是說。



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