日本又拿下一個諾獎，中國為什么該高興？

賽格大道 x 李海燕

2025年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎于10月6日公布獲獎者，日本科學家坂口志文(Shimon Sakaguchi)位列其中，這是日本科學家在自然科學領域獲得的第26個諾獎（含3位轉(zhuǎn)外籍）。在2001年，日本曾提出用50年時間拿到30個諾獎的計劃，如今只用了一半時間就完成了計劃的70%，速度令人震驚。

2025年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎得主

對中國科學家來說，既要大方祝賀日本同行能取得如此成績，但更重要的是，中國科學家應該充滿信心，因為日本實際上驗證了一條收割諾獎的可行策略，那就是當基礎研究持續(xù)投入，再疊加產(chǎn)業(yè)科技的壯大，那么只需要等待數(shù)十年，就會陸續(xù)有諾獎入袋。中國目前正在這條路上馳行，距離諾獎已經(jīng)越來越近。

在此，推薦重讀賽格大道對旅日產(chǎn)業(yè)科技專家李海燕先生的訪談文章《如何看日本諾獎和日本產(chǎn)業(yè)競爭力的關系》，本文刊于2023年5月20日。

坂口志文

2000年以后，日本科學家連續(xù)獲得諾貝爾獎，在我們國家引發(fā)了很多關注。首先，很多人納悶，日本為什么可以拿到這么多諾獎？我的答案是，當一個國家的發(fā)展階段和積累到了，出現(xiàn)眾多的諾獎，某種程度上是必然的。

明治維新以后的150年來，日本一直在認真地學習歐美的各種制度和科學技術。在經(jīng)濟方面，1990年代基本上就追平了歐美。90年代，從人均GDP的角度，日本趕上或者超過歐美國家。

1989年，三菱以8.46億美元拿下美國洛克菲勒集團51%股權，成為洛克菲勒中心大樓實際控制人

但我理解你的疑問，那就是日本經(jīng)濟的高光時刻是在上世紀70、80年代，為什么后面在經(jīng)濟進入停滯狀態(tài)的幾十年里，日本基礎科研卻獲得了持續(xù)突破。經(jīng)濟、產(chǎn)業(yè)發(fā)展與基礎科研突破，二者到底存在怎樣的聯(lián)系。

很顯然，從基礎科學研究到技術轉(zhuǎn)化落地，再到技術進步推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展，這是一個多步驟的超復雜工程。如果說基礎科研尋求的是從0到1的突破，那么技術進步就是從1到10的提升，而進入產(chǎn)業(yè)化階段以后，那就是從10到100、1000、10000的過程，存在無限可能。下面，我對諾獎與日本產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響做一個分類：

第一個大類型，諾獎研究給日本產(chǎn)業(yè)帶來巨大貢獻的例子，代表人物是2019年諾貝爾化學獎得主吉野彰（Akira Yoshino），搞鋰電池材料的。他是日本知名化學公司旭化成公司的研究人員，他的獲獎成果是鋰電池的電極材料。

日本是全世界第一個將鋰電池投入商業(yè)使用的國家，最早是1991年由索尼公司推出。當時搞鋰電池的日本公司是很多的，旭化成是其中一家，東芝公司也有研究，索尼公司也有研究，并第一個推出類似掌上錄像機這樣的鋰電池使用產(chǎn)品。此后20年，日本企業(yè)基本霸占了鋰電池行業(yè)，且保持了對正極負極材料、隔膜、電解液等關鍵材料較長時間的主導權。

第二個例子是2014年日本三位科學家，赤崎勇、天野浩和中村修二因發(fā)明“高效藍色發(fā)光二極管”而獲得當年諾貝爾物理學獎，藍色發(fā)光LED獲得了市場的廣泛認可。

三位科學家中，中村修二（Shuji Nakamura）后來加入美籍，但他所有的成果都是在日本企業(yè)獲得的。這個企業(yè)是在日本規(guī)模很小的化學企業(yè)，叫日亞化學。赤崎勇和天野浩是在名城大學做研究，跟豐田集團的一個下屬公司豐田合成（Toyoda Gosei Co., Ltd.）合作。兩方幾乎同時突破了這個技術，但由于專利申請問題，雙方打官司，之后和解。

1991年，中村修二在氮化鎵技術取得突破，對藍色LED產(chǎn)生重要幫助

日亞化學是全球首家推出了白色發(fā)光LED燈的企業(yè)。1995年日亞化學的LED相關產(chǎn)品的收入只有約28億日元。2000年發(fā)展到約420億日元。2005年擴大到1500億日元的規(guī)模。白色的光是由三原色構成的，其中另外兩色，比如紅色，60年代就突破了，但能夠穩(wěn)定發(fā)藍色光的半導體一直沒有得到突破。

日本這幾位科學家攻克了這個問題。突破之后的90年代，整個白色LED燈全球市場基本上也是被日本霸占。其它國家的生產(chǎn)基本上也是要依靠日本專利的授權。

此外諾貝爾醫(yī)學獎也有給日本產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來巨大經(jīng)濟效果的例子。2018年諾貝爾醫(yī)學獎授給了本莊佑，獲獎理由是為癌癥免疫療法做出了貢獻。本莊教授發(fā)明的癌癥治療藥Opdivo給日本制藥公司“小野藥品”帶來了巨大的經(jīng)濟效益。

以上就是諾獎為企業(yè)、產(chǎn)業(yè)直接帶來巨大經(jīng)濟效益的典型案例。

第二種類型，是諾獎研究基本沒有帶來經(jīng)濟成果的例子。

日本一個很著名的公司叫島津制作所（SHIMADZU），在京都成立150年左右了。日本是佛教國家，很多人家里都有佛具，用來祭祀祖先、供奉祖先牌位。島津制作所最初也是佛具制造商。明治維新以后，它被迫轉(zhuǎn)型，最開始做中學教具模型，一步一步走向高端化，目前是日本頂尖的高科技儀器生產(chǎn)商。

島津制作所有一個叫田中耕一（Tanaka Koichi）的人，2002年因為與美國科學家約翰·芬恩一同發(fā)明“對生物大分子的質(zhì)譜分析法”，獲得諾貝爾化學獎。田中耕一獲獎后，日本社會轟動了。為什么？因為他只有一個本科學歷，畢業(yè)于日本東北大學，后來一直是默默無聞的工程師。

田中耕一在實驗中，用激光照在某種試劑上，快速地分析蛋白質(zhì)里面的氨基酸合成，結果因為一次烏龍，反而獲得了驚人的效果，他的發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)實中得到應用。為此，他發(fā)了論文，申請了專利，也開發(fā)了機器。但他開發(fā)的機器，全球只賣了一臺，獲獎自身沒有給他所在的企業(yè)帶來巨大的收益——除了諾獎消息發(fā)布的第二天，島津制作所的總市值上漲80億日元之外。

據(jù)報道，2002年，不懂英語的田中耕一在接到諾貝爾獎委員會通知時誤以為是詐騙電話

還有一個例子，白川英樹（Hideki Shirakawa）于2000年獲得諾貝爾化學獎。他獲獎的理由，簡單地說是發(fā)明了“可以導電的塑料”。因為塑料在常識理解中都是不通電、不導電的，但他發(fā)現(xiàn)這種塑料可以導電。

這個發(fā)現(xiàn)過程也很有意思，他是在東京工業(yè)大學學習，做博士生。當時他們實驗室還有一個韓國留學生，日語不是太好，在試驗的時候溝通過程出現(xiàn)了問題，他把催化劑增加了1000倍，結果發(fā)現(xiàn)做出來的東西跟以前的不一樣，有一點光澤。白川當時靈機一動，這個東西竟然有這種光澤，那么會不會導電呢，結果試驗后真的能導電。

但白川這個成果，直到今天也沒有獲得廣泛的應用，為什么？因為它的應用場景很有限，如果只是能導電，那么很多材料都能取代這個東西。第二，因為這種塑料其實有一定毒性，有毒的東西是不能大規(guī)模應用到民生產(chǎn)品當中的。

第三種類型，我想重點談一下諾獎研究從側(cè)面推動了日本產(chǎn)業(yè)和技術發(fā)展的例子。

小柴昌俊（Masatoshi Koshiba）是2002年諾貝爾物理學獎獲得者，他跟田中耕一是同一年得獎，一個物理學獎，一個化學獎。他這個成果是完全沒有現(xiàn)實應用的，因為他是研究宇宙里的一種最微小的粒子。

小柴昌俊的研究是在日本岐阜縣神岡一個廢舊的礦山隧道里進行的，這個隧道距離地面上千米，為的是把其它宇宙射線屏蔽掉，而只讓這種粒子通過。實驗裝置里還有一個巨大的超純水的水池，里面放的是高純水，旁邊放了很多高敏感的傳感器。順便說一下，芯片的工廠每天都需要大量的超純凈水，水的純度要求超過99.9999%。科學實驗中積累的技術很多時候是可以轉(zhuǎn)用的。

這種粒子碰到純水的時候，可能發(fā)出微妙的小光，這種光是極其微弱的，需要有傳感器捕捉到它。日本電視臺后來在節(jié)目中打了一個比方，有一個人站在月球上，他打開一個手電筒朝我們地球照，我有這種傳感器，能瞬間捕捉到月球上的手電筒發(fā)射的光。

說實話，小柴的研究其實還沒有什么現(xiàn)實應用，但因為日本要搞中微子觀察，所以必須要有高敏感的傳感器，這就對儀器設備制造提出了高要求。科研發(fā)現(xiàn)和高端儀器，這二者之間很像“雞生蛋、蛋生雞”的關系，科學不斷進步，就對現(xiàn)實設備提出要求，相反，不斷的有新的設備出現(xiàn)，又能促進科學發(fā)現(xiàn)。

這個定律在半導體領域也適用，光刻機這種設備和光學發(fā)現(xiàn)之間的相互促進，實際上把基礎科研、工程技術進步、產(chǎn)業(yè)化三個版塊全部串起來了，少了一塊，都不可能成功。

當然，這三個版塊的打通，也不是幾年或十幾年就可以的，比如小柴在礦山隧道的研究主要是1980年代中期，但17年后他才獲得諾獎。這還算是比較快的，還有很多諾獎得主拿獎和做實驗的時間相差三四十年。

小柴是1926年生的，1951年東京大學畢業(yè)，后來去芝加哥大學拿了博士，1970年在東京大學榮升教授。我們算一下，從小柴讀大學到實現(xiàn)重大突破，花了30多年時間，然后拿獎又花了17年，整整半個世紀過去了。可以說，要培養(yǎng)一個諾貝爾獎得主，就是需要半個世紀的過程，這個時間很難壓縮的。

除了時間，國家的持續(xù)投入很重要，這和企業(yè)是不一樣的。但日本的經(jīng)驗也表明，企業(yè)的投入也非常關鍵。

第四個類型是，雖然沒有獲得諾貝爾獎，但是長期緊盯科技前沿，日本和歐美國家比翼齊飛也獲得巨大經(jīng)濟效果的例子。

2009年諾貝爾物理學獎授予了華裔科學家，被稱為光纖之父的高錕（Charles K Kao）。高錕在英國做研究時，美國（主要是康寧公司）和日本也都在光纖領域積極地開展研究。日本東北大學的西澤潤之等也做出了很大的貢獻。80年代以后，日本企業(yè)也成為光纖生產(chǎn)的主流企業(yè)，住友電工等在光纖工業(yè)化生產(chǎn)方面也走在了全世界前列。2009年兩位諾貝爾物理學家的獲得者是因為發(fā)明了CCD，也就是把光信號轉(zhuǎn)換為電子信號的半導體產(chǎn)品。80年代以后，在CCD產(chǎn)業(yè)化方面，日本做得最好，其中索尼是全球的佼佼者。

1966年，高錕在英國工作時發(fā)表了題為《光頻率介質(zhì)纖維表面波導》的論文，開創(chuàng)性地提出光導纖維在通信上應用的基本原理

日本的奧林帕斯公司在過去幾十年，一直是全球內(nèi)窺鏡產(chǎn)品的霸主。而內(nèi)窺鏡也使用了2009年諾貝爾物理學家的發(fā)現(xiàn)成果——光纖和CCD的研究成果。可以說，2009年諾貝爾物理學獎得主雖然不是日本人，但其相關成果的產(chǎn)業(yè)化，日本企業(yè)做得也挺好。

這個例子是想說明緊跟國際研究前沿，那么在產(chǎn)業(yè)化方面，其它國家也可能走到前面獲利。這一點對中國其實很重要。中國的市場大，產(chǎn)業(yè)化的轉(zhuǎn)化潛力是很強的。

基礎科學的研究和突破，退一步說緊跟國際前沿的研究會對經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生巨大的推動作用。日本的經(jīng)驗能夠證明這一點。其實，其它諾貝爾獎獲獎大國的發(fā)展和它們的經(jīng)濟發(fā)展之間的關系也是類似的。

我們看今天中國的科技創(chuàng)新，基礎科研很可能在大規(guī)模突破的前夜，因為我們持續(xù)投入已經(jīng)有幾十年了，積累的效果肯定會顯現(xiàn)；同時，在技術進步和產(chǎn)業(yè)化方面，中國明顯在追趕日本，有些領域甚至開始領跑日本甚至歐美，應用創(chuàng)新水平高，這是我們的優(yōu)勢，非常寶貴。

本次主要是針對諾貝爾獎或者說基礎研究做了一些最近觀點、思考的分享。當前一個國家的產(chǎn)業(yè)競爭力，基礎研究是最重要的部分，但不是全部。這一點從日美的競爭案例也可以觀察到。下次我們會聊一下基礎技術格局和產(chǎn)業(yè)競爭范式的根本變化是如何改變?nèi)毡井a(chǎn)業(yè)競爭結果的。