国庆假期陆续在颁发诺贝尔奖的各项奖项，也有许多讨论，特别令国人觉得百味杂陈的是，我们的近邻日本在诺奖人数又往前迈进了一步，2000年以来获奖人数达到18人。如果说几年前大家还不太知道日本政府在2001年提出的“第二个科学技术基本计划”的话，现在已经是众所周知了，普遍认为日本极有可能超额完成任务，也就是“50年要拿30个诺贝尔奖”。
这可以说是个奇迹，因为当初大家确实没想到，比如，2001年获得诺贝尔化学奖的日本科学家野依良治曾评论说日本政府提出这样的目标“没有头脑”。当时的某国媒体更是用了“痴人说梦”来报道日本的诺贝尔计划，再比如我国的著名媒体也用了“日本政府口出狂言”的标题。
咱们看看日本获诺贝尔自然科学奖的时间分布，站在当时的时点，可以理解上述的质疑，喊出这样的口号确实需要比较大的勇气。
然后，各种媒体和自媒体的解读来了，大家开始总结日本的成功经验，经常拿出来说的有，1）日本的工匠精神，2）独立自由、有尊严的科研环境，3）科研投入大，4）独特的民族性格，5）国民教育等等，不一而足。
这些大家总结的原因不能说没有道理，但在我看来，除了第二点，都不是关键因素。而且，大家得注意，日本，包括东亚国家，传统上都被认为是没有创新，只会模仿的二流国家。不少学经济学的人士应该还记得亚洲金融危机的时候整个西方主流学界对东亚奇迹的蔑视。因为爆发了亚洲金融危机，还自以为他们是正确的。当时比较具有代表性的，一个是当时MIT教授Alwyn Young在1995年发表在QJE上的"The Tyranny of Numbers: Confronting the Statistical Realities of the East Asian Growth Experience"，另一个就是1994年Paul Krugman（2008年经济学诺奖得主）在《外交事务》杂志发表的《东亚奇迹的神话》。在我看来，日本诺贝尔奖的奇迹基本上给他们的观点做了一个强有力的回应，是打他们脸的。
传统上，确实很难认为东亚会成为创新的一极。因为工业革命之后的现代科学技术都是欧洲人创建的，东亚的贡献几乎为零。一个根深蒂固的概念是，东亚人就是nerd，尽管数理成绩很好，但是就是死读书，创新能力很差，说的不好听，就是“高分低能”，因此，只能模仿，不能创造。即使日本在汽车、半导体等很多技术领域取得了世界领先的成就，但是大家对日本在基础科学上的能力依然是怀疑的，一种说法就是前面提到的“工匠精神”，日本人可以把技术做的很精致，在科技应用方面世界领先，但是创新性不足，所以在基础科学上很少建树。
两种广为流行的解释都归咎于东亚文化。一种观点认为，东亚文化强调应试，学生只会死记硬背，注重知识的积累，但不会创新；另一种观点认为，东亚文化等级森严，更高职位的人士有着无上的权威，很难有不同意见以及火花的碰撞，因此批判性思维不强。这两种观点听起来都非常有道理，我个人也深以为然，认为这两点东亚文化都不利于创新。我想，大多数受过东亚文化影响的人都会表示认同。
这大概是一种共识，仅举两个例子。一个日本的例子，因研发蓝光LED而获得2014年度诺贝尔物理学奖的中村修二于2015年1月16日在东京的驻日外国记者协会举行记者会，批评了日本的专利制度和整个东亚教育体系。他抨击了日本的教育制度，称大学入学考试制度非常糟糕，中国和韩国也都如此，所有高中生的教育目标都是考入著名大学。他认为亚洲的教育制度是浪费时间，年轻人应该学习不同的事情（转自百度百科）；一个是中国的例子，钱颖一老师近期在《财新》上发表了《批判性思维与创造性思维教育：理念与实践》的文章，他一直致力于在中国学生的教育中培养这两种思维，并在清华大学进行了很多实践。潜台词很明确，中国学生或者说中国教育缺这个。
就我个人而言也有很深的体会，在辅导我儿子功课的时候，我发现小时候很多字词和数学的概念其实都没搞清楚；另外，在国内读经济学的时候大家都做了一些很难的题，得到一些很低的分数，到了美国之后才发现我很多经济学的基本概念和原理也没弄明白；也是到了美国之后才发现人家教学的厉害，教的不难，但似乎能让你明白要点、脉络和关键所在。至于东亚的等级制度，中国不必说了，我想大概日本比中国还厉害。记得上学的时候，在研究生的地下室，有一天有位日本的毕业系友来访，他当时在加拿大的一所学校任职，应该还算不错。他似乎在给日本的师弟们介绍经验，口若悬河，自得意满；师弟们都在像小学生一样听着，几乎没有双向交流，并露出崇拜的面容；这一幕令我印象很深刻。
我深信，独立自由的精神在学术研究里面是非常重要的。东亚文明、欧洲文明和伊斯兰文明在历史上都取得了较高的成就，在某种程度上可以说在一个层级，但是在现代社会，即使在全球化的今天，表现却大相径庭。欧洲文明在自然科学和社会科学都取得了无可辩驳的领先地位，我觉得这与他们在自然科学和社会科学上的自由开放独立是分不开的；伊斯兰社会则明显在现代社会发展中落后了，他们不但给社会科学设立了各种条条框框，很多自然科学也是不容许自由讨论的；东亚特别是某国则介乎两者之间，自然科学上的进展非常迅速，但在社会科学上则止步不前。我想，自然科学是容易被证伪的，所以相对来说权威性要小得多；社会科学基本没有标准答案，权威对创新的扼杀是更为显著的。
但值得所有东亚人骄傲的是，日本人不断用事实对这些猜测和解释给予有力的挑战。即便在种种很有道理的质疑之下，日本的诺贝尔自然科学奖人数在2000年之后不断攀升，基本保持着一年一个的节奏，仅次于美国的87个和英国的21个。2018年八个获奖者里面，尽管表面上看是四个美国，日本、法国、加拿大和英国各一个；但实际上法国的那个是美国教授，加拿大的那个原来是美国的学生，他们的获奖成果也是在美国完成的。因此，实际上美国六个，英国和日本各一个。我深深的记得，十年前的2008年，日本破天荒的有四个人获得了诺贝尔奖，与美国匹敌，在研究生的地下室里面欢呼的日本同学自豪的跟我说，某个日本的诺贝尔奖得主甚至没有日本护照，这意味着他的工作基本是在本土完成的，是真正的自力更生。事后我才知道，至少益川敏英当时是没有日本护照的。以下引自维基百科，“他在12月参加瑞典斯德哥尔摩的诺贝尔奖颁奖典礼时，因为不擅长以英语演讲，所以改用日语发表得奖感言。这也是益川敏英生平首次离开日本国土。在诺贝尔奖颁奖典礼中，授奖人首次以全程日语朗读颂词，以表达对益川敏英的敬意。”
这是很难能可贵的，我后来查了一下，在2000年之后日本获得的18个奖项里面，有10个获得者有在美国或者英国学习或者工作的经历，有3-4个的成果基本是在美国做出来的，8位基本没有海外经历，5位仅有短暂的（三年以内）的海外研究经历，1位获得美国博士后回国。可以说，将近14个诺奖是本土成果，短短的18年已经超过了前苏联（与苏联相比主要是考虑到苏联基本也是自力更生）70年的总和（一共12位）。这说明，日本已经建立起了一个独立的并处于世界顶尖水平的科研体系，数理化生全面开花。
关键问题来了，原因何在？如果传统的解释被打脸了，那决定因素是什么呢？理解这个问题不但对日本很关键，对中国也很关键，因为中国和日本有太多的相似性。社会上有太多关于中国教育和创新的批判，理由和批判日本是类似的。
我虽然不是搞科研的，也不是数理化生的科班出生，尽管有个数学的学位，也可以说是外行；但经济学的训练还是给了我看这个问题的一个视角。日本的科研水平高还是不高，依然是个相对的概念，最终还是要比出来的。在讨论国家之间的比较，一般来说在经济学分析里面，在国别比较里面，我们知道有几个重要的解释变量，一般来讲这两个是非常重要的，一个是人均GDP，一个是人口，这也很好理解。
举个例子，有篇经济学帝国主义的文章跟奥运会有关系，就是说怎么解释奥运金牌的个数，用什么变量解释奥运金牌，因为奥运金牌也被理解为国家发展的一个指标（“Who Wins the Olympic Games: Economic Resources and Medal Totals”, Andrew Bernard and Meghan Busse, 2004, Review of Economics and Statistics. ）。他们的研究发现，模型拟合的效果非常好，实际得牌量跟预测值基本上是一致的，它的模型非常简单，就是把人口、人均GDP，还有东道主及一些政治因素比如苏联举国体制作为解释变量进行回归，发现解释力很好。
一般来讲人均GDP越高，国家越发达，你的奖牌肯定越多，正相关关系也是非常明显。另外，人口多，当然天才也多，比如说刘翔、姚明。虽然中国的篮球和短跑，总体水平还是比较差，跟非洲人比还是有差距，但人的基数一大，还是会有天才出现，所以我们13亿人口出了姚明、刘翔。人均GDP乘人口就是整个GDP，咱们看下面这个图，整个GDP越高，奖牌越多。这是非常明显的正相关关系，而且它是相对连续的，不会说在哪个地方有个断点。
在某种程度上说，奥运奖牌或者金牌和诺贝尔奖获得者的决定因素实际上有相通之处，人均GDP越高，国家越发达，当然科技水平越高；另外，人越多，天才越多，当然更容易产生科技成果。这两个合在一块就是总量的GDP。
但从下图，我们发现了很有意思的情况。首先，GDP有个门槛值，GDP的对数大于26，大概是GDP2100亿美元（大概全球217个国家有50个国家满足这个条件）；但这只是基本的必要条件，因为还有很多国家的GDP大于2100亿美元但并没有获得一个诺奖。印度的GDP名列世界第六，2.6万亿美元，但本土诺奖得主为零（去欧美留学定居的不算）；中国的GDP名列世界第二，12万亿美元，本土诺奖得主为1。但如果我们把诺奖得主为零的国家排除掉，剩下的国家似乎呈现出GDP与得奖数正相关的关系。那究竟是什么条件能把诺奖得主为零的国家排除掉呢？
一般认为，科技发展特别是基础科学是资本密集型的，根据比较优势理论，只有发达国家才具有基础科学研究的比较优势。因此，我们看下图，非常明显的是，按照人均GDP的标准，诺贝尔奖也存在着门槛值，也就是人均GDP要达到32000美元（意大利），只有人均GDP在这个门槛值以上的国家才有批量生产诺贝尔奖的可能。唯一的例外是俄罗斯（前苏联）。
假如我们仅仅取满足两个门槛值的国家，会怎样呢？结果显示，GDP的对数和诺贝尔科学奖的人数高度正相关，但同时，我们发现，日本的获奖人数在趋势线的下方，说明日本历史上的获奖人数和日本的GDP是不相称的。
根据之前的讨论，我们知道日本的诺奖爆发是从2000年才开始的，如果我们只统计2000年之后的情况，那么我们就得到下图。基本上，在这些满足双门槛的国家里面，获奖人数和GDP高度正相关。而且，日本就在拟合线附近，说明2000年之后日本的获奖人数和日本的GDP总量是相称的。
简单分析下来，似乎已经很清楚了，诺贝尔科学奖的规律就是
1） 人均GDP要高于32000美元（这是个动态的概念）；
2） 总量GDP要高于2100亿美元（潜在含义是人口至少大概需要六七百万）
3） 在满足（1）、（2）两个条件下，诺贝尔奖人数和GDP成正比。
那为什么会有（1）和（2）的条件呢？
当然门槛值（32000美元）是经验规律，很难有一个严格证明。而且，我认为，这是个动态的概念，更好的指标应该是和美国（技术前沿）相比的比例。2017年美国人均GDP59000美元，那么32000美元相当于美国的54%。
但为什么会有这个门槛值呢？我们需要思考这个问题。
关于这个问题，我个人是这么理解的。发展经济学里一直有一个谜。什么谜呢？就是发展中国家的单兵作战能力和发达国家比其实差不了多少，但是整个国家来看人均GDP可能相差巨大。比如在发展经济学里经常以印度为例。印度人单兵作战能力和美国人可能差不多，印度在美国公司的CEO有好多个，HBS哈佛商学院教授一共400多人，印度裔有20多个；哈佛商学院、芝加哥商学院、Kellogg商学院的院长或前院长是印度人。微软、谷歌的CEO是印度人，诺基亚、德意志银行、花旗、麦肯锡、百事、联合利华等等的CEO或前CEO是印度人。普通印度人和美国白人的生产效率（单兵来讲）相比，就算差一点吧，至少也能达到80%、90%，为什么印度人均GDP只有不到两千美元，现在美国是五万多美元，相差将近三十倍，怎么差别那么大呢？很多人在思考这个问题，当然有很多解释。
美国斯坦福的教授Charles Jones在2011年发表了一篇文章（Jones, Charles, "Intermediate Goods and Weak Links in the Theory of Economic Development" American Economic Journal: Macroeconomics, April 2011, Vol. 3 (2), pp. 1-28.），试图解释这个问题。
首先，发论文最重要的是创新，有新的思想。比如发的论文，你是不是要想个idea，要想出个新的思想，那么新的思想是怎么得出来来呢？当然你坐在那儿凭空想，这是一种方法。但更普遍的情况相当的程度是你要跟别人有思想的交流碰撞，有思想的火花出来，才能有新思想出来。目前我们顶尖高校的经济学seminar，可能一星期就有一次，上海财大可能多一些，但美国顶尖高校的经济学seminar基本是每天一次，像Harvard/MIT，一天就好几个seminar；而且中美seminar的平均水平也有相当的差距。假设我们产生思想的水平是美国顶尖差距的80%-90%，这是第一步，起跑就已经落后10-20%了。
第二步，假设你有一个新的这个思想，怎么去实现？首先，实证文章得找数据吧，在中国作论文找数据，很多时候数据很差，像美国的数据漏洞相对较少，因为它的问卷经过精心设计，实施人非常专业，调研的时候也非常规范化。中国是什么情况？首先问卷设计的就不好，有些东西是有漏洞的。其次，你搜集数据不一定是完整的信息、准确的信息，所以在数据上是有瑕疵的，反正做过中国经济研究都会有这个感受。再次，美国很多数据是公开的，而且很丰富，中国数据库本来就少，而且很多是需要购买，更多的情况是买不到，仅供内部使用。所以，很多时候是巧妇难为无米之炊。所以，在第二步我们又打了一个折扣。
第三步，我们实证研究要处理数据，但是中国整个教育水平相对来讲跟先进国家还有差距，我们感觉到中国研究生的助研质量和美国研究生助研质量还是有差距的，你不知道这个数据怎么样，有时候数据处理得自己亲自来做，很多时候得把源代码拿过来自己处理，这时候就又多了一个折扣。
第四步，写完之后，你还要申请经费（基金），中国申请经费跟美国申请经费不太一样，具体我不讲了，这又打了一个折扣。
最后，你写出来论文之后，你得到处宣读你的论文讲吧，得给高校讲，得到认可。当然在中国讲跟美国讲那是一个天、一个地（全世界80%的经济学资源都集中在美国的东北部高校），我们知道顶尖论文发出来之前，你需要得到主流圈子的认可，这又打了一个大的折扣。其实还有好多折扣我不细说了，我这里简简单单列了好几个折扣，也就是说每一个工序，可能差20%；我讲了四个工序，0.8乘0.8，就是0.6，再乘两个0.8就是0.364。
相比第一个门槛来说，第二个门槛相对好理解，大概有好几个原因，我这里列几个。第一，基础科学研究的短期收益很小，更重要的是科研的外溢效应，外溢效应随国家的体量增大而增大；第二，基础科研是有很大不确定性的，越大的国家越符合大数定律，越能承担部分科研常年颗粒无收的风险。
经过上面的讨论，我想日本诺贝尔奖能够震惊世界的原因大概已经很清楚了，其实就是因为日本满足了（1）、（2）两个条件，然后日本的GDP足够高（世界第三），因此日本创造了诺贝尔奖的奇迹。
有人会问，为什么日本的诺奖在2000年之后才开始爆发呢？我认为，这主要是经济发展程度的滞后反应。一般认为，诺奖成果到诺奖颁发有20年左右的时滞。我看了一下日本的情况，时滞大概是25年。有人专门做过所有诺奖得主的总结，我引用了一下，最近三十多年大概也在20年左右。
我们重点看看日本2000年之后获奖者获奖成果的时点，除了南部阳一郎和下村修分别在1960年和1962年之外，成果的大规模或者批量爆发是从1973年开始的。那么1973年的日本是个什么情况呢？
1973年的日本，按照汇率折算，人均GDP4000美元，是美国6700美元的59%；按照2010年的美元购买力折算，人均22000美元，是美国26000美元的85%。这两个数字都表明日本的经济已经处于一个相当发达的水平。按照条件（1）的门槛，按照汇率折算，2017年意大利的32000美元相当于美国59000美元的54%，按照购买力折算，2017年意大利的37000美元相当于美国的63%。无论按照哪个标准，1973年的日本已经超越了人均GDP的门槛值；由于人口众多，条件（2）对于日本当然不在话下。但是，1960年的日本，汇率折算的话人均GDP是美国的16%，购买力折算的话人均GDP是美国的50%，说明1960年的日本，条件可能还是不够具备的。
但从上图，我们可以看到，除了二战期间和二战后的十多年，西欧的人均GDP一直是美国的70-80%左右，因此西欧的几个国家自然满足两个门槛，诺奖得主也是源源不断，只是因为GDP总量不如美国而导致诺奖总人数不如美国。
所以，综合以上的分析，日本所谓的诺贝尔奖奇迹的原因应该是比较清楚的了。日本的人均GDP和GDP总量超过相应的门槛值，然后GDP总量足够大，因此产生了较多数量的诺贝尔科学奖。经济原因在这里面起了决定性的作用。其他文化的因素不能说没有影响，但相比而言影响相对比较次要。
类似的其实还有韩国，韩国的教育弊端与中国、日本也是相似的，应试制度、等级森严、不善交流、英语不好等等，但是韩国的科研其实已经在默默的赶上了。韩国在Nature+Science的发文占全球的比例从1995年之前的空白开始一路上升，经过20年的发展已经超过1%。韩国的人口5000万，日本人口1.2亿，在人均水平韩国在顶尖论文的发表上已经和日本并驾齐驱了。这再次说明了经济发展水平可能是科技发展的决定性力量。尽管韩国暂时还没有诺奖得主，但我相信这只是时间问题。Nature和Science，可能再加上Cell（主要在生物领域），是公认的科学顶尖杂志；从历史上看，CNS的发文数量和诺奖人数高度相关（见下图）。目前韩国的CNS发文占比已经在1%以上，已经接近意大利、奥地利、比利时等能够零星获奖的国家。按照历史规律，二三十年之后应该能够见到诺奖零的突破。
论证了这么多，作为中国人，可能更为关心中国未来的诺贝尔奖前景。日本+韩国的分析大概能够给予中国一些启示。
在论证之前，先讲主要结论：
第一，东亚文化可能对创新有一定的负作用，但更为关键的多的是经济发展的程度；
第二，按照日本和韩国之前所走的道路，中国的诺奖成果爆发可能需要等到2040-2050年左右，获奖的爆发需要等到2060之后；
第三，中国在过去20-30年大概走了个捷径，主要借助了大量的海外留学、访学以及留学人员回国大潮，这使得中国的诺奖成果可能会提前，可能就在当下；可以说，中国的改革开放政策直接使中国的科技发展进程提前了20年。
第四，中国诺奖要超过美国大概需要等到2080年之后了。
关于第一点，之前的分析已经讲得很清楚了，不必再说。
关于第二点，由于中国和日本韩国具有很多的相似性，一般会将中国和日本韩国做比较，特别的，大家经常会比照当前的中国相当于日本或韩国的哪个发展阶段。通常的做法有两个，一个是按照购买力平价，直接比照人均GDP的绝对数，具有代表性的比如国务院发展研究中心的刘世锦团队是这么处理的；另一个是也是按照购买力平价，但比较的是人均GDP和美国的比值，具有代表性的是北京大学的林毅夫团队。
这两种处理方法各有优劣，有各自的解释力，特别对于科研来说，我想有必要综合两者都看看。
如果按照人均GDP（购买力平价）的绝对数，中国2017年是16800美元，相当于日本的1968年和韩国的1999年；如果按照人均GDP（购买力平价）的相对数，中国2017年是美国的31%，相当于日本的1956年左右，韩国的1994年。两者取一个折中的话，那么中国相当于日本的1962年，韩国的1996年左右。我们知道1973年起日本的诺奖成果开始批量出现，1962年相当于前夜的十年前；韩国在1996年正处在Nature+Science发文刚刚爆发起步的阶段。按照这个标准简单的推算，如果基本靠自力更生的话，中国大概会在2030年左右开始迎来诺奖成果批量生产的时期。
但实际上，中国的科研发展已经比这个要提前不少了，这主要得益于中国的改革开放政策，让大批的科研人员出国深造或者进修，直接拉近了和世界先进水平的距离。
从Nature+Science发文的全球占比来看，韩国在1995年之前的占比几乎为零，但中国已经有了小量的积累，要知道，那个时候的中国相当于韩国的1977年左右。如果按照上面的分析，中国的2017年相当于韩国的1995年左右，那么中国的发文应该也在零附近，尽管中国的人口是韩国的二十多倍，但是零乘以二十还是零，但2017年中国占比已经在5-6%左右。很明显，中国实现了大幅度的弯道超车。
这背后的原因大概很明确，就是上面提到的改革开放政策，使大量的中国科研人员能够近距离接触或者直接参与世界前沿的研究；这跟一穷二白的中国能够造出“两弹一星”基本是一回事。随着中国人均GDP的提升，能够把更多的科研人员送出国，又有更多的科研人员愿意学成回国，直接导致了中国科研水平的井喷。仅仅举个例子，2017年中科院当选的61位院士里，19个海外博士，80%以上具有海外学习或者工作的经历。在新一代的科研人员里面，海外学习和工作的经历会更加丰富。
注：2008年之后两个曲线的背离，猜测是因为之前的归国人员很多都是博士、博士后或者访学；之后有大量的本科、硕士学位人员回国，和科研无关。
目前来看，中国在顶尖论文发文的全球占比已经位于第四，仅次于美国、英国和德国（日本较低是因为日本人的英文限制以及日本期刊本身就有影响力）；按照Nature+Science发文和诺奖得主之间的简单关系推测，目前中国的发文水平大概和法国差不多，预计中国在2040年左右（2035-2045年）的十年跨度里很可能能够获得4-5个诺奖，大概能达到美国的十分之一。
那什么时候能够超过美国呢？我从两个角度思考这个问题。第一个角度，美国的GDP（购买力平价）大概在1870年超过英国，但是美国的诺贝尔奖人数大概在1930年代才超过英国，如果算上诺奖滞后成果10年，那么美国的整体科技水平要到1920年之后才超过英国，大概滞后50年。中国的GDP总量（购买力平价）从2013年起超过美国，简单推算，中国需要在2060年左右的诺奖成果才能超过美国。第二个角度，日本从1973年开始，经过了二十多年的努力，才把Nature+Science的发文占比从1%提高到3%；中国目前是5-6%，可能至少要到2045年以后才能提高到20%，能够达到美国的一半，要完全赶上美国，估计还得需要十五到二十年时间。通常来说，诺奖成果到颁发需要二十多年的时间，也就是说中国的诺奖总数要超过美国可能需要等到2080年以后了。
简单总结一下，从日本的诺贝尔奖奇迹说起，我们得出了几个结论：
1） 日本的诺贝尔奖奇迹其实就是经济发展到了一定阶段的自然结果，是可以被合理解释的；
2） 尽管东亚文化和制度对创新或有不利，但更具决定因素的还是经济发展程度；
3） 如果中国按照完全自力更生的模式，需要到2040年之后才会有批量诺奖成果的出现；
4） 实际上中国的改开政策使中国科技发展实现弯道超车，超前了大概有20年；
5） 中国诺奖成果要超过美国需要等到2060年之后，获奖的超越要到2080年之后，因此，韬光养晦依然是占优策略。
最后，希望大家开心愉快，健康长寿，能够见证到那一天的到来！
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