原文作者：贾鹤鹏
北京集中了充裕的科研经费与人才力量，稳居全球科研城市榜榜首。
五年前，朱东强从南京搬到了北京。之后他仍与前同事一起申请基金，每年夏季南下一千公里，与人在茶室探讨研究思路。
朱东强曾是南京大学的环境化学教授，南京大学也是世界上地球与环境科学实力最强的研究机构之一。不过，北京大学的城市与环境学院吸引了朱东强，这里资源丰富、顶尖科学家云集、地处首都，还有一份终身教授的职位。
来到北京的朱东强置身于中国的科研中心。自然指数根据一群独立科研人员遴选的82本高质量期刊中的论文产出进行全球科研城排名，北京在这份榜单中位居首位，上海排名第五。北京和上海通过科研人员之间的合作，成为了自然指数中最高产的合作城市对。2019年，两座城市的双边合作得分（合著论文的累计份额）比第二名的纽约和波士顿还高 50%。
北京资源聚集
北京作为中国的政治与文化之都已有至少600年的历史，北京对当代科研的主导作用得益于中央统一规划：审慎地集中部署资助经费、科研机构、研究人员，以及大科学装置等科研设施，如北京正负电子对撞机，以及由北京的国家天文台负责运行、坐落于1900公里之外贵州省的500米口径球面射电望远镜（FAST）。
北京航空航天大学的“月宫一号”实验室模拟月球环境。
中国科学院（CAS）文献情报中心高级研究员杨立英将中国科研资源集中在北京、上海、南京这三大科研城市的做法，与西方国家科研资源更为分散的现象进行了对比，后者的科研热点地区倾向于随时间而改变。
2017 年，中国教育部启动“双一流”建设，全国42所顶尖高校入选资助名单。其中，北京占了7所、上海占5所。北京的研发强度——研发投入占国内生产总值（GDP）的比重——为 6%，居全国首位。
科研力量的集中化在北京西北部的海淀区最为明显。这里汇集了北京大学、清华大学、北京师范大学，以及几十所中科院研究所。中科院既是国内科研的旗舰标杆，也是自然指数中全球排名第一的科研机构。海淀区被认为拥有北京乃至全国最好的学校，这对于有调动意愿的领先科学家具有强大的吸引力，当然前提是他们能够承受北京的房价。北京大学和清华大学一些最高产的化学实验室距离中科院化学研究所只有15分钟的步行路程。这种距离上的优势催生了同样位于海淀区的中关村科技园——谷歌、微软 、IBM、索尼、英特尔、摩托罗拉、爱立信等跨国企业都在此设有研发中心。
除了中关村科技园，北京市还建设了其他多个科学城区。最有名的当属中科院与北京市政府共同打造的怀柔科学城。整个科学城占地100.9平方公里。中国科学院大学主校区和许多中科院研究所分支机构都坐落于此。截至2019年底，怀柔科学城已16个大科学装置，如分子材料测试平台和青藏高原环境监测系统等，这些装置的总投资达39.4亿元。北京市政府在科学城的城市服务配套项目上计划投资157.5亿元（约合22.7亿美元）。
中科院院长白春礼在2017年考察怀柔科学城时曾表示，合作的目标是将怀柔科学城塑造成一个世界级枢纽。他说，中科院40%的研究力量、超半数的顶尖研究产出都集中在北京。
北京市昌平区也在计划建设“未来科学城”。城内将打造由企业引领的科技创新社区，在43.5平方公里的土地上汇集数十家企业的研发中心。
力量之席
中科院的存在度是衡量中国前三大科研城市实力的一个重要指标。中科院110个研究所光北京就占了39所、上海占16所、南京占5所。中科院总部位于北京市中心，靠近中央政府机关以及中共中央所在的中南海，有利于促进中科院与国家最高领导层的沟通。
中科院的科研设施体量大、质量高，吸引着来自国内其他机构的合作伙伴。中科院与其他研究机构的“你来我往”不仅巩固了北京作为中国科研合作枢纽的地位，也在一定程度上巩固了上海与南京的地位。《中国科学基金》期刊2019年发表的一项研究（Z. Gao et al. Chin. Sci. Found. 4,363–366; 2019）发现，北京市杰出青年科学家获得者出现了净流出——主要来自中科院研究所向北京以外大学的人才流动。荣膺这一奖项的科学家有望获得国家自然科学基金委员会最高400万元的研究经费。
这些学者在前单位和现单位之间架起了桥梁。顶尖科学家在不同大学或研究所拥有多个实验室的现象很普遍，尤其是在他们先前工作过的地方，这不仅能帮助他们的研究生顺利毕业，还能帮助前单位争取到更多的署名权和研究经费。
2016 年，张立新从位于北京的中科院微生物所来到上海的华东理工大学担任生物反应器工程国家重点实验室主任。通过线上交流工具以及经常回北京参加学术会议和基金申请的机会，张立新继续运行着他在中科院微生物所的实验室，一直到他的学生们于 2020 年初毕业。
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增强合作
2015年诺贝尔生理学或医学奖的一半被授予大村智（Satoshi Ōmura）与William Campbell，以表彰他们发现了阿维菌素——这种微生物的衍生物可以有效对抗寄生虫感染和害虫。一年之后，张立新因率领团队开发出了更高效的阿维菌素合成方法，被授予国家科技进步奖。
张立新在北京中科院微生物研究所的团队与三家中国公司合作，将阿维菌素的发酵效率提高到了原始菌株的1000 倍。如今，阿维菌素产品在中国大量生产。
来到华东理工大学担任生物反应器工程国家重点实验室主任后，对于用微生物合成药物的研究，张立新一如既往地注重合作。今年，张立新的实验室利用生物传感和基因组编辑技术开发出了COVID-19 核酸和抗体检测试剂盒，目前正向美国和欧洲出口。
张立新在中科院微生物所的实验室与他在华东理工大学的实验室相互合作，共同在顶尖期刊上发表了几十篇合著论文。“北京不愧为[中国的]科研重地，有经费资源和其他机会，而上海的政策非常灵活，商业环境很友好，”张立新说，“我经常鼓励国外回来的人先在北京扎根，再搬到其他城市去。”
北京和上海的许多科研机构声誉卓越，意味着中国最优秀的研究人员都会来此进修，待学成之后再回到自己的家乡担任学术职务。上海复旦大学科学政策教授唐莉说，青年科学家邀请曾经的博士生导师合著论文的传统，即使只是一种礼节，也帮助延续了北京和上海在科研产出上的主导地位。她还指出，中国的大科学项目经常要求多个实验室联合申请，这也推动了跨城市合作，尤其是北京、上海和国内其他科研中心城市。
海归助力
北京、上海、南京一直是中国留学归国科研人才的首选目的地。根据上海交通大学国际与公共事务学院研究员史东波的一项研究，归国科学家带动了这些科研中心的跨城市合作。这项尚待发表的研究还发现，在经过最多三年的过渡期后，大部分在2015年底前回国的青年人才都实现了比在国外更高的产出。国际合作稳中有进，国内合作大举发力。史东波说：“他们就像是连接国外同事、自己的实验室、国内同事的纽带。”
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界面科学家
朱东强用20多年的时间研究黏土等不同吸附材料的表面性能如何与环境污染物相互作用。朱东强目前是一名环境化学教授，在2012 年成为中国国家杰出青年科学基金获得者，这也是中国自然科学的最高荣誉之一。
朱东强2005 年加入南京大学，主要与校内同事展开合作。2015年，朱东强来到北京大学，并延续着他与南京大学的合作关系。举例来说，朱东强与南京大学的同事合作开发了一种名为有序介孔碳的材料，这种材料经过氧化后可以高效去除水中的液态盐污染物。
朱东强在北京大学也积极参与研究项目，加深对全球碳循环的理解。他对表面界面反应作用的研究为此提供了一种微观视角。
“我坚持跟着自己的兴趣做研究，” 他说，“你需要与许多有专门知识和新奇想法的人合作，来探索这些新兴领域。”
中美张力
除了这些合作之外，自然指数采访的所有研究人员都表示，他们担心中美之间的紧张关系会造成影响，包括对有军方联系的中国机构的科研人员延长签证禁令。疫情带来的旅行限制和封锁措施可能会成为一个临界点，让跨太平洋合作被迫中断。
唐莉认为，中国应该拿出更多政策和经费来鼓励国内外合作。不过，从自然指数的产出数据来看，北京研究机构的国内合作，无论是同城还是异地，都比与美国机构的合作更高产。在北京2019年排名前十的国际合作伙伴中，北京与七位美国合作伙伴平均分别合著了80篇收录在自然指数中的论文，而与同城的前十位合作伙伴则是分别合著了287篇论文。北京作为自然指数排名第一的科研城市，其地位在短时间内似乎难以被撼动。
2020自然指数 Top 5 全球科研城市概览
评估世界热点科研城市的成功。
数据分析：Bo Wu。信息化图示：Tanner Maxwell。
贾鹤鹏是常驻中国苏州的一名自由职业科学作家。
头图：北京中关村，科学与商业交汇之处。来源：Imaginechina Limited/Alamy
原文以Beijing, the seat of science capital；Nature Index’s top five science cities, by the numbers为标题发表在《自然》增刊 “自然指数-科研城市2020”
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doi: 10.1038/d41586-020-02577-x
10.1038/d41586-020-02576-y
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